JPH04181777A - 光スイッチング素子 - Google Patents
光スイッチング素子Info
- Publication number
- JPH04181777A JPH04181777A JP2310318A JP31031890A JPH04181777A JP H04181777 A JPH04181777 A JP H04181777A JP 2310318 A JP2310318 A JP 2310318A JP 31031890 A JP31031890 A JP 31031890A JP H04181777 A JPH04181777 A JP H04181777A
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- compound semiconductor
- semiconductor layer
- light
- irradiated
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Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Light Receiving Elements (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〕
本発明は、光制御によってオン、オフ動作を行う光スイ
ツチング素子に係わる。
ツチング素子に係わる。
本発明は、光スイツチング素子に係わり、Ｐ−ＧａＳｂ
系の第１の化合物半導体層と、ｎ −ＩｎＡｓ系の第２
の化合物半導体層と、ｐ−ＧａＳｂ系の第３の化合物半
導体層とが積層されて各化合物半導体層間にタイプＩＩ
のヘテロ接合が形成された構成を採り、第２の化合物半
導体層のフェルミレベルが第１及び第３の化合物半導体
層の価電子帯下に位置するようして光照射によってオフ
状態とする動作を行って暗電流の問題の解決をはかる。
系の第１の化合物半導体層と、ｎ −ＩｎＡｓ系の第２
の化合物半導体層と、ｐ−ＧａＳｂ系の第３の化合物半
導体層とが積層されて各化合物半導体層間にタイプＩＩ
のヘテロ接合が形成された構成を採り、第２の化合物半
導体層のフェルミレベルが第１及び第３の化合物半導体
層の価電子帯下に位置するようして光照射によってオフ
状態とする動作を行って暗電流の問題の解決をはかる。
光スイツチング素子として種々のものが開発、提案され
ているが、半導体光スイツチング素子は光照射によって
すなわち光励起によって通電状態すなわちオン動作を行
わしめるものが一般的であり、この場合、オフ時の暗電
流が問題となる。また、その通電が光励起による電子及
びホールの生成に因ることからその応答速度は、ホール
の動きに制約されるという問題がある。
ているが、半導体光スイツチング素子は光照射によって
すなわち光励起によって通電状態すなわちオン動作を行
わしめるものが一般的であり、この場合、オフ時の暗電
流が問題となる。また、その通電が光励起による電子及
びホールの生成に因ることからその応答速度は、ホール
の動きに制約されるという問題がある。
本発明は、上述した光スイツチング素子、特に半導体光
スイツチング素子において、暗電流の問題及び応答速度
の問題の改善をはかることを目的とする。
スイツチング素子において、暗電流の問題及び応答速度
の問題の改善をはかることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明においては、第１図にその一例の路線的断面図を
示すように、ｐ型のＧａＳｂ系の第１の化合物半導体層
（１）と、ｎ型のＩｎＡｓ系の第２の化合物半導体Ｎ（
２）と、ｐ型のＧａＳｂ系の第３の化合物半導体層（３
）とが積層され、各化合物半導体層（１）及び（２）間
、（２）及び（３）間にタイプＩＩのへテロ接合Ｊ、及
びＪ２が形成され、第２の化合物半導体層（２）のフェ
ルミレベルＥＦが、スイッチング用の光を照射しない状
態で、そのハンドモデル図を第２図Ａに示すよう番こ、
第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（３）の価電
子帯の上端より下に位置するように構成する。
示すように、ｐ型のＧａＳｂ系の第１の化合物半導体層
（１）と、ｎ型のＩｎＡｓ系の第２の化合物半導体Ｎ（
２）と、ｐ型のＧａＳｂ系の第３の化合物半導体層（３
）とが積層され、各化合物半導体層（１）及び（２）間
、（２）及び（３）間にタイプＩＩのへテロ接合Ｊ、及
びＪ２が形成され、第２の化合物半導体層（２）のフェ
ルミレベルＥＦが、スイッチング用の光を照射しない状
態で、そのハンドモデル図を第２図Ａに示すよう番こ、
第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（３）の価電
子帯の上端より下に位置するように構成する。
〔作用］
上述の本発明構成において、光照射がされない状態での
ハンドモデル図は上ｉホしたように、第２図Ａに示すよ
うにフェルミレベルＥＦが、ＧａＳｂの第１及び第３の
化合物半導体層（１）及び（３）の価電子帯の上端より
下方に位置するいわゆる半導体−半金属遷移状態とされ
ていて、その電子は第２１ＦＡに斜線を付して示すよう
に、ｐ−ＧａＳｂの第１及び第３の化合物半導体層（１
）及び（３）の価電子帯の上端より下にあることから、
第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（３）間は通
電状態にあってオンの状態を示す。
ハンドモデル図は上ｉホしたように、第２図Ａに示すよ
うにフェルミレベルＥＦが、ＧａＳｂの第１及び第３の
化合物半導体層（１）及び（３）の価電子帯の上端より
下方に位置するいわゆる半導体−半金属遷移状態とされ
ていて、その電子は第２１ＦＡに斜線を付して示すよう
に、ｐ−ＧａＳｂの第１及び第３の化合物半導体層（１
）及び（３）の価電子帯の上端より下にあることから、
第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（３）間は通
電状態にあってオンの状態を示す。
これに対して、ハンドギャップの大なる第１及び第３の
化合物半導体層（１）及び（３）に対して透過性を示し
、これに比しハンドギヤツブの小さい第２の化合物半導
体層（２）に対して高い光吸収性を示す波長の光を照射
すると、すなわち第１及び第３の化合物半導体層におい
ては０．８ｅＶ、第２の化合物半導体層ＩｎＡｓにおい
てはそのバンドギャップが約０．４ｅＶであることから
、この０．４ｅＶ程度の波長の光を照射すると、第２図
Ｂにそのハンドモデル図を示すように、ｎ ＩｎＡｓ
による第２の化合物半導体層（２）のフェルミレベルが
持上がって第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（
３）の価電子帯より上方に位置するすなわちハンドギャ
ップに位置するようになることから、第１及び第３の化
合物半導体層（１）及び（３）間は通電が遮断、すなわ
ちオフ状態となる。
化合物半導体層（１）及び（３）に対して透過性を示し
、これに比しハンドギヤツブの小さい第２の化合物半導
体層（２）に対して高い光吸収性を示す波長の光を照射
すると、すなわち第１及び第３の化合物半導体層におい
ては０．８ｅＶ、第２の化合物半導体層ＩｎＡｓにおい
てはそのバンドギャップが約０．４ｅＶであることから
、この０．４ｅＶ程度の波長の光を照射すると、第２図
Ｂにそのハンドモデル図を示すように、ｎ ＩｎＡｓ
による第２の化合物半導体層（２）のフェルミレベルが
持上がって第１及び第３の化合物半導体層（１）及び（
３）の価電子帯より上方に位置するすなわちハンドギャ
ップに位置するようになることから、第１及び第３の化
合物半導体層（１）及び（３）間は通電が遮断、すなわ
ちオフ状態となる。
すなわち本発明構成によるスイッチング素子は、光を照
射しない状態でオン状態となり、光照射によってオフ状
態とする光スイッチング素子をなす。
射しない状態でオン状態となり、光照射によってオフ状
態とする光スイッチング素子をなす。
さらに第１図を参照して本発明による光スイツチング素
子の一例を詳細に説明する。この場合高不純物濃度のｐ
型のＧａＡｓ基体（２１）上に例えばｐ型のＧａＳｂ系
すなわち例えばアンドープもしくはｐ型の不純物のドー
ピングされた第１の化合物半導体層（１）を例えば１μ
ｍ程度の厚さにエピタキシャル成長し、さらにこれの上
に同様に例えばアンドープでｎ型を有するかあるいはｎ
型の不純物を添加したｎ ＩｎＡｓよりなる第２の化
合物半導体層（２）をエピタキシャル成長し、さらにこ
れの上に同様にアンドープでｐ型のＧａＡｓもしくは不
純物ドープをしたｐ型のＧａＡｓによる第３の化合物半
導体層（３）を、それぞれ例えばＭＯＣＶＤ （有機金
属による化学的気相成長法）によって連続的にエピタキ
シャル成長する。
子の一例を詳細に説明する。この場合高不純物濃度のｐ
型のＧａＡｓ基体（２１）上に例えばｐ型のＧａＳｂ系
すなわち例えばアンドープもしくはｐ型の不純物のドー
ピングされた第１の化合物半導体層（１）を例えば１μ
ｍ程度の厚さにエピタキシャル成長し、さらにこれの上
に同様に例えばアンドープでｎ型を有するかあるいはｎ
型の不純物を添加したｎ ＩｎＡｓよりなる第２の化
合物半導体層（２）をエピタキシャル成長し、さらにこ
れの上に同様にアンドープでｐ型のＧａＡｓもしくは不
純物ドープをしたｐ型のＧａＡｓによる第３の化合物半
導体層（３）を、それぞれ例えばＭＯＣＶＤ （有機金
属による化学的気相成長法）によって連続的にエピタキ
シャル成長する。
第１の化合物半導体層、例えば基体（２１）の裏面と第
３の化合物半導体層（３）−ヒとにそれぞれ例えばＴｉ
−Ｐｔ−Ａｎを順次蒸着して第１及び第２の電極（３１
）及び（３２）をオーミックに被着する。この場合、第
２の電極（３２）には、例えばその中央部に窓（３２Ｗ
）を穿設し、この窓（３２Ｗ）を通じてスイッチング用
の光りを導入するようになされる。
３の化合物半導体層（３）−ヒとにそれぞれ例えばＴｉ
−Ｐｔ−Ａｎを順次蒸着して第１及び第２の電極（３１
）及び（３２）をオーミックに被着する。この場合、第
２の電極（３２）には、例えばその中央部に窓（３２Ｗ
）を穿設し、この窓（３２Ｗ）を通じてスイッチング用
の光りを導入するようになされる。
そしてここに第２の化合物半導体層（２）すなわちｎ−
ＩｎＡｓは、その厚さを１００人程０以上に選定して半
導体−半金属遷移が起きる状態に選定する。
ＩｎＡｓは、その厚さを１００人程０以上に選定して半
導体−半金属遷移が起きる状態に選定する。
このような構成において、例えば上層の第３の化合物半
導体層側からこれに対して高い光透過性を有し、第２の
化合物半導体＠ ｎ −［ｎＡｓに対して光吸収性を有
する波長の光を照射する。このようにすると光照射がな
されない状態では、前述したように第２図Ａにそのバン
ドモデル図を示す導通状態が生し、上述の光照射によっ
て第２図Ｂに示すオフ状態が生ずる。
導体層側からこれに対して高い光透過性を有し、第２の
化合物半導体＠ ｎ −［ｎＡｓに対して光吸収性を有
する波長の光を照射する。このようにすると光照射がな
されない状態では、前述したように第２図Ａにそのバン
ドモデル図を示す導通状態が生し、上述の光照射によっ
て第２図Ｂに示すオフ状態が生ずる。
尚、上述した第１〜第３の化合物半導体層（１）〜（３
）には必要に応じてその■族もしくはＶ族の元素の掻く
一部程度を、互いに他の元素によって置換したり、ＡＩ
で置換した組成とすることもできる。
）には必要に応じてその■族もしくはＶ族の元素の掻く
一部程度を、互いに他の元素によって置換したり、ＡＩ
で置換した組成とすることもできる。
上述した本発明によれば、光が照射されない状態で光ス
イツチング素子がオン状態を保持し、光照射によってオ
フ状態を保持するようにしたので、前述したような暗電
流の問題が解決され、また冒頭に述べたホールの発注に
依存する応答が回避されることによって応答速度の速い
光スイツチング素子を構成することができる。
イツチング素子がオン状態を保持し、光照射によってオ
フ状態を保持するようにしたので、前述したような暗電
流の問題が解決され、また冒頭に述べたホールの発注に
依存する応答が回避されることによって応答速度の速い
光スイツチング素子を構成することができる。
第１図は本発明による光スイツチング素子の一例の路線
的拡大断面図、第２図Ａ及びＢはオン状態及びオフ状態
におけるハンドモデル図である。 （１）〜（３）はそれぞれ第１〜第３の化合物半導体層
、Ｊ、及びＪ２はタイプＩＩのヘテロ接合である。
的拡大断面図、第２図Ａ及びＢはオン状態及びオフ状態
におけるハンドモデル図である。 （１）〜（３）はそれぞれ第１〜第３の化合物半導体層
、Ｊ、及びＪ２はタイプＩＩのヘテロ接合である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｐ型のＧａＳｂ系の第１の化合物半導体層と、ｎ型の
ＩｎＡｓ系の第２の化合物半導体層と、ｐ型のＧａＳｂ
系の第３の化合物半導体層とが積層され、各化合物半導
体層間にタイプIIのヘテロ接合が形成されてなり、 上記第２の化合物半導体層のフェルミレベルが、スイッ
チング制御光の非照射状態で第１及び第３の化合物半導
体層の価電子帯の上端より下方に位置するように構成し
たことを特徴とする光スイッチング素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310318A JPH04181777A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光スイッチング素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310318A JPH04181777A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光スイッチング素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04181777A true JPH04181777A (ja) | 1992-06-29 |
Family
ID=18003789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2310318A Pending JPH04181777A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光スイッチング素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04181777A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07235188A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Nec Corp | 半導体微粒子中の不純物準位を利用した光メモリ |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP2310318A patent/JPH04181777A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07235188A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Nec Corp | 半導体微粒子中の不純物準位を利用した光メモリ |
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