WO1998042028A1

WO1998042028A1 - Halbleiterheterostruktur-strahlungsdetektor für wellenlängen aus dem infraroten spektralbereich

Info

Publication number: WO1998042028A1
Application number: PCT/EP1998/001623
Authority: WO
Inventors: Harald Schneider; Martin Walther
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1998-09-24
Also published as: US6326639B1; DE19711505C1; DE59812338D1; EP1010206B1; ATE284077T1; EP1010206A1

Abstract

Beschrieben wird ein photovoltaischer Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor für Wellenlängen aus dem infraroten Spektralbereich, der eine aktive Schicht aufweist, die sich aus einer Vielzahl sich in periodischer Abfolge wiederholenden Einzelschichtsystemen zusammensetzt, die jeweils eine Potentialtopfstruktur mit wenigstens einem Quantumwell mit Subbändern als Anregungszone vorsieht, die einseitig mit einer Tunnelbarrierenzone verbunden ist, deren an die Anregungszone angrenzendes Potential höher ist, als die Bandkantenenergie einer Driftzone, die sich auf der anderen Seite der Potentialtopfstruktur anschließt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Driftzone an einer Einfangzone angrenzt, die wenigstens eine, Subbänder enthaltende Quantumwell-Struktur aufweist und mit der Tunnelbarrierenzone eines in periodischer Abfolge unmittelbar angrenzenden weiteren Einzelschichtsystems bestehend aus Anregungszone, Driftzone, Einfangzone und Tunnelbarrierenzone verbunden ist, daß die energetischen Niveaus der Subbänder der Quantumwell-Strukturen innerhalb der Anregungs- und Einfangzone sowie die Dicke der Tunnelbarrierenzone derart eingestellt sind, daß eine ausreichende Tunnelwahrscheinlichkeit zum Tunneln von Ladungsträgern von der Einfangzone durch die Tunnelbarrierenzone in die Anregungszone, vorhanden ist.

Description

Halbleiterheterostruktur-Strahluπqsdetektor für Wellenlängen aus dem infraroten Spektralbereich

B e s c h r e i b u n g

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich aufeinen Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor für Wellenlängen aus dem infraroten Spektralbereich, der eine aktive Schicht aufweist, die sich aus einer Vielzahl sich in periodischer Abfolge wiederholenden Einzelschichtsystemen zusammensetzt, die jeweils eine PotentialtopfStruktur mit wenigstens einem Quantumwell mit Subbändern (Quantentopf) vorsehen - die sogenannte Anregungszone -, die einseitig mit einer Tunnelbarrierenzone verbunden ist, deren an die Anregungszone angrenzendes Potential höher ist, als die Bandkantenenergie einer Driftzone, die sich auf der anderen Seite der PotentialtopfStruktur anschließt.

Stand der Technik

Photodetektoren der vorstehend genannten Gattung sind eine spezielle Sorte von Quantumwell-Intersubband-Photodetek- toren, abgekürzt QWIP. Während die üblicherweise verwendeten QWIP-Strukturen Photoleiter sind, weisen die vorstehend beschriebenen Detektoren photovoltaische Eigenschaften auf, d.h. innerhalb der Detektorstruktur wird bei Belichtung der Detektorstruktur ein Photostrom generiert, ohne daß eine externe elektrische Spannung am Detektor angelegt wird. Derartige photoresistive photovoltaische Eigenschaften aufweisende Detektoren haben den besonderen Vorteil, daß sie im unbeleuchteten Zustand keinem Ge- nerations-Reko binationsrauschen unterliegen, da in ihnen kein Dunkelstrom fließt. Dies ermöglicht insbesondere die Herstellung von Detektoren mit sehr großen Dynamikeigenschaften.

Ein typischer Vertreter eines derartigen Quantentopf- Intersubband-Photodetektors, der für die Detektion von Infrarotwellen optimiert ist, geht aus der DE 42 20 620 Cl hervor. Der darin beschriebene Quantentopf-Intersubband- Infrarot-Photodetektor weist eine Vielzahl von Quantentöpfen auf, die durch breite Barrierenschichten räumlich voneinander getrennt sind. Durch entsprechende Dotierung weist jeder einzelne Quantentopf einen asymmetrischen Potentialverlauf auf, der dazu führt, daß jeweils an beiden Enden der Barrierenschicht Tunnelbarrieren entstehen und sich innerhalb der Barrierenschicht elektronische Zustände bilden. Auf diese Weise wird eine gerichtete Rückrelaxation von in den Barrierenbereich angeregten Ladungsträger ermöglicht, die einen Photostrom bilden, ohne daß eine externe elektrische Spannung an der Schichtenfolge angelegt wird.

In einem Artikel von H. Schneider et al . "Transport asym- metry and photovoltaic response in

(AlGa)As/AlAs/GaAs/ (AlGa)As single-barrier quantum-well infrared detectors " Appl . Phys . Lett . 60 (12), 23 March 1992, Seite 1471 bis 1473, sind QWIP-Strukturen beschrieben, deren aktive Detektorschicht sich aus einer periodischen Abfolge einer sogenannten Absorptionszone, einer Tunnelbarrierenzone sowie aus einer Driftzone zusammensetzt. Wesentliches Merkmal dieser bekannten Strukturen ist die erhöhte Potentialkante der Tunnelbarrierenzone gegenüber der Driftzone, so daß sich Ladungsträger, die aus der Absorptionszone durch optische Anregung angehoben werden, nicht in Richtung der unmittelbar angrenzenden Tunnelbarrierenzone ausbreiten können, sondern in die entgegengesetzte Richtung über die Driftzone gelangen. Dieser asymmetrische Transportmechanismus setzt sich nach Auffassung der Autoren zum einen aus den asymmetrischen Potentialverläufen sowie aus Streuprozessen an Übergangsbereichen zusammen. Die in Richtung der Driftzone wandernden Ladungsträger gelangen an die Tunnelbarrierenzone der nächsten Schichtabfolge, durch die die Ladungsträger in die Absorptionszone hindurchtunneln.

Aus dem Beitrag von C. Sirtori et al, "Photocurrent rever- sal induced by localized continuum resonances in asy - metric quantum semiconductor structures", Appl. Phys . Lett. 63, S. 2670 (1993) ist die Verwendung von einer Mehrzahl von Quantum-Well-Strukturen beschrieben, die jeweils mit unterschiedlichen Potentialtopfbreiten ausgebildet sind.

All den vorstehend beschriebenen photovoltaischen Detektoren liegt zwar der Vorteil zugrunde, daß sie gegenüber konventionellen, photoleitenden Detektoren wesentlich geringerem Rauschen unterliegen, da sie aufgrund der fehlenden angelegten externen elektrischen Spannung keinen Dunkelstrom erzeugen, wie bereits vorstehend ausgeführt. Ebenso ist das Johnson-Rauschen aufgrund der sehr großen Impedanz der Detektoren äußerst gering. Da bei den vorliegenden Detektor-Strukturen auch ohne angelegte Spannung ein Photostrom fließt, also eine resistive - nicht nur kapazitive -Kopplung vorliegt, sind mit diesem Detektortyp verbundene Detektor-Arrays sehr gut kompatibel mit Auslese-Elektroniken, wie sie für InSb-bzw. HgCdTe-Detektoren verwendet werden. Den bekannten photovoltaischen Detektoren haftet jedoch gegenüber konventionellen Detektoren, die mit externer Versorgungsspannung betrieben werden, der Nachteil an, daß sie über eine viel geringere Empfindlichkeit verfügen.

Darstellung der Erfindung

Den gegenwärtigen Entwicklungsarbeiten liegt daher die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße, auf dem photovoltaischen Prinzip beruhende, Halbleiterhetero-struktur-Strahlungs- detektoren derart weiterzubilden, daß die Detektions- empfindlichkeit verbessert werden soll.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den erfindungsgemäßen Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Ansprüche 2 ff.

Die Erfindung geht von der Weiterentwicklung eines an sich bekannten Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektors aus, der für die Detektion von Wellenlängen aus dem infraroten Spektralbereich eine aktive Schicht aufweist, die sich aus einer Vielzahl sich in periodischer Abfolge wiederholende Einzelschichtsystemen zusammensetzt. Die Einzelschichtsysteme weisen jeweils eine Potentialstruktur mit wenigstens einem Quantumwell mit Subbändern, den sogenannten Quantentopf auf, der im folgenden als Anregungszone genannt wird. Der Quantentopf ist einseitig mit einer Tunnelbarrierenzone verbunden, deren an die Anregungszone angrenzendes Potential höher ist als die Bandkantenenergie einer Driftzone, die sich auf der anderen Seite der PotentialtopfStruktur anschließt. Ein derartiges Schichtsystem ist, wie bereits vorstehend beschrieben, auch als "Single-Barrierwell "-Struktur bekannt. Erfindungsgemäß ist die bekannte Struktur dadurch weitergebildet, daß die Driftzone an einer Einfangzone angrenzt, die wenigstens eine, Subbänder enthaltende Quantumwell- Struktur aufweist und mit einer Tunnelbarrierenzone eines in periodischer Abfolge unmittelbar angrenzenden weiteren Einzelschichtsystems verbunden ist. Ferner sind erfindungsgemäß die energetischen Niveaus der Subbänder der Quantumwell-Strukturen innerhalb der Anregungs- und Einfangszone sowie die Dicke der Tunnelbarrierenzone derart dimensioniert, daß eine ausreichende Tunnelwahrscheinlichkeit zum Tunneln von Ladungsträgern von der Einfangzone durch die Tunnelbarrierenzone in die Anregungszone gegeben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachstehenden Figuren hingewiesen, die Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gedankens zeigen, ohne den allgemeinen Erfindungsgedanken zu beschränken. Es zeigen:

Fig. 1 Bänderschema eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einzelschichtsystems, bestehend aus Anregungs-, Drift-, Einfangs- und Tunnelbarrierenzone,

Fig. 2a,b Potentialverlauf und berechnete Wellenfunktionen einer QWIP-Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sowie einer QWIP-Struktur mit einer Doppelquantumwell- Struktur in der Einfangszone.

Darstellung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist ein schematischer Potentialverlauf der aktiven Schicht, die ausschnittsweise drei Einzelschicht- N o P¹ cn cn C! l-h rt t→ d a a N a Hi rt cn t 0⁾ O P¹ Φ Hi 3 uq a P¹ a cn

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bildet eine 3,6 nm dicke Ga/As-Schicht , die an einer 45 nm-dicken Driftzone angrenzt, die aus Alo , 2 « Ga_o , 7 β As zusammengesetzt ist. Die an die Driftzone 2 angrenzende Anregungszone besteht aus einer 4,8 nm-dicken GaAs- Schicht. Die Tunnelbarrierenzone weist hingegen eine Schichtenfolge aus 3,6 nm Al₀ , 24 Ga₀ , 7 β As, 0,6 nm AlAs, 1,8 nm Alo , ₂4 Ga_o , 76 As sowie 0,6 nm AlAs auf.

Die aus einer 4,8 nm dicken GaAs-Schicht bestehende Einfangzone ist mit einer Ladungsträgerflächenkonzentration von 4 x 10^{1 l} cm-² n-dotiert. Die aus den einzelnen Schichtsystemen zusammengesetzte aktive Schicht des Detektors ist gleichsam einer Sandwich-Struktur zwischen zwei aus Silizium-dotiereten GaAs bestehenden Kontaktschichten mit einem n-Dotierungsgehalt von 1,0 x 10¹⁸ citr ³ eingeschlossen.

Neben dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem Materialsystem GaAs/AlGaAs sind jedoch auch Schichtsysteme mit anderen Materiallsystemen denkbar, wie beispielsweise InGaAs/GaAs, InGaAs/AlGaAs sowie InGaAs/InAlAs/InP .

Unter Bezugnahme auf das vorstehend beschriebene Ausfüh- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektors wird auf Fig. 2a verwiesen, in der zum einen der Potentialverlauf der Einzelschichtsysteme dargestellt ist, sowie der Verlauf berechneter Wellenfunktionen der Ladungsträger.

Aus der Fig. 2a ist zu entnehmen, daß die Tunnelbarrierenzone 4 zwei erhöhte Potentialpeaks aufweist, die jeweils von den vorstehend beschriebenen AlAs-Schichten herrühren. Diese beiden Potentialpeaks dienen dazu, die Tunnelwahrscheinlichkeit für Ladungsträger, die durch optische Anre- DJ α 3 ua cn 2 tr cn N P- •-3 rt G a Φ tr a CΛ N rt a Hi Ό a P- a CΩ P 3^" a Di uq d P- 01 Φ O 0i: Di P- rt d PJ d Φ 3 d 3 DJ Φ d d P- d d P P- 3 Φ TJ Φ Φ d 3 d o 3 X P tr 3 3 P P X 3 3 P Φ P P er J P 3 Φ Φ 3 P P ua tr P uq 3

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Einfangzone 1 optimieren, sofern Subbänder im Bereich einer optischen Phononenenergie unterhalb der Bandkantenenergie der Driftzone 2 im Potentialtopf der Einfangzone vorgesehen sind.

Um die Detektionsempfindlichkeit zu maximieren, ist die Schichtdicke der Quantumwellstruktur innerhalb der Anregungszone 1 derart zu bemessen, daß wenigstens ein Subband oder eine Kontinuums-Resonanz bei Energien in der Nähe der Bandkantenenergie der Driftzone 2 vorliegt, so daß die Oszillatorstärke für optische Übergänge in freie Endzustände maximiert wird.

Neben der Möglichkeit, die Anregungs- und Einfangzone aus nur einem einzigen Potentialtopf zu bilden, können diese Zonen vorzugsweise auch durch Doppel-, Mehrfach-Quantum- wellstrukturen oder als Übergitter ausgebildet werden.

In Fig. 2b ist der Potentialverlauf sowie berechnete Wellenfunktionen einer erfindungsgemäßen photovoltaischen QWIP-Struktur dargestellt, bei der innerhalb der Einfangzone jeweils eine Doppelquantumwell-Struktur vorgesehen ist. Die doppelte Abfolge zweier eng miteinander gekoppelter Potentialtöpfe innerhalb der Einfangzone 3 führt nicht zuletzt aufgrund ihrer vergrößerten Breite zu einer erhöhten Einfangwahrscheinlichkeit. Aus Fig. 2b ist im Unterschied zu der Fig. 2a zu sehen, daß innerhalb der Einfangzone in der Nähe der Bandkante der Driftzone 2 eine erhöhte Zustandsdichte der Wellenfunktion vorliegt, wodurch auch die Einfangwahrscheinlichkeit in dieser Zone erhöht ist. In dem in Fig. 2b dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich in der Einfangzone 3 um eine Doppelquantumwell-Struktur bestehend aus GaAs-Al₀.2 « Ga₀ , 76 As-GaAs . Die Tunnelbarrierenzone 4 besteht aus einer Alo , 24 Ga₀ , 7 β As-AlAs-Alo , 2 Ga₀ , 76 As-AlAs HeteroStruktur .

Durch eine derartige Strukturierung der einzelnen Zonen lassen sich Detektivität , Detektionswellenlängen, spektraler Verlauf, Responsitivität sowie das Zeitverhalten, um nur einige Eigenschaften des Detektors zu nennen, gezielt beeinflussen.

Die aktive Schicht des erfindungsgemäßen Heterostruktur- halbleiter-Strahlungsdetektors besteht typischerweise aus 1 bis 100 periodischen Abfolgen der erfindungsgemäßen Einzelschicht und weist oberhalb und unterhalb der Schichtstruktur zur elektrischen Kontaktierung entsprechend dotierte Schichten auf. Besonders bevorzugt ist es, daß an den Rändern der aktiven Schicht zusätzliche Tunnelbarrierenzonen eingefügt sind, um die Linearität der Detektoren zu verbessern.

Mit dem vorstehend dargestellten erfindungsgemäßen Aufbau eines Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektors konnte gezeigt werden, daß die Responsitivität, d.h. das Ansprechverhalten, durch die Optimierung der Einfangzone nachhaltig verbessert wird.

So wurde bei der in Figur 2 b dargestellten Detektorstruktur ein dreimal so hohe Responsivität beobachtet wie bei der Struktur von Figur 2a.

Dies wurde insbesondere durch die Verwendung einer Doppelquantumwell-Struktur in der Einfangzone erreicht. Dadurch ergab sich außerdem eine sehr hohe Detektivität welche einen ähnlichen Wert aufweist wie diejenige einer konventionellen, photoleitenden QWIP-Struktur. Durch die besondere Rauscharmheit der Detektoren sind die erfindungsgemäß ausgebildeten photovoltaischen Detektoren für sogenannte Focal-Plane-Array Kamerasysteme von besonderem Interesse, zumal sie keinen Dunkelstrom aufweisen und eine erhöhte Detektivität bei kleinen Photoströmen erreichen. Beide Eigenschaften führen gegenüber konventionellen, photoleitenden Quantenwell-Intersubband-Photode- tektoren zu stark reduzierten Strompegeln und damit zu einer großen maximalen Integrationszeit und zu einer verringerten Kühlleistung. Ebenso finden derartige Detektoren Einsatz in ungekühlten Monitordetektoren für Fern-Infra- rotlaser .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor für Wellenlängen aus dem infraroten Spektralbereich, der eine aktive Schicht aufweist, die sich aus einer Vielzahl sich in periodischer Abfolge wiederholenden Einzelschichtsystemen zusammensetzt, die jeweils eine PotentialtopfStruktur mit wenigstens einem Quantumwell mit Subbändern als Anregungszone vorsieht, die einseitig mit einer Tunnelbarrierenzone verbunden ist, deren an die Anregungszone angrenzendes Potential höher ist, als die Bandkantenenergie einer Driftzone, die sich auf der anderen Seite der Potentialtopfstruktur anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftzone an einer Einfangzone angrenzt, die wenigstens eine, Subbänder enthaltende Quantumwell-Struktur aufweist und mit der Tunnelbarrierenzone eines in periodischer Abfolge unmittelbar angrenzenden weiteren Einzelschichtsystems bestehend aus Anregungszone, Driftzone, Einfangszone und Tunnelbarrierenzone verbunden ist, daß die energetischen Niveaus der Subbänder der Quantumwell-Strukturen innerhalb der Anregungs- und Einfangzone sowie die Dicke der Tunnelbarrierenzone derart eingestellt sind, daß eine ausreichende Tunnelwahrscheinlichkeit zum Tunneln von Ladungsträgern von der Einfangzone durch die (Tunnelbarrierenzone in die Anregungszone, vorhanden ist.

2. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungszone Ladungsträ- ger enthält mit einer Flächenkonzentration von typischerweise 10^{1 l} und 10¹² pro cm².

3. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungszone oder eines bzw. mehrere ihrer Teilbereiche n- oder p-dotiert sind.

4. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drift-, Einfangzone und/oder die Tunnelbarrierenzone undotiert sind.

5. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drift-, Einfangzone und/oder die Tunnelbarrierenzone eine schwache Modulationsdotierung aufweist.

6. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfangzone als Doppel-, Mehrfach-Quantumwellstruktur oder als Übergitter ausgebildet ist.

7. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken der einzelnen Quantumwellstrukturen derart bemessen sind, daß die Quantumwells wenigstens ein Subband oder eine Konti- nuumsresonanz bei Energien in der Nähe der Bandkantenenergie der Driftzone aufweisen, so daß die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Ladungsträgern mit diesen Energien im Bereich der Einfangzone maximiert wird.

8. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken der einzelnen Quantumwellstrukturen derart bemessen sind, daß die Quantumwells wenigstens ein Subband im Bereich einer optischen Phononenenergie unterhalb der Bandkantenenergie der Driftzone aufweisen.

9. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungszone als Doppel-, Mehrfach-Quantumwellstruktur oder als Übergitter ausgebildet ist.

10. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken der einzelnen Quantumwellstrukturen derart bemessen sind, daß die Quantumwells wenigstens ein Subband oder eine Konti- nuumsresonanz bei Energien in der Nähe der Bandkantenenergie der Driftzone aufweisen, so daß die Oszillatorstärke für optische Übergänge in Endzustände mit diesen Energien maximiert wird.

11. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelbarrierenzone aus einer homogenen Einzelschicht besteht.

12. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelbarrierenzone als kurzperiodisches Übergitter ausgeführt ist, dessen Bandkante höher liegt als die Bandkante der Driftzone.

13. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelbarrierenzone aus mehreren Einzelschichten unterschiedlicher Material-zusam- mensetzung besteht.

14. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelbarrierenzone eine Gesamtdicke aufweist, die

- dünn genug ist, um das Tunneln vom untersten Subband der Einfangzone zum untersten Subband der Anregungszone zu ermöglichen,

- dick genug ist, so daß diese Subbänder genügend stark in der Einfangzone bzw. Anregungszone lokalisiert sind und keine Hybridzustände ausbilden, und

- dick genug ist, um die Tunnelwahrscheinlichkeit im Bereich der Energien oberhalb der Bandkante der Tunnelbarrierenzone deutlich zu reduzieren, um die Emissionswahrscheinlichkeit in Richtung Driftzone zu erhöhen.

15. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftzone als kurzperiodisches Übergitter ausgeführt ist, dessen Bandkante niedriger liegt als die Bandkante der Driftzone.

16. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftzone oder deren Teilbereiche dotiert sind, so daß sich aufgrund der Relaxation der durch die Dotierung eingebrachten Ladungsträger ein internes elektrisches Feld ausbildet, das sich dem Bandkantenverlauf überlagert.

17. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Driftzone eine Schichtdik- ke von typischerweise 40 bis lOOnm aufweist, so daß der Tunnelstrom durch die Driftzone unterdrückt wird.

18. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungs- und Einfangzone als GaAs-Quantumwells ausgebildet sind, wobei das unterste Subband der Anregungszone bei einer niedrigeren Energie liegt als das unterste Subband der Einfangzone, und die Drift- und Tunnelbarrierenzone aus AlGaAs-Schichten unterschiedlichen Al-Gehalts ausgebildet sind, wobei der Al- Gehalt der Driftzone niedriger ist als der Al-Gehalt der Tunnelbarrirenzone .

19. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichtsysteme der aktiven Schicht aus GaAs-, AlAs- sowie AlGaAs-Ein- zelschichten bestehen, wobei die Anregungszone aus einer GaAs/AlGaAs Einfach- oder Mehrfach-Quantumwellstruktur, die Driftzone aus einer homogenen AlGaAs-Schicht oder einem GaAs/AlGaAs Übergitter, die Einfangzone aus einem GaAs/AlGaAs Einfach- oder Mehrfach-Quantumwell, sowie die Tunnelbarrierenzone aus einer homogenen AlGaAs-Schicht, oder aus AlGaAs und AlAs-Einzelschichten besteht.

20. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichtsysteme aus GaAs , AlGaAs sowie pseudomorph verspannten InGaAs- Einzelschichten bestehen, wobei die Anregungszone aus einer InGaAs oder einer GaAs/InGaAs/AlGaAs Einfach- oder Mehrfach-Quantumwellstruktur, die Driftzone aus einer homogenen GaAs-Schicht, die Einfangzone aus einem GaAs/InGaAs/AlGaAs Einfach- oder Mehrfach-Quantumwell, sowie die Tunnelbarrierenzone aus einer homogenen AlGaAs- Schicht oder aus AlGaAs und AlAs-Einzelschichten besteht.

21. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichtsysteme aus InGaAs, InAlAs und/oder quarternären InAlGaAs-Legierungen, welche an die Gitterkonstante eines InP-Substrates gitterangepaßt sind, und/oder aus InP-Schichten bestehen, wobei die Anregungszone aus einer InGaAs Einfach- oder Mehrfachquantumwellstruktur, die Driftzone aus einer homogenen InAlGaAs- oder InP-Schicht, die Einfangzone aus einem InGaAs-Einfach-oder Mehrfachquantumwellstruktur, sowie die Tunnelbarrierenzone aus einer homogenen InAlAs-, InP-oder InAlGaAs oder aus mehreren derartigen Einzelschichten besteht.

22. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichtsysteme aus SiGe-Legierungs-Schichten bestehen, wobei die Variation des Potentialverlaufs durch die unter-schiedlichen Legierungskompositionen erzielbar ist.

23. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichtsysteme epitaktisch auf einem Substratwafer abgeschieden sind, so daß die Schichten parallel zur Schichtoberfläche liegen, und daß oberhalb und unterhalb der Schichten n- bzw. p-dotier- te Schichten zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen sind.

24. Halbleiterheterostruktur-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Tunnelbarrierenschichten an den Rändern der aktiven Schicht vorgesehen sind.