WO1997002608A1 - Ohmscher kontakt sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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WO1997002608A1
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tunnel
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indium
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Arnulf Leuther
Hans LÜTH
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Forschungszentrum Jülich GmbH
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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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    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
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    • H01L31/1123—Devices with Schottky gate the device being a photo MESFET
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    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds

Definitions

  • the invention relates to an ohmic contact according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for its production according to the preamble of claim 3.
  • Both methods are, however, not suitable for contacting a 2D charge carrier gas separated from the underlying charge carrier layers.
  • the diffusion profile of a dopant is not sharp enough not to also contact a closely adjacent charge carrier channel.
  • a highly doped contact layer leads to a parallel charge carrier channel, which has a disadvantageous effect on the function of the component.
  • the object is achieved by an ohmic contact in accordance with the entirety of the features according to claim 1
  • the object is further achieved by a method according to the entirety of the features according to claim 3. Further expedient or advantageous embodiments or variants can be found in the subclaims which refer back to one of these claims.
  • the problem of separate contacting of a channel layer containing a 2D charge carrier gas is solved by the combination of the use of selective etching with potential barrier-free surface contacts.
  • InGaAs or InAsSb do not form the depletion edge layer mentioned in the prior art below a metal contact (surface remote level in the conduction band). It was recognized that a 2D charge carrier gas, which is located within such a material layer, can be contacted ohm by first removing the cover layer with a selectively acting etching (wet chemical or reactive ion etching) and then measuring the area freed up - coated with metal. According to the variant according to claim 4, by etching the sample only shortly before vapor deposition or a slight sputtering of the surface with Ar ions, it can also be achieved that there is no disruptive contamination of the exposed surface before the metallization.
  • a selectively acting etching wet chemical or reactive ion etching
  • the separate contacting of a 2D charge carrier gas enables the production of 2D-2D tunnel transistors. According to the invention, this is achieved by electrical contacts to the uppermost 2D charge carrier gas of a semiconductor layer system consisting of several 2D charge carrier gases coupled by tunneling processes.
  • Requirements for the layer system are the presence of 2D charge carrier gases (thickness of the layer in the order of magnitude of the Fermi wavelength) and a sufficiently small distance between these 2D charge carrier gases (smaller than the Fermi wavelength in the barrier material). Sufficiently high tunnel current densities are achieved in this way.
  • the material in which the two-dimensional charge carrier gas is formed should have the surface Fermi level in the conduction band (e.g. indium-rich InGaAs or InSbAs layers).
  • a selective etching wet chemical or reactive ion etching
  • a subsequent metallization a gate (Schottky or metal insulator gate) is applied between the ohmic contacts (drain and source), which enables the drain current to be controlled via an applied voltage.
  • the tunnel current can also be controlled via the gate.
  • the tunnel transistor according to the invention combines properties of the HEMT (good radio frequency and
  • the 2D-2D tunnel transistor Compared to 3D-2D-3D tunnel transistors, the 2D-2D tunnel transistor has the advantages of easier controllability, an extremely sharp resonance in the current-voltage characteristic due to the 2D-2D tunneling, as well as the possibility of spatially separating free charge carriers and dopants ( Modulation doping), in order to reduce the scatter of the charge carriers and the resulting electrical noise.
  • the tunnel characteristic of the component according to the invention can be expressed towards smaller values in a resonance-like increase as well as towards larger values in a decrease within the output characteristic.
  • the result is a multifunctional component.
  • the component can be operated with a low voltage (cold charge carriers) and then generates little waste heat.
  • the threshold voltage of the tunnel effect can be set by suitable selection of the layer parameters (layer thicknesses, doping). The same applies to the current densities and the shape of the tunnel effect.
  • a more complex structure of the output characteristic curve with the component can be achieved by using more than two layers.
  • the control of the resonance-like tunnel effect leads to a high steepness of the transistor (change in the drain current with a change in the gate voltage) and thus to good high-frequency properties (digital high-frequency technology).
  • a further advantageous variant of the component according to the invention is provided as an optical detector.
  • Contacting the lower channel separately from the upper channel can be achieved by means of a surface contact as described above, but care must additionally be taken that the lower, lower contact does not simultaneously contact the upper channel layer above. It is necessary to exclude the transport of charge through the upper channel layer. This can be achieved either by etching away the upper channel or else by means of a charge carrier depletion by means of a gate.
  • the optical detector according to the invention is able in this way to to scan an energy range within the optical spectrum.
  • the sensitive detection range is for similarly charged, adjacent layers in the infrared to far infrared range (1-1000 ⁇ m), for differently charged layers (pn structures) in the visible to infrared range of the spectrum (0.4-10 ⁇ m).
  • the resolution is essentially given by the temperature softening of the Fermi edge and can therefore be increased drastically by cooling (for example from 26 meV at 300 K to 1 meV at 4 K).
  • the optical detector can be used in particular because of its sensitivity in the far infrared spectral range.
  • FIG. 2 direct current equivalent circuit diagram of the tunnel transistor according to the invention
  • FIG. 3 on photo-induced tunnel processes between two-dimensional charge carriers.
  • the structure of the 2D-2D tunnel transistor according to FIG. 1 shows a semiconductor layer system formed on an InP substrate, consisting of three (if two, four or even more are also conceivable) channel layers K 1, each containing a 2D charge carrier gas, K2 and K3 between which barriers B1 and B2 are enclosed.
  • the material is e.g. InGaAs for channels K1, K2 and K3 and AlInAs for barriers B1 and B2 have been selected.
  • the top layer of InP was removed by selective etching and then a metal layer was applied.
  • a gate is formed between the drain and source.
  • the current flows either through the upper channel Kl or after tunnel processes through one of the channels K2 or K3 below.
  • the individual channels can be successively pinched off due to charge carrier depletion.
  • FIG. 2 shows the equivalent circuit diagram for the component element described in FIG. 1.
  • the source (S) and drain (D) of the tunnel transistor according to FIG. 2 are connected directly to the upper channel Kl via the contact resistors R sc and R DC .
  • the resistance R L1 of this channel as well as the resistors R L2 and R L3 of the underlying channels K2 and K3 can be controlled by the surface gate.
  • the respective underlying channel K2 or K3 is coupled on the source or drain side to the channel K1 or K2 above it by the high-level non-ohmic tunnel resistors R T12S and R T12D • or R T23S and R T23D .
  • the tunnel resistances depend on the drain as well as the source and gate voltage. If the gate voltage is so high that the upper channel is completely depleted of free charge carriers, the electric field of the gate can reach down to the lower channel. The channel resistances of the lower-lying channels thus become dependent on the gate voltage.
  • the structure of the infrared detector according to FIG. 3 is based on a semiconductor layer system consisting of two charge-carrying channels K1 and K2, enclosed between barriers B1 and B2. There is an ohmic contact clock to only one of the channels.
  • the upper channel is cut through a selective etching.
  • a gate A translucent gate allows light to enter the active area of the device below the gate.
  • charge carriers tunnel photo-induced from the 2D channel into the other 2D channel.
  • the photon energy (frequency) required for this can be determined by dimensioning the gate.
  • the tunnel current is therefore a measure of the light intensity of a narrow, tunable frequency band.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen ohmschen Kontakt bestehend aus einer mit einer ein 2D-Ladungsträgergas enthaltenden Kanalschicht verbundenen Metallisierung. Dabei weist der Kontakt ein Material mit im Leitungs- oder Valenzband liegendem Oberflächen-Ferminiveau zur Bildung der Kanalschicht auf. Als Material zur Bildung der Kanalschicht kann indiumreiches InGaAs oder indiumreiches InGaSb Einsatz finden.

Description

B e s c h r e i b u n g
Ohmscher Kontakt sowie Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Ohmschen Kontakt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Mit zunehmender Verkleinerung der Strukturgrößen in der Mikroelektronik wird der Transport von Ladungsträgern aufgrund von Tunnelprozessen zunehmend problematisch. Unterhalb einer gewissen Dicke können isolierende Barrieren von Ladungsträgern durchtunnelt werden, was die Funktionsfähigkeit klassischer Bauelemente (z.B. MOSFET, HEMT) beeinträchtigt und ggfs. zerstört.
Desweiteren sind die relativ hohen Arbeitsspannungen konventioneller Transistoren und die damit verbundene hohe Abwärme ein Hindernis für eine weitere Erhöhung der Integrationsdichte. Insbesondere ist wegen der Ab- wärme eine dreidimensionale Stapelung mit klassischen Bauelementen nur bedingt möglich. Man ist deshalb bemüht, Bauelemente zu entwickeln, die, um eine komplexere Funktionalität bei gleichbleibender Strukturgröße und Packungsdichte zu ermöglichen, diesen Tunneleffekt ausnutzen. Bisher bekannte Tunnelbaue- lemente nutzen das Tunneln von Ladungsträgern aus drei¬ dimensionalen Ladungsträgerschichten über einen oder mehrere zweidimensionale Zustände wieder in einen drei¬ dimensionalen Zustand (3D-2D-3D Tunneleffekt) . , Da eine Steuerung von der Oberfläche her wegen der abschirmen- den Wirkung der oberen Dotierschicht nicht möglich ist, erschwert ein solcher Aufbau die Realisierung eines Transistors.
Im Gegensatz hierzu sind Bauelemente basierend auf dem Tunneln von Ladungsträgern aus zweidimensionalen Zu¬ ständen in zweidimensionale Zustände, wie z.B. aus Ei¬ senstein, Super Lattices and Microstructures, Vol. 12, No. 1, 1992 bekannt, leicht steuerbar, da sie keine ab¬ schirmende Ladungsträgerschicht unterhalb der Oberflä- ehe haben. Die Realisierung solcher Bauelemente ist je¬ doch problematisch wegen der notwendigen, getrennten Kontaktierung der zweidimensionalen Ladungsträger¬ schichten. Bisherige Transistoren hatten aus diesem Grund Abmessungen deutlich größer als 0, 1 mm und benö- tigten zur Trennung der. Kanäle eine zusätzliche Versor¬ gungsspannung, sowie die Kontaktierung beider, die betreffende Tunnelbarrierenschicht begrenzenden Schich¬ ten. Beim Aufbringen eines Metalls auf eine Halbleiterober¬ fläche bildet sich eine an freien Ladungsträgern ver¬ armte Halbleiterrandschicht aus. Diese führt zu einem nichtohmschen Verhalten des Kontaktes (Schottky- Kontakt) . Zur Bildung eines ohmschen Kontakts ist die Verarmungsrandschicht für Tunnelprozesse genügend dünn zu dimensionieren. Dieses Ziel kann durch nachträgliche Eindiffusion von Dotierstoffen oder durch eine hochdo¬ tierte Kontaktschicht des Halbleiters an der Oberfläche erreicht werden.
Beide Verfahren sind für die Kontaktierung eines von tieferliegenden Ladungsträgerschichten getrennten 2D- Ladungsträgergases jedoch nicht geeignet. Einerseits ist das Diffusionsprofil eines Dotierstoffes nicht scharf genug, um nicht auch einen dicht benachbarten Ladungsträgerkanal mit zu kontaktieren. -Andererseits führt eine hochdotierte Kontaktschicht zu einem paral¬ lelen Ladungsträgerkanal, der sich für die Funktion des Bauelements nachteilig auswirkt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Ohmschen Kontakt zu schaffen, bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kontaktierung einer Kanalschicht bereit zu stellen, ohne daß demzufolge eine weitere Kanal- schicht an diese Kontaktierung elektrisch ankoppelt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Ohmschen Kontakt gemäß der Gesamtheit der Merkmale nach Anspruch 1. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß der Gesamtheit der Merkmale nach Anspruch 3. Weitere zweckmäßige oder vorteilhafte Ausführungsformen oder Varianten finden sich in den auf jeweils einen dieser Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird das Problem der getrennten Kontak¬ tierung einer ein 2D-Ladungträgergas enthaltenden Ka¬ nalschicht durch die Kombination der Verwendung selek- tiver Ätzen mit potentialbarrierenfreien Oberflächen¬ kontakten gelöst.
Die Mehrzahl der Bauelemente mit 2D-Ladungsträgergasen arbeiten mit Halbleiterheterostrukturen. Es wurde er- kannt, daß bestimmte Halbleiter (z.B. Indium-reiches
InGaAs oder InAsSb) nicht die im Stand der Technik an¬ geführte Verarmungsrandschicht unterhalb eines Metall- kontaktes ausbilden (Oberflächenferminiveau im Lei¬ tungsband) . Es wurde erkannt, daß ein 2D-Ladungsträger- gas, welches sich innerhalb einer solchen Material¬ schicht befindet, ohmsch kontaktiert werden kann, indem man zunächst mit einer selektiv wirkenden Ätze (naßchemisch oder reaktives Ionenätzen) die Deckschicht entfernt und anschließend die freigewordene Fläche me- tallisch beschichtet. Gemäß der Variante nach Anspruch 4 kann durch Ätzen der Probe erst kurz vor dem Bedamp¬ fen oder ein leichtes Sputtern der Oberfläche mit Ar- Ionen zudem erreicht werden, daß es vor der Metallisie¬ rung zu keiner störender Verunreinigung der freigeleg- ten Oberfläche kommt. Die getrennte Kontaktierung eines 2D-Ladungsträgergases ermöglicht die Herstellung von 2D-2D Tunneltransisto¬ ren. Erfindungsgemäß wird dies durch elektrische Kon- takte an das oberste 2D-Ladungsträgergas eines Halblei- terschichtSystems bestehend aus mehreren durch Tunnel- prozessen gekoppelten 2D-Ladungsträgergasen gelöst.
Anforderungen an das Schichtsystem sind das Vorhanden- sein von 2D-Ladungsträgergasen (Dicke der Schicht in der Größenordnung der Fermiwellenlänge) , sowie ausrei¬ chend kleiner Abstand zwischen diesen 2D-Ladungsträger- gasen (kleiner als Fermiwellenlänge im Barrierenmateri¬ al) . Auf diese Weise werden genügend hohe Tunnelstrom- dichten errreicht. Desweiteren soll das Material, in dem das zweidimensionale Ladungsträgergas zur Ausbil¬ dung gelangt, als für die Kontaktierung notwendige Ma¬ terialeigenschaft, das Oberflächen-Ferminiveau im Lei¬ tungsband liegen haben (z.B. indiumreiche InGaAs- oder InSbAs-Schichten) .
Erfindungsgemäß ist in diesem Fall eine getrennte Kon¬ taktierung eines der zweidimensionalen Ladungsträgerga¬ se durch Freilegung der zugehörigen Materialschicht mit Hilfe einer selektiven Ätze (naßchemisch oder reaktives Ionenätzen) und einer anschließenden Metallisierung möglich. Zwischen den ohmschen Kontakten (Drain und Source) wird ein Gate aufgebracht (Schottky- oder Metall-Isolator- Gate) , welches über eine angelegte Spannung die Steue¬ rung des Drain-Stromes ermöglicht.
Gegenüber klassischen Bauelementen (z.B HEMT) , die nur mit einer Ladungsträgerschicht arbeiten, ist über das Gate auch eine Steuerung des Tunnelstromes möglich. Der erfindungsgemäße Tunnelransistor kombiniert Eigenschaften des HEMT's (gute Hochfrequenz und
Rauscheigenschaften) mit denen einer Resonantentunnel- diode (resonanz-artiges Verhalten der Strom-Spannungs- Kennlinie) .
Gegenüber 3D-2D-3D Tunneltransistoren besitzt der 2D-2D Tunneltransistor die Vorteile einfacherer Steuerbar¬ keit, einer extrem scharfe Resonanz in der Strom- Spannungs-Kennlinie aufgrund des 2D-2D Tunnelns, sowie der Möglichkeit freie Ladungsträger und Dotierstoff räumlich voneinader zu trennen (Modulationsdotierung) , um somit die Streuung der Ladungsträger und das daraus resultierende elektrische Rauschen zu senken.
Je nach angelegter Gatespannung kann sich die Tun- nelcharakteristik des erfindungsgemäßen Bauelementes zu kleieneren Werten hin in einem resonanzartigen Anstieg als auch zu größeren Werten hin in einem Abfall inner¬ halb der Ausgangskennlinie ausdrücken. Damit handelt es sich im Ergebnis um ein multifunktionales Bauelement. Das Bauelement kann mit niedriger Spannung betrieben werden (kalte Ladungsträger) und erzeugt dann wenig Ab¬ wärme. Die EinsatzSpannung des Tunneleffektes kann durch geeignete Wahl der Schichtparameter (Schicht- dicken, Dotierung) eingestellt werden. Gleiches gilt für die Stromdichten sowie die Ausprägung des Tunnelef¬ fektes. Vorteilhafterweise kann gemäß Anspruch 5 durch die Verwendung von mehr als zwei Schichten eine komple¬ xere Struktur der Ausgangskennlinie mit dem Bauelement erzielt werden.
Die Steuerung des resonanzartigen Tunneleffektes führt zu einer hohen Steilheit des Transistors (Änderung des Drain-Stromes mit Änderung der Gate-Spannung) und somit zu guten Hochfrequenzeigenschaften (digitale Hochfre¬ quenztechnik) .
Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemä¬ ßen Bauelements ist als optischer Detektor gegeben.
Hierzu ist eine getrennte Kontaktierung beider Kanäle vorgesehen, sodaß der durch einfallendes Licht indu¬ zierte Strom von der einen zur anderen Elektrode aus¬ schließlich über die Barriereschicht erfolgt. Damit Licht in den aktiven Bereich des Bauelementes unterhalb des Gates einfallen kann, muß dieses Gate im zu detek¬ tierenden Spektralbereich lichtdurchlässig sein. Sind oberer Kanal und unterer Kanal getrennt kontak¬ tiert, so kann wegen Energie- und Impulserhaltung nur bei einer bestimmten zwischen den Kanälen angelegten Spannung ein Tunnelstrom fließen. Diese Spannung ist durch das Gate auf der Oberfläche steuerbar.
Bei Lichteinstrahlung sind photoinduzierte Tunnelpro¬ zesse zwischen den Schichten möglich. Das Photon bringt hierbei den zur Resonanz fehlenden Energiebetrag ein. Detektiert wird wegen der 2D-2D Tunnelcharakteristik (peakförmige Strom-Spannungskennlinie) hierbei nur Licht eines schmalen Frequenzbandes. Durch das Oberflä¬ chengate lassen sich die Quantenzustände und die La¬ dungsträgerkonzentration beider Schichten steuern, was eine Verschiebung der Absorptionsbande zur Folge hat.
Eine vom oberen Kanal getrennte Kontaktierung des unte¬ ren Kanales kann durch einen wie oben beschriebenen Oberflächenkontakt erzielt werden, wobei jedoch zusätz- lieh dafür Sorge getragen werden muß, daß der tiefer¬ liegende, untere Kontakt nicht gleichzeitig auch die darüberliegende, obere Kanalschicht kontaktiert. Es ist notwendig, den Ladungstransport durch die obere Kanal- schicht auszuschließen. Dies kann entweder durch ein Wegätzen des oberen Kanals oder aber durch eine La¬ dungsträgerverarmung mittels eines Gates erreicht wer¬ den.
Der erfindungsgemäße, optische Detektor ist durch Va- riation der Gate-Spannung auf diese Weise in der Lage, einen Energiebereich innerhalb des optischen Spektrums abzutasten. Der empfindliche Nachweisbereich liegt für gleichartig geladene, benachbarte Schichten im Infra¬ rot- bis Ferninfrarotbereich (1-1000 μm) , für unter¬ schiedlich geladene Schichten (pn-Strukturen) im Sicht¬ baren bis Infraroten Bereich des Spektrums (0,4-10 μm) . Das Auflösungsvermögen ist im wesentlichen durch die Temperaturaufweichung der Fermikante gegeben und läßt sich daher durch Kühlung drastisch steigern (beispiels¬ weise von 26 meV bei 300 K auf 1 meV bei 4 K) .
Der optische Detektor ist insbesondere wegen seiner Empfindlichkeit im ferninfraroten Spektralbereich einsetzbar.
In der Zeichnung sind Bauelemente gemäß der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert . Es zeigen:
Figur 1 oberflächengesteuerter Tunneltransistor;
Figur 2 Gleichstrom-Ersatzschaltbild des erfin¬ dungsgemäßen Tunneltransistors;
Figur 3 auf photoinduzierten Tunnelprozessen zwischen zweidimensionalen Ladungsträ- gerschichten basierender, durchstimmba¬ rer Photodetektor.
Ausführungsbeispiel 1
Der Aufbau des 2D-2D-Tunneltransistors gemäß der Figur 1 zeigt ein auf einem InP-Substrat gebildetes Halblei- terschichtsystem, bestehend aus drei, (wenn auch zwei, vier oder sogar mehr ebenfalls denkbar sind) jeweils ein 2D-Ladungsträgergas enthaltenden Kanalschichten Kl, K2 und K3 zwischen denen Barrieren Bl und B2 einge¬ schlossen sind. Dabei ist als Material z.B. InGaAs für die Kanäle Kl, K2 und K3 und AlInAs für die Barrieren Bl und B2 gewählt worden.
Zur ohmschen Kontaktierung des oberen Kanals Kl wurde die Deckschicht aus InP durch selektives Ätzen entfernt und anschließend eine Metallschicht aufgebracht. Zur
Steuerung des Stromflusses wird ein Gate zwischen Drain und Source gebildet . Der Stromfluß erfolgt entweder durch den oberen Kanal Kl oder nach Tunnelprozessen durch einen der darunterliegenden Kanälen K2 oder K3. Durch geeignete Wahl der am Gate angelegten Spannung können durch Ladungsträgerverarmung die einzelnen Kanä¬ le sukzessive abschnürt werden. Ausführungsbeispiel 2
In der Figur 2 ist das Ersatzschaltbild für das in Fi¬ gur 1 beschriebene Bauelelement gezeigt. Dabei sind Source (S) und Drain (D) des Tunneltransistors gemäß der Figur 2 über die Kontaktwiderstände Rsc und RDC di¬ rekt mit dem oberen Kanal Kl verbunden. Der Widerstand RL1 dieses Kanales wie auch die Widerstände RL2 und RL3 der darunterliegenden Kanäle K2 und K3 können durch das Oberflächengate gesteuert werden. Der jeweils darunterliegende Kanal K2 bzw. K3 ist durch die hochge- radig nichtohmschen Tunnelwiderstände RT12S und RT12D • bzw. RT23S und RT23D source- bzw. drainseitig an den dar¬ überliegenden Kanal Kl bzw. K2 gekoppelt.
Die Tunnelwiderstände sind sowohl von der Drain- als auch von der Source- und Gatespannung abhängig. Ist die Gatespannung so hoch, daß der obere Kanal vollständig an freien Ladungsträgern verarmt ist, kann das elektri- sehe Feld des Gates bis auf den unteren Kanal durch¬ greifen. Die Kanalwiderstände der tieferliegenden Kanä¬ le werden somit abhängig von der Gatespannung.
Ausführungsbeispiel 3
Der Aufbau des Infrarotdetektors gemäß Figur 3 beruht auf einem Halbleiterschichtsystem bestehend aus zwei ladungsführenden Kanälen Kl und K2, eingeschlossen zwi- sehen Barrieren Bl und B2. Es wird je ein ohmscher Kon- takt zu nur einem der Kanäle hergestellt. Zur elektri¬ schen Trennung des Kontaktes des unteren Kanales vom oberen Kanal wird der obere Kanal durch eine selektive Ätzung durchtrennt. Alternativ wäre eine solche Tren- nung auch mittels Gate möglich. Ein lichtdurchlässiges Gate ermöglicht den Lichteinfall in den aktiven Bereich des Bauelementes unterhalb des Gates. Hier tunneln La¬ dungsträger photoinduziert vom 2D-Kanal in den anderen 2D-Kanal. Die dazu notwendige Photonenenergie (Frequenz) kann durch Dimensionierung des Gates be¬ stimmt werden. Der Tunnelstrom ist somit ein Maß für die Lichtintensität eines schmalen, durchstimmbaren Frequenzbandes.

Claims

Patentansprüche
1. Ohmscher Kontakt bestehend aus einer mit einer ein 2D-Ladungsträgergas enthaltenden Kanalschicht verbundenen Metallisierung, gekennzeichnet durch ein Material mit im Leitungs- oder Valenzband liegendem Oberflächen-Ferminiveau zur Bildung der Kanalschicht.
2. Ohmscher Kontakt nach Anspruch 1, gekenn- zeichnet durch Indiumreiches InGaAs oder
Indiumreiches InGaSb als Material zur Bildung der Kanalschicht.
3. Verfahren zur ohmschen Kontaktierung einer ein 2D- Ladungsträgergas enthaltenden Kanalschicht, dadurch gekennzeichnet , daß nach Freilegung der Oberfläche der- oder im Falle weiterer Kanalschichten der gewünschten - Kanalschicht mittels einer selektiv wirkenden Ätze ein Oberflächenkontakt hergestellt wird, wobei als Material der Kanalschicht ein Material mit im Leitungs- oder Valenzband liegendem Oberflächen- Ferminiveau gewählt wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines ohmschen Kontaktes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Material zur Bildung der Kanalschicht Indiumreiches InGaAs oder Indiumreiches InAsSb gewählt wird.
5. Elektronisches, oder optoelektronisches Bauelement mit wenigstens einem Ohmschen Kontakt nach Anspruch 1 oder 2.
PCT/DE1996/001199 1995-06-30 1996-06-29 Ohmscher kontakt sowie verfahren zu seiner herstellung WO1997002608A1 (de)

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