JPH01129477A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH01129477A JPH01129477A JP62289969A JP28996987A JPH01129477A JP H01129477 A JPH01129477 A JP H01129477A JP 62289969 A JP62289969 A JP 62289969A JP 28996987 A JP28996987 A JP 28996987A JP H01129477 A JPH01129477 A JP H01129477A
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- Japan
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- light
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- semiconductor
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 8
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000005642 Aharonov-Bohm effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
この発明は、高速の光応答が可能な半導体受光素子に関
するものである。
するものである。
〔従来の技術）
第２図は従来提案されているアハラノフ・ボーム効果を
用いた電界効果トランジスタの断面図である。この図に
おいて、１はキャリア濃度が大きいｎ型のＧａＡｓから
なるソース、２は高純度で太さがドブロイ波長程度のｎ
型のＧａＡｓ線、３はキャリア濃度が大きいｎ型のＧａ
Ａｓからなるドレイン、４は前記ＧａＡＳ線２中線膜中
た半導体領域であるＡｕＧａＡｓ、５は絶縁膜、６はゲ
ート電極、７は前記ＧａＡｓ線２のまわりを覆うＡｕＧ
ａＡｓである。
用いた電界効果トランジスタの断面図である。この図に
おいて、１はキャリア濃度が大きいｎ型のＧａＡｓから
なるソース、２は高純度で太さがドブロイ波長程度のｎ
型のＧａＡｓ線、３はキャリア濃度が大きいｎ型のＧａ
Ａｓからなるドレイン、４は前記ＧａＡＳ線２中線膜中
た半導体領域であるＡｕＧａＡｓ、５は絶縁膜、６はゲ
ート電極、７は前記ＧａＡｓ線２のまわりを覆うＡｕＧ
ａＡｓである。
次に動作について説明する。
ソーストドレイン３間に電圧を印加すると電子が流れる
が、ソーストドレイン３間のＧａＡｓ線２が高純度の結
晶で、かつ太さがドブロイ波長程度の線であると、電子
は電子波として伝わる。このソース１から流れ出た電子
波は中央部分に用いた。１ｅＧａＡｓ４のところで上側
２ａと下側２ｂのふた手に分かれ、ＡｌｌＧａＡｓ４を
過ぎたところで１つにまとまりドレイン３に達する。
が、ソーストドレイン３間のＧａＡｓ線２が高純度の結
晶で、かつ太さがドブロイ波長程度の線であると、電子
は電子波として伝わる。このソース１から流れ出た電子
波は中央部分に用いた。１ｅＧａＡｓ４のところで上側
２ａと下側２ｂのふた手に分かれ、ＡｌｌＧａＡｓ４を
過ぎたところで１つにまとまりドレイン３に達する。
ところで、ゲート電極６に電圧をかけると、ＡｕＧａＡ
ｓ４の上側２ａと下側２ｂのＧａＡｓ線２で静電ポテン
シャルが異なる。アハラノフ・ボーム効果によれば、ベ
クトルポテンシャルの大きさにより電子波の波長は変化
するので、ＡｕＧａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂを通っ
た電子波で位相差が生じる。その結果、２つに分れた電
子波が１つにまとまった時に相互に干渉して強め合った
り、弱め合フたりするため、ゲート電極６の電圧に応じ
てソーストドレイン３間を流れる電流値が変化する。こ
の動作原理により電界効果トランジスタとして働く。こ
の時の動作時間は超高速である。
ｓ４の上側２ａと下側２ｂのＧａＡｓ線２で静電ポテン
シャルが異なる。アハラノフ・ボーム効果によれば、ベ
クトルポテンシャルの大きさにより電子波の波長は変化
するので、ＡｕＧａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂを通っ
た電子波で位相差が生じる。その結果、２つに分れた電
子波が１つにまとまった時に相互に干渉して強め合った
り、弱め合フたりするため、ゲート電極６の電圧に応じ
てソーストドレイン３間を流れる電流値が変化する。こ
の動作原理により電界効果トランジスタとして働く。こ
の時の動作時間は超高速である。
（発明が解決しようとする問題点）
従来のアハラノフ・ボーム効果による電界効果トランジ
スタは、以上のように構成されているので、光通信に用
いる場合、ホトダイオードなどで一旦光信号を電気信号
に変換しなければならない。そのため、この電界効果ト
ランジスタの超高速性が生かせず、ホトダイオードの応
答速度により制限されてしまうという問題点があった。
スタは、以上のように構成されているので、光通信に用
いる場合、ホトダイオードなどで一旦光信号を電気信号
に変換しなければならない。そのため、この電界効果ト
ランジスタの超高速性が生かせず、ホトダイオードの応
答速度により制限されてしまうという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、アハラノフ・ボーム効果を用いた超高速の
半導体受光素子を得ることを目的とする。
れたもので、アハラノフ・ボーム効果を用いた超高速の
半導体受光素子を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体受光素子は、高純度の半導体から
なるドブロイ波長程度の太さの電流通路と、電流通路中
に設けられこの電流通路を部分的に分割する不純物濃度
あるいは材料の異なる半導体領域と、この半導体領域付
近に光を入射せしめる受光面とを備えたものである。
なるドブロイ波長程度の太さの電流通路と、電流通路中
に設けられこの電流通路を部分的に分割する不純物濃度
あるいは材料の異なる半導体領域と、この半導体領域付
近に光を入射せしめる受光面とを備えたものである。
この発明においては、受光面より入射した光は、ゲート
・ソース間にキャリア分布を生じ、その分布により異な
る経路を通る２つの電子波に位相差が生じ、相互に干渉
するので、ゲート・ソース間に流れる電流値が変化する
。
・ソース間にキャリア分布を生じ、その分布により異な
る経路を通る２つの電子波に位相差が生じ、相互に干渉
するので、ゲート・ソース間に流れる電流値が変化する
。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
第１図において、１〜７は第２図と同じものを示し、８
は光入射面、９は受光面で、この部分に反射防止膜１０
が設けられている。
は光入射面、９は受光面で、この部分に反射防止膜１０
が設けられている。
次に動作について説明する。
反射防止膜１０を介して受光面９よりＧａＡｓで吸収さ
れる波長の光を入射すると、ＧａＡｓ線２にキャリアが
生じるが、受光面９に近いところほど多くのキャリアが
発生する。その結果、ＡｕＧａＡｓ４の上側２ａのＧａ
Ａｓと下側２ｂのＧａＡｓでキャリア濃度の差が生じる
。ところで、発生したキャリアが穆勅したりすることに
よって、そのキャリアが発生した場所のポテンシャルが
変化するが、その変化の度合いは発生したキャリアの濃
度に依存する。つまり、キャリアの濃度差によりＡｕＧ
ａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂのＧａＡｓでポテンシャ
ルの差が生じる。このポテンシャルの差により、ＡｕＧ
ａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂを通る電子波で位相差が
生じ干渉するため、ゲート・ソース間を流れる電子波が
変化する。このような理由により入射した光量によって
ゲート・ソース間の電流値が変化するので、この素子を
受光素子として用いることができる。
れる波長の光を入射すると、ＧａＡｓ線２にキャリアが
生じるが、受光面９に近いところほど多くのキャリアが
発生する。その結果、ＡｕＧａＡｓ４の上側２ａのＧａ
Ａｓと下側２ｂのＧａＡｓでキャリア濃度の差が生じる
。ところで、発生したキャリアが穆勅したりすることに
よって、そのキャリアが発生した場所のポテンシャルが
変化するが、その変化の度合いは発生したキャリアの濃
度に依存する。つまり、キャリアの濃度差によりＡｕＧ
ａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂのＧａＡｓでポテンシャ
ルの差が生じる。このポテンシャルの差により、ＡｕＧ
ａＡｓ４の上側２ａと下側２ｂを通る電子波で位相差が
生じ干渉するため、ゲート・ソース間を流れる電子波が
変化する。このような理由により入射した光量によって
ゲート・ソース間の電流値が変化するので、この素子を
受光素子として用いることができる。
〔発明の効果）
以上説明したように、この発明は、高純度の半導体から
なるドブロイ波長程度の太さの電流通路と、電流通路中
に設けられこの電流通路を部分的に分割する不純物濃度
あるいは材料の異なる半導体領域と、この半導体領域付
近に光を入射せしめる受光面とを備えたので、受光面に
入射した光をアハラノフ・ボーム効果により電流に変換
することにより、非常に速い応答速度の半導体受光素子
が得られる。
なるドブロイ波長程度の太さの電流通路と、電流通路中
に設けられこの電流通路を部分的に分割する不純物濃度
あるいは材料の異なる半導体領域と、この半導体領域付
近に光を入射せしめる受光面とを備えたので、受光面に
入射した光をアハラノフ・ボーム効果により電流に変換
することにより、非常に速い応答速度の半導体受光素子
が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す半導体受光素子の断
面図、第２図は従来のアハラノフ・ボーム効果を用いた
電界効果トランジスタの断面図である。 図において、１はソース、２はＧａＡｓ線、２ａはＡＩ
ＬＧａＡｓの上側、２ｂはＡｕＧａＡｓの下側、３はド
レイン、４はＡＪＩＧａＡｓ、８は光入射面、９は受光
面、１０は反射防止膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
面図、第２図は従来のアハラノフ・ボーム効果を用いた
電界効果トランジスタの断面図である。 図において、１はソース、２はＧａＡｓ線、２ａはＡＩ
ＬＧａＡｓの上側、２ｂはＡｕＧａＡｓの下側、３はド
レイン、４はＡＪＩＧａＡｓ、８は光入射面、９は受光
面、１０は反射防止膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 高純度の半導体からなるドブロイ波長程度の太さの電
流通路と、前記電流通路中に設けられこの電流通路を部
分的に分割する不純物濃度あるいは材料の異なる半導体
領域と、この半導体領域付近に光を入射せしめる受光面
とを備えたことを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289969A JPH07101755B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289969A JPH07101755B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129477A true JPH01129477A (ja) | 1989-05-22 |
| JPH07101755B2 JPH07101755B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17750069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289969A Expired - Lifetime JPH07101755B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101755B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02154479A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Nec Corp | フォトコンダクタ |
| EP0471288A2 (en) * | 1990-08-09 | 1992-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave coupling or decoupling devices and quantum interference devices |
| EP0475396A2 (en) * | 1990-09-12 | 1992-03-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Quantum interference device and corresponding method for processing electron waves |
| EP0475403A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Quantum interference devices and methods for processing interference current |
| EP0480354A2 (en) * | 1990-10-08 | 1992-04-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave interference device and related method for modulating an interference current |
| US7732807B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-06-08 | Yokogawa Electric Corporation | Integrated circuit |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62289969A patent/JPH07101755B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02154479A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Nec Corp | フォトコンダクタ |
| EP0471288A2 (en) * | 1990-08-09 | 1992-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave coupling or decoupling devices and quantum interference devices |
| EP0471288A3 (en) * | 1990-08-09 | 1994-05-18 | Canon Kk | Electron wave coupling or decoupling devices and quantum interference devices |
| US5521735A (en) * | 1990-08-09 | 1996-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave combining/branching devices and quantum interference devices |
| EP0475396A2 (en) * | 1990-09-12 | 1992-03-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Quantum interference device and corresponding method for processing electron waves |
| EP0475396A3 (ja) * | 1990-09-12 | 1994-04-20 | Canon Kk | |
| EP0475403A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Quantum interference devices and methods for processing interference current |
| EP0475403A3 (ja) * | 1990-09-13 | 1994-04-20 | Canon Kk | |
| EP0480354A2 (en) * | 1990-10-08 | 1992-04-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave interference device and related method for modulating an interference current |
| EP0480354B1 (en) * | 1990-10-08 | 1997-02-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron wave interference device and related method for modulating an interference current |
| US7732807B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-06-08 | Yokogawa Electric Corporation | Integrated circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101755B2 (ja) | 1995-11-01 |
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