JPS6066878A - 光検出素子 - Google Patents
光検出素子Info
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- JPS6066878A JPS6066878A JP58175884A JP17588483A JPS6066878A JP S6066878 A JPS6066878 A JP S6066878A JP 58175884 A JP58175884 A JP 58175884A JP 17588483 A JP17588483 A JP 17588483A JP S6066878 A JPS6066878 A JP S6066878A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01L31/035236—Superlattices; Multiple quantum well structures
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技ず一トＪ分野）
２ト兄明は低′ｊＩＩ ｉ″丁の光検出素」′に関する
。
。
（’ｕｌ：末枝ｆ１トｌの説明〕
；、η朱の高速光検出素ｊ′はなだれ効果光検出素ｆ−
（ｊ、１ ｉ−静りど称する）か用いられていた。第１
図はこのＡ Ｐ Ｉ）の構、聞を小す概略的な断面図で
、１はｎ’−１ｎＰノ、（板、２はこの基板１」二に設
りられたｎ−１ｎＰ層、３はＣ（７）ＩｎＰ層２−１−
に設けられたｎ−１ｎｃａＡｓ層、４はこのＩｎＧａＡ
ｓ層３内に形成されたｐ４− ＩｎＧａＡｓ領域、５は
ｎ −１ｎＧａＡｓ層３内の１１’ −１ｎＧａＡ弓／
ｌ Ｊ！４４ ｉｉｉロコＩｌｔ成されたｐ−−１＋＋
ＧａＡｓ領域、６はｎ −１ｎＧａＡｓ層３０表面に形
成した絶縁１摸、７及び８はｐ“−１ｎＧａＡｓｆｔｌ
城４及び）、（板１のド側表面に゛電気的に接触するよ
うにして波箔された・し極であＯ。
（ｊ、１ ｉ−静りど称する）か用いられていた。第１
図はこのＡ Ｐ Ｉ）の構、聞を小す概略的な断面図で
、１はｎ’−１ｎＰノ、（板、２はこの基板１」二に設
りられたｎ−１ｎＰ層、３はＣ（７）ＩｎＰ層２−１−
に設けられたｎ−１ｎｃａＡｓ層、４はこのＩｎＧａＡ
ｓ層３内に形成されたｐ４− ＩｎＧａＡｓ領域、５は
ｎ −１ｎＧａＡｓ層３内の１１’ −１ｎＧａＡ弓／
ｌ Ｊ！４４ ｉｉｉロコＩｌｔ成されたｐ−−１＋＋
ＧａＡｓ領域、６はｎ −１ｎＧａＡｓ層３０表面に形
成した絶縁１摸、７及び８はｐ“−１ｎＧａＡｓｆｔｌ
城４及び）、（板１のド側表面に゛電気的に接触するよ
うにして波箔された・し極であＯ。
Ｌかし、この構造においては、光励起による−［ｆ及び
正孔の生成か同一空間内で４Ｊわれるため、両名の寿命
を経て再結合を生してしま）ので、僧侶率を低下させて
しまうという欠点があった。
正孔の生成か同一空間内で４Ｊわれるため、両名の寿命
を経て再結合を生してしま）ので、僧侶率を低下させて
しまうという欠点があった。
さらに、ＩｎＧａＡｓ／ ＩｎＰ間のトンネル−Ｌ流に
起因する暗電流による雑音が生じ易いという欠点があっ
た。
起因する暗電流による雑音が生じ易いという欠点があっ
た。
（発明の１−１的）
本発明の目的はこれら従来の欠・ｊ、・、を除去した、
増倍率が人きく、しかも、低ｆｉｌ ｉ゛１の光検出素
ｆを提（３（するにある。
増倍率が人きく、しかも、低ｆｉｌ ｉ゛１の光検出素
ｆを提（３（するにある。
（発明の４＋１１成）
この目的の達成を図るためには、ｌｌＬｒと１１一孔か
生成される領域の構造を超格ｒ構造として、Ｉｉ： ｊ
′と」１孔の電気的輸送を空間的しこ分−して９Ｉえば
良い。
生成される領域の構造を超格ｒ構造として、Ｉｉ： ｊ
′と」１孔の電気的輸送を空間的しこ分−して９Ｉえば
良い。
ｉ）−って、本発明の光検出素子よれば、ド地層上に°
−゛醤“種材料の超７：Ｉｌ膜を交カーに順次積層して
ｈ’ｒ層膜？設け、この積層１摸の一端部にＰ影領域を
及Ｕ他端Ｈ’ＨＲにｎ型領域を夫々設け、これらｐ及Ｕ
ｎ型領」浅１１こ１Ｌ極を大々１没けることを４、？徴
とする。
−゛醤“種材料の超７：Ｉｌ膜を交カーに順次積層して
ｈ’ｒ層膜？設け、この積層１摸の一端部にＰ影領域を
及Ｕ他端Ｈ’ＨＲにｎ型領域を夫々設け、これらｐ及Ｕ
ｎ型領」浅１１こ１Ｌ極を大々１没けることを４、？徴
とする。
（実施例の説明）
以［、第２図及Ｕ第３図に従って、本発明の一′、Ｊ、
′施例を説明する。尚、図は本発明の構成か理解−Ｃき
るイ“１′度に概略的に７７＼しであるにすぎない。
′施例を説明する。尚、図は本発明の構成か理解−Ｃき
るイ“１′度に概略的に７７＼しであるにすぎない。
ｈ′５２図は本発明の光検出上ｆの一例を小ｒ拡大ｊ１
視図である。１１はド地層で例えば半絶縁性Ｉｎｐ層で
ある。１２はこのド地層ｌ１ｌ−に設けられた積層ｄ’
］！てあって、異種羽村の超１ｚし１摸を交ＩＬに１町
次に積Ｉ；’ｒ して多層四模描造となっている。この
実施例では 円の中に、Ｊ〈シであるように、異種羽村
としてＬｌ １３ Ａ ｓすｉ”３１２ａ と、ｉｎＰ
層１２ｂどを使用しているの−Ｃ、ＪＪ’１層膜１２は
多層ＧａＡｓ／ＩｎＰｌ摸である。積層膜１２の カの
端部をｎ型領域１３とし、他方の端部をｐ°１１１領域
１４【こする。ごの実施例では、これら領域１３μ・ひ
１４はｎ型多層ＧａＡｓ／ＩｎＰ領域及びＰ型多層Ｇａ
Ａｓ／ ＩｎＰ領域となる。そして、これらの領域１３
及び１４１−に電極１５及び１６が形成されている。
視図である。１１はド地層で例えば半絶縁性Ｉｎｐ層で
ある。１２はこのド地層ｌ１ｌ−に設けられた積層ｄ’
］！てあって、異種羽村の超１ｚし１摸を交ＩＬに１町
次に積Ｉ；’ｒ して多層四模描造となっている。この
実施例では 円の中に、Ｊ〈シであるように、異種羽村
としてＬｌ １３ Ａ ｓすｉ”３１２ａ と、ｉｎＰ
層１２ｂどを使用しているの−Ｃ、ＪＪ’１層膜１２は
多層ＧａＡｓ／ＩｎＰｌ摸である。積層膜１２の カの
端部をｎ型領域１３とし、他方の端部をｐ°１１１領域
１４【こする。ごの実施例では、これら領域１３μ・ひ
１４はｎ型多層ＧａＡｓ／ＩｎＰ領域及びＰ型多層Ｇａ
Ａｓ／ ＩｎＰ領域となる。そして、これらの領域１３
及び１４１−に電極１５及び１６が形成されている。
ＧａＡｓ及びＩｎＰの格Ｔ−＞ｉ！ ｌａは、人々、５
６４２八及び５．８Ｂ８人であり、ＧａＡｓ及びＩｎＰ
の交互の積層構造は格子不整合に起因して生しる歪によ
る界面欠陥を無くすため、夫々１０００人以［・の充分
７：しい層として積層し、歪超格７−（Ｓｔｒａｉｎｅ
ｄ １ａｙｅｒ ５ｕｐｅｒ−ｌａｔｔｉｃｅ）で構成
する。
６４２八及び５．８Ｂ８人であり、ＧａＡｓ及びＩｎＰ
の交互の積層構造は格子不整合に起因して生しる歪によ
る界面欠陥を無くすため、夫々１０００人以［・の充分
７：しい層として積層し、歪超格７−（Ｓｔｒａｉｎｅ
ｄ １ａｙｅｒ ５ｕｐｅｒ−ｌａｔｔｉｃｅ）で構成
する。
次に、第３図のエネルギーバンド図を参照して１、述し
た実施例の構造の機能につ、１説明する。この構造テは
、積Ｆｅ ＩＩ！ ＋ ２はＧａＡｓ及びＩｎＰの歪Ｉ
ｊｉ格ｒ−で形成されており、この超格ｆの電ｒ構造は
ＧａＡｓ及びＩｎＰの市ｆ−親和力と、エネルギー／゛
・ントキャンプにより決定される。ＧａＡｓ及υＩｎＰ
の゛屯ｒ親和力は夫々４．０７ｅＶ及び４．４０ｅＶで
あり、禁制・１；シ輻は１人々、１．４２８ｅＶ及υ１
．３５１ｅＶである。それ故、この超格ｆの電子構造１
ｉ第：３１図に、Ｊ＜４−ようになっている。第３図に
も示して１）るように、ＧａＡｓの伝導帯の底が］ｎＰ
のそれよりも高く、かつ、価゛電子（ｊ７の」一端がＧ
ａＡｓ及ＵｌｎＰのそれよりも高い也ｒ構造となってい
るため、光励起によって生じたＩ）、４ 、：ｊ？中の
ｉ［ｉニーｆ（図中黒丸印で示す）及び価電子；：に中
の１１孔（図中黒丸印で示す）は、安定状態をｊ＋する
ために、それぞれに夕４してポテンシャルの低いイ１装
置に移動する。この性質により、−Ｌ子がＩｎＰ７；＜
＋２ｂへ、また１ １１孔かＧａＡｓ層１２ａへと移動
し、屯」、１１一孔は別）／の層１２ａ及び＋２ｂへ空
間的に分層されることどなる。従って、准ｆと止孔とが
このよに分路された状！Ｌで、ｉ［８ｉｌ ５及びＩ６
に逆／ヘイアス゛Ｉし月を印加すると、電ｒ−はＩｎＰ
層１２ｂ内で、また、１１一孔はＧａＡｓ層１２ａ内で
というように人々別個の層内でなだれ現象が起る。これ
がため、電ｒ−ε’＜ Ｕ” ＋ｌ孔の＋Ｉｆ結合か回
避され、よって、大きな増１１゛；・（・か？′１られ
る。
た実施例の構造の機能につ、１説明する。この構造テは
、積Ｆｅ ＩＩ！ ＋ ２はＧａＡｓ及びＩｎＰの歪Ｉ
ｊｉ格ｒ−で形成されており、この超格ｆの電ｒ構造は
ＧａＡｓ及びＩｎＰの市ｆ−親和力と、エネルギー／゛
・ントキャンプにより決定される。ＧａＡｓ及υＩｎＰ
の゛屯ｒ親和力は夫々４．０７ｅＶ及び４．４０ｅＶで
あり、禁制・１；シ輻は１人々、１．４２８ｅＶ及υ１
．３５１ｅＶである。それ故、この超格ｆの電子構造１
ｉ第：３１図に、Ｊ＜４−ようになっている。第３図に
も示して１）るように、ＧａＡｓの伝導帯の底が］ｎＰ
のそれよりも高く、かつ、価゛電子（ｊ７の」一端がＧ
ａＡｓ及ＵｌｎＰのそれよりも高い也ｒ構造となってい
るため、光励起によって生じたＩ）、４ 、：ｊ？中の
ｉ［ｉニーｆ（図中黒丸印で示す）及び価電子；：に中
の１１孔（図中黒丸印で示す）は、安定状態をｊ＋する
ために、それぞれに夕４してポテンシャルの低いイ１装
置に移動する。この性質により、−Ｌ子がＩｎＰ７；＜
＋２ｂへ、また１ １１孔かＧａＡｓ層１２ａへと移動
し、屯」、１１一孔は別）／の層１２ａ及び＋２ｂへ空
間的に分層されることどなる。従って、准ｆと止孔とが
このよに分路された状！Ｌで、ｉ［８ｉｌ ５及びＩ６
に逆／ヘイアス゛Ｉし月を印加すると、電ｒ−はＩｎＰ
層１２ｂ内で、また、１１一孔はＧａＡｓ層１２ａ内で
というように人々別個の層内でなだれ現象が起る。これ
がため、電ｒ−ε’＜ Ｕ” ＋ｌ孔の＋Ｉｆ結合か回
避され、よって、大きな増１１゛；・（・か？′１られ
る。
加えて、屯１苛か狭い禁制帯幅の物質中で起り易いとい
”、＋ ｔ’ｌ ｒ″ｌかも、ＩｎＰ中の゛屯ｆで生じ
易く。
”、＋ ｔ’ｌ ｒ″ｌかも、ＩｎＰ中の゛屯ｆで生じ
易く。
従っ（、−１Ｌｒと１１孔との電離係数の差を利用する
ことにより低雑１”１で光検出が９１える。
ことにより低雑１”１で光検出が９１える。
（発明の効果）
１述した説明からも明らかなように、本発明の光検出素
子は、光を検出して光′電変換を４ｉう層部分に超格ｒ
−構造を採用し、このｒＫ＋＋分において光励起によっ
て生成された電子および１１．孔を、逆／ζイアス゛准
圧の印加によって、別個の層空間内を紅て′１に気菌に
分離して輸送するように構成しであるので、ｒ［−／−
止孔のｊ１＋重合金回避し１１）る。従って、本発明に
よれば、従来よりも増イ１；十の訊しく市・テ、シかも
、低雑音の光検出上ｆを１１）ることか出来る。
子は、光を検出して光′電変換を４ｉう層部分に超格ｒ
−構造を採用し、このｒＫ＋＋分において光励起によっ
て生成された電子および１１．孔を、逆／ζイアス゛准
圧の印加によって、別個の層空間内を紅て′１に気菌に
分離して輸送するように構成しであるので、ｒ［−／−
止孔のｊ１＋重合金回避し１１）る。従って、本発明に
よれば、従来よりも増イ１；十の訊しく市・テ、シかも
、低雑音の光検出上ｆを１１）ることか出来る。
尚、本発明は」一連した実施例にのみ限定されるもので
はないこと明らかである。例えば、趙格ｆ構造の積層膜
をＧａＡｓ及びＩｒ＋Ｐの超１；し膜で形成したが、他
の材料を使用しても良い。また、ｌ−地層をノ、（板或
いは↓（板−Ｌに設けた他の層としても良い。
はないこと明らかである。例えば、趙格ｆ構造の積層膜
をＧａＡｓ及びＩｒ＋Ｐの超１；し膜で形成したが、他
の材料を使用しても良い。また、ｌ−地層をノ、（板或
いは↓（板−Ｌに設けた他の層としても良い。
さらに、これらの各構成成分はそれぞれの構成成分に適
した通常の半導体技術を用いて１′１す１げることが出
来る。
した通常の半導体技術を用いて１′１す１げることが出
来る。
０′−１図は従来の光検出上ｆの構造を説明するための
断面図、 第２図は本発明の光検出素ｒの構造を説明するための略
ＩＡ的拡大斜視図、 第３図は第２図の素ｒの電子構造を示す線区である。 １１・・・１・′地層、 １２・・積層１１ジ１２ａ
＝−ＧａＡｓ層、 ＋２ｂ−１ｎＰ層１３・・ｎ型領域
、 １４・・・ｐ型領域１５．１６・・・電極。 第１１ａ 第２図 第３図
断面図、 第２図は本発明の光検出素ｒの構造を説明するための略
ＩＡ的拡大斜視図、 第３図は第２図の素ｒの電子構造を示す線区である。 １１・・・１・′地層、 １２・・積層１１ジ１２ａ
＝−ＧａＡｓ層、 ＋２ｂ−１ｎＰ層１３・・ｎ型領域
、 １４・・・ｐ型領域１５．１６・・・電極。 第１１ａ 第２図 第３図
Claims (1)
- ＩＪ山層１に５″・シ種材才１の超Ｉ；し１１りを交４
Ｌに１Ｉ次植層してなる植層脱と、１ｉＡ植層膜の一端
部に形成されたｐ Ｊｌジに＋域及び他端部に形成され
たｎ型領域き、これらｐ及びｎ４１ｊ領域上に夫々設け
られた電極とを其えるこきを４７シ徴とする光検出素ｒ
−８
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175884A JPS6066878A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 光検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175884A JPS6066878A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 光検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066878A true JPS6066878A (ja) | 1985-04-17 |
Family
ID=16003894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175884A Pending JPS6066878A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 光検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066878A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396967A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Nec Corp | 光導電性半導体受光素子 |
| FR2670006A1 (fr) * | 1990-11-29 | 1992-06-05 | Thomson Csf | Bolometre electronique a puits quantique et application a un detecteur de rayonnements. |
| JPH05322624A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 流量計 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175884A patent/JPS6066878A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396967A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Nec Corp | 光導電性半導体受光素子 |
| FR2670006A1 (fr) * | 1990-11-29 | 1992-06-05 | Thomson Csf | Bolometre electronique a puits quantique et application a un detecteur de rayonnements. |
| JPH05322624A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 流量計 |
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