JP5282361B2 - 量子井戸型光検知器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
光電流:Ip=A・ηg (Aは係数)
雑音電流:in=(4eIpgB)0.5 (Bは雑音帯域)
信号S:V[Ip]=IpTint/Cint
雑音N:Vnoise=inTint/Cint
(積分時間Tint=CintV0/Ip、このときの帯域B=1/(2Tint))
(1)光電流の絶対量に応じ積分時間を可変とする場合
S/N=Ip/in=Ip/(2eIpg/Tint)0.5=(CintV0/2eg)0.5
(2)積分時間を一定とする場合
S/N=Ip/in=ηg/(2eηg2/Tint)0.5=(ηTint/2e)0.5
量子井戸層と、
前記量子井戸層を挟む第1及び第2の超格子バリア層と、
を有し、前記量子井戸層内のサブバンド間遷移を利用して光吸収を行い、光電流信号を発生させる量子井戸型光検知器において、
前記量子井戸層の基底準位を基準にしたとき、前記第1の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置と前記第2の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置とが相違していることを特徴とする量子井戸型光検知器。
前記第1の超格子バリア層は、
第1の半導体層と、
前記第1の半導体層よりも禁制帯幅が小さい第2の半導体層と、
を積層して構成されており、
前記第2の超格子バリア層は、
第3の半導体層と、
前記第3の半導体層よりも禁制帯幅が小さい第4の半導体層と、
を積層して構成されており、
少なくとも、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間で、それらの材料の組成若しくは厚さが相違しているか、又は前記第3の半導体層と前記第4の半導体層との間で、それらの材料の組成若しくは厚さが相違していることを特徴とする付記1に記載の量子井戸型光検知器。
前記量子井戸層が複数設けられており、隣り合う量子井戸層間で、量子井戸の基底準位が相違していることを特徴とする付記1又は2に記載の量子井戸型光検知器。
前記量子井戸層として、量子井戸の基底準位が相違する2種類のものが複数ずつ設けられ、
これらの2種類の量子井戸層間に前記第1及び第2の超格子バリア層のいずれかが交互に挟まれていることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の量子井戸型光検知器。
前記量子井戸層及び前記超格子バリア層は、GaAs系の材料、InAs系の材料、AlAs系の材料、InP系の材料、GaP系の材料及びAlP系の材料からなる群から選択された1種から構成されていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の量子井戸型光検知器。
前記量子井戸層及び前記超格子バリア層は、GaAs系の材料、InAs系の材料、AlAs系の材料、InP系の材料、GaP系の材料及びAlP系の材料からなる群から選択された2種以上の混晶から構成されていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の量子井戸型光検知器。
量子井戸層と、前記量子井戸層を挟む第1及び第2の超格子バリア層と、を有し、前記量子井戸層内のサブバンド間遷移を利用して光吸収を行い、光電流信号を発生させる量子井戸型光検知器を製造する方法において、
前記量子井戸層の基底準位を基準にしたとき、前記第1の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置と前記第2の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置とを相違させることを特徴とする量子井戸型光検知器の製造方法。
前記第1の超格子バリア層として、第1の半導体層と、前記第1の半導体層よりも禁制帯幅が小さい第2の半導体層と、を積層して構成されるものを形成し、
前記第2の超格子バリア層として、第3の半導体層と、前記第3の半導体層よりも禁制帯幅が小さい第4の半導体層と、を積層して構成されるものを形成し、
少なくとも、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間で、それらの材料の組成若しくは厚さを相違させるか、又は前記第3の半導体層と前記第4の半導体層との間で、それらの材料の組成若しくは厚さを相違させることを特徴とする付記7に記載の量子井戸型光検知器の製造方法。
前記量子井戸層を複数形成し、隣り合う量子井戸層間で、量子井戸の基底準位を相違させることを特徴とする付記7又は8に記載の量子井戸型光検知器の製造方法。
前記量子井戸層として、量子井戸の基底準位が相違する2種類のものを複数ずつ形成し、
これらの2種類の量子井戸層間に前記第1及び第2の超格子バリア層のいずれかを交互に挟むことを特徴とする付記7乃至9のいずれか1項に記載の量子井戸型光検知器の製造方法。
12、14:量子井戸層
21、31:真性AlGaAs層
22、32:真性GaAs層
41、42:ミニバンド
Claims (4)
- 量子井戸層と、
前記量子井戸層を挟む第1及び第2の超格子バリア層と、
を有し、
前記量子井戸層内のサブバンド間遷移を利用して光吸収を行い、光電流信号を発生させる量子井戸型光検知器において、
前記第1の超格子バリア層及び前記第2の超格子バリア層は、いずれも、複数の化合物半導体層の積層体を有し、
前記第1の超格子バリア層及び前記第2の超格子バリア層の間で、前記化合物半導体層の材料又は厚さの少なくとも一方が相違しており、
前記量子井戸層の基底準位を基準にしたとき、前記第1の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置と前記第2の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置とが相違し、
前記量子井戸層が複数設けられており、隣り合う量子井戸層間で、量子井戸の基底準位が相違していることを特徴とする量子井戸型光検知器。 - 前記量子井戸層として、量子井戸の基底準位が相違する2種類のものが複数ずつ設けられ、
これらの2種類の量子井戸層間に前記第1及び第2の超格子バリア層のいずれかが交互に挟まれていることを特徴とする請求項1に記載の量子井戸型光検知器。 - 量子井戸層と、前記量子井戸層を挟む第1及び第2の超格子バリア層と、を有し、前記量子井戸層内のサブバンド間遷移を利用して光吸収を行い、光電流信号を発生させる量子井戸型光検知器を製造する方法において、
前記第1の超格子バリア層及び前記第2の超格子バリア層に、いずれも、複数の化合物半導体層の積層体を含ませ、
前記第1の超格子バリア層及び前記第2の超格子バリア層の間で、前記化合物半導体層の材料又は厚さの少なくとも一方を相違させ、
前記量子井戸層の基底準位を基準にしたとき、前記第1の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置と前記第2の超格子バリア層中に形成されるミニバンドのエネルギー位置とを相違させ、
前記量子井戸層を複数形成し、隣り合う量子井戸層間で、量子井戸の基底準位を相違させることを特徴とする量子井戸型光検知器の製造方法。 - 前記量子井戸層として、量子井戸の基底準位が相違する2種類のものを複数ずつ形成し、
これらの2種類の量子井戸層間に前記第1及び第2の超格子バリア層のいずれかを交互に挟むことを特徴とする請求項3に記載の量子井戸型光検知器の製造方法。
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