JP2000091622A - Light sensing element using quantum island and its manufacture - Google Patents
Light sensing element using quantum island and its manufactureInfo
- Publication number
- JP2000091622A JP2000091622A JP11154394A JP15439499A JP2000091622A JP 2000091622 A JP2000091622 A JP 2000091622A JP 11154394 A JP11154394 A JP 11154394A JP 15439499 A JP15439499 A JP 15439499A JP 2000091622 A JP2000091622 A JP 2000091622A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- quantum
- impurity
- carriers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- UAJUXJSXCLUTNU-UHFFFAOYSA-N pranlukast Chemical compound C=1C=C(OCCCCC=2C=CC=CC=2)C=CC=1C(=O)NC(C=1)=CC=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C=1N=NNN=1 UAJUXJSXCLUTNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004583 pranlukast Drugs 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035209—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスにおけ
る光検出器に関するもので、特に、光感知素子面に対し
て垂直に入射される光を効率的に感知し得る、量子島
（Quantum dot ）を用いる光感知デバイスたる光感知素
子及びその製造方法に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a photodetector in an optical device, and more particularly, to a quantum dot capable of efficiently detecting light perpendicularly incident on a light-sensitive element surface. And a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、光の波長帯域別領域では、図１
に示すように、かなり多くの種々の周波数帯域の光が混
在しているが、目で確認し得る光の波長帯は約０．４〜
０．７μｍ程度である。また、紫外線領域は通常０．０
１〜０．４μｍであり、赤外線領域は０．７〜１，００
０μｍである。2. Description of the Related Art Generally, in a region of each light wavelength band, FIG.
As shown in the figure, quite a lot of light in various frequency bands are mixed, but the wavelength band of light that can be visually confirmed is about 0.4 to
It is about 0.7 μm. The ultraviolet region is usually 0.0
1 to 0.4 μm, and the infrared region is 0.7 to 1,000.
0 μm.
【０００３】図１は別の水平軸に光エネルギー（フォト
ンエネルギー）レベルを対応して表示している。各光波
長別エネルギーの変換は次の数式によりなされる。FIG. 1 shows a light energy (photon energy) level corresponding to another horizontal axis. The conversion of energy for each light wavelength is performed by the following equation.
【０００４】[0004]
【数１】 (Equation 1)
【０００５】上記数式において、ｃは真空中での光の速
度であり、ｖは光の振動数であり、ｈはプランク定数
（Planck's constant ）であり、ｈｖはｅＶ単位で表示
された光エネルギーである。したがって、光の波長が
０．５ｃｍである緑色の光エネルギーは２．４８ｅＶに
なる。このような光の検出又は特定光の発生のための光
デバイスは通常光子と電子間の相互作用により得られ、
固体内での光子と電子間の相互作用には、吸収、自然放
出、誘導放出などの基本的な３過程がある。In the above equation, c is the speed of light in a vacuum, v is the frequency of light, h is Planck's constant, and hv is the light energy expressed in eV. is there. Therefore, the green light energy whose light wavelength is 0.5 cm is 2.48 eV. Optical devices for detecting such light or generating specific light are usually obtained by the interaction between photons and electrons,
The interaction between photons and electrons in a solid includes three basic processes, such as absorption, spontaneous emission, and stimulated emission.
【０００６】前述した固体内での光子と電子間の相互作
用を用いる光デバイスと呼ばれる素子は光の粒子である
光子により動作されるものであり、その種類には、電気
エネルギーを光エネルギーに変換する発光ダイオード及
びダイオードレーザーなどの素子と、電気的に光信号を
感知する光検出素子と、光エネルギーを電気的エネルギ
ーに変換する太陽電池などの素子が代表的であると言え
る。An element called an optical device using the interaction between a photon and an electron in a solid is operated by a photon which is a particle of light. It can be said that a typical example is an element such as a light emitting diode and a diode laser, an optical detection element that electrically senses an optical signal, and an element such as a solar cell that converts light energy into electric energy.
【０００７】以下に説明する光信号は一般的な可視光で
なく、赤外線であることを意味する（一般の可視光に対
する光検出素子は既存の素子又は製法によっても十分に
可能である）。このような多様な光デバイスのうち、光
検出素子は、光の有無によって素子内部で変化する温度
差を電気的信号に変換させる熱型光感知素子である焦電
（pyroelectric）素子と、入射する光の光子（photon）
に反応する光子型光感知素子とに区分し得るが、近年
は、量子効率が高く、その反応速度も非常に速い利点を
有する光子型光感知素子が主流をなしている。[0007] The optical signal described below is not general visible light but infrared light (a photodetector for general visible light can be satisfactorily realized by an existing element or manufacturing method). Among such various optical devices, the photodetector enters a pyroelectric element, which is a thermal-type photodetector that converts a temperature difference that changes inside the element into an electrical signal depending on the presence or absence of light. Photon of light
In recent years, photon-type light-sensing elements having high quantum efficiency and a very fast reaction speed have become mainstream.
【０００８】前記のような光子型光感知素子を具現する
ため、人々は、図２（ａ）に示すように、小さいバンド
ギャップを得ることができる半導体の価電子帯域と伝導
帯域間の遷移を用いるか、図２（ｂ）に示すように、比
較的大きいバンドギャップを有する半導体とより大きい
バンドギャップを有する半導体を交互に形成させて多重
量子井（quantum well）を形成し、その多重量子井から
得られる伝導帯域又は価電子帯域内の副バンド間の遷移
を用いるようにしていた。その一例がII−VI族化合物で
あるＭＣＴ感知素子であり、ほかの例がIII−Ｖ族化合
物であるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井感知素子で
ある。[0008] In order to implement the photon-type photosensitive element as described above, as shown in FIG. 2A, people make transition between a valence band and a conduction band of a semiconductor where a small band gap can be obtained. Alternatively, as shown in FIG. 2B, a semiconductor having a relatively large band gap and a semiconductor having a larger band gap are alternately formed to form a multiple quantum well, and the multiple quantum well is formed. The transition between the sub-bands in the conduction band or the valence band obtained from Eq. One example is an MCT sensing element that is a II-VI compound, and another example is a GaAs / AlGaAs multiple quantum well sensing element that is a III-V compound.
【０００９】ここで、ＭＣＴ感知素子のように、バンド
ギャップが小さい半導体を使用する場合、バンドギャッ
プが小さい物質は取り扱いにくく、かつ処理も広い面積
に均一でなくて、広い面積の感知素子の配列を形成する
ことに適せず、収率もよくない。これに対し、多重量子
井形態の感知素子は、従来のシリコン（Ｓｉ）又はガリ
ウム砒素（ＧａＡｓ）基板をそのまま利用し得るので、
成熟した工程をそのまま利用することができ、これによ
り広い面積の基板に均一な処理を加えることができ、か
つ熱的均一度もよいので、広い面積の光感知素子配列を
形成することに適する（参照：R.Peopol et al., Appl.
Phys. Lett. 61(9)：1122(1992)）。Here, when using a semiconductor having a small band gap, such as an MCT sensing element, a material having a small band gap is difficult to handle, and the processing is not uniform over a wide area. And the yield is not good. On the other hand, a multi-quantum well sensing element can use a conventional silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs) substrate as it is,
Since the mature process can be used as it is, a uniform processing can be performed on a substrate having a large area, and thermal uniformity is good, it is suitable for forming a photosensitive element array having a large area ( See: R. Peopol et al., Appl.
Phys. Lett. 61 (9): 1122 (1992)).
【００１０】しかし、多重量子井光感知素子は、多重量
子井の成長方向と一致する方向を有する偏光成分、つま
り多重量子井の表面に対して垂直な偏光成分に対してだ
け敏感に作用する特性（参照：C.L.Yang et al., J.App
l.Phys. 65：3253(1989)）を有するので、多重量子井の
表面に対して水平な扁光成分のみが存在する多重量子井
の表面に垂直入射される光は効率的に感知し得ない欠点
を有していた。However, the multi-quantum well photo-sensing element is sensitive to only a polarized light component having a direction coincident with the growth direction of the multi-quantum well, that is, a polarized light component perpendicular to the surface of the multi-quantum well. See: CLYang et al., J. App
l.Phys. 65: 3253 (1989)), light that is perpendicularly incident on the surface of the multiple quantum well where only the oblique component horizontal to the surface of the multiple quantum well exists can be efficiently sensed. Had no shortcomings.
【００１１】前記従来の多重量子井光感知素子の問題点
を、添付図面を参照して多重量子井の成長方向と入射さ
れる光の偏光成分との関係からより具体的に調べると次
のようである。図３に示すように、多重量子井を用いる
従来の光感知素子は、基板上に多重量子井を形成し、多
重量子井の上下面に感知層及び接地層を形成して構成さ
れる。The problems of the conventional multi-quantum well photo-sensing device will be more specifically examined from the relationship between the growth direction of the multi-quantum well and the polarization component of incident light with reference to the accompanying drawings. is there. As shown in FIG. 3, a conventional light sensing element using multiple quantum wells is formed by forming multiple quantum wells on a substrate and forming sensing layers and ground layers on the upper and lower surfaces of the multiple quantum wells.
【００１２】この際に、前記多重量子井の特性上、多重
量子井の成長方向と一致する方向の偏光に対してだけ敏
感に作用するため、図３で垂直入射光と表示されている
光、つまり前記多重量子井の側面に垂直入射された光の
偏光成分（Ｚ→）は前記多重量子井の成長方向と一致す
るため、効果的に探知し得る反面、前記多重量子井の上
面又は下面に垂直入射された光、つまり図３で水平入射
光と表示されている光の偏光成分（Ｘ→、Ｙ→）は前記
多重量子井の成長方向に直交するため、感知効率が非常
に低下するという問題点を有していた。At this time, due to the characteristics of the multi-quantum well, the light is sensitive only to polarized light in the direction coincident with the growth direction of the multi-quantum well. That is, the polarization component (Z →) of the light vertically incident on the side surface of the multiple quantum well coincides with the growth direction of the multiple quantum well, and can be effectively detected. The polarization efficiency (X →, Y →) of the vertically incident light, that is, the light indicated as horizontal incident light in FIG. 3, is orthogonal to the growth direction of the multiple quantum well, so that the sensing efficiency is greatly reduced. Had problems.
【００１３】したがって、多重量子井光感知素子の垂直
方向に入射される光を効率的に感知し得る光感知素子を
製造するための多様な試みが行われてきた。このような
従来技術としては、次に提示する３方式の技術が代表的
であると言え、その各々の技術についての特性と欠点を
調べると次のようである。まず、第１従来技術として、
多重量子井の側面を斜めに構成し、光をその傾斜面に入
射させて、発生する垂直偏光成分、つまり多重量子井の
成長方向と一致する偏光成分を用いて光を感知する光感
知素子が提案された（J.S.Park et al., Appl. Phys. L
ett. 61(6)：681(1992) ）。Therefore, various attempts have been made to manufacture a light sensing element capable of efficiently sensing light incident in the vertical direction of the multiple quantum well light sensing element. As such conventional techniques, the following three types of techniques can be said to be representative. The characteristics and disadvantages of each technique are examined as follows. First, as a first prior art,
A light-sensing element that forms the side surface of the multiple quantum well obliquely, makes light incident on the inclined surface, and senses light using the generated vertical polarization component, that is, the polarization component that matches the growth direction of the multiple quantum well. Proposed (JSPark et al., Appl. Phys. L
ett. 61 (6): 681 (1992)).
【００１４】しかし、上述したような第１従来技術にお
いては、多重量子井の斜め側面を形成するため、側面を
機械的方法で磨くか、化学的方法で食刻するか、又は両
方法を並行すべきであるので、その工程が非常に不安定
であり、大量生産が難しく、２次元以上の行列構造は実
現が不可能という問題点を有していた。上述した第１従
来技術が有する問題点を解消するために提案された第２
方式としては、光を多重量子井光感知素子の後面から垂
直入射させ、多重量子井光感知素子の上面に乱反射器を
設置して乱反射させた後、乱反射により発生した垂直偏
光成分、つまり多重量子井の成長方向と一致する偏光成
分を用いて光を感知する光感知素子が提示された（G.Sa
rusi et al., Appl. Phys. Lett. 64(8)：960(1993)
）。However, in the first prior art as described above, in order to form the oblique side surface of the multiple quantum well, the side surface is polished by a mechanical method, etched by a chemical method, or both methods are performed in parallel. Therefore, there is a problem that the process is very unstable, mass production is difficult, and a matrix structure of two or more dimensions cannot be realized. The second technique proposed to solve the problem of the first prior art described above
As a method, light is vertically incident from the back surface of the multiple quantum well light sensing element, a diffuse reflector is set on the upper surface of the multiple quantum well light sensing element, and the light is diffusely reflected, and then the vertical polarization component generated by diffuse reflection, that is, the multiple quantum well A light-sensing element that senses light using a polarization component that matches the growth direction has been proposed (G. Sa
rusi et al., Appl. Phys. Lett. 64 (8): 960 (1993)
).
【００１５】上記第２従来方式においても、多重量子井
光感知素子とは別に乱反射器を構成すべきであるため、
製造工程が複雑であり、製造費用が増加し、乱反射され
た光がほかの隣接素子に影響を及ぼし得るという問題点
を有していた。終わりに、第３従来方式としては、多重
量子井の上面をＶ字形態に食刻し、光を後面から入射さ
せて、Ｖ字形態の傾斜面で反射された光の垂直偏光成
分、つまり多重量子井の成長方向と一致する偏光成分を
用いて光を感知する光感知素子が提示された（C.J. Che
n et al., Appl. Phys. Lett. 68(11)：1446(1996)）。In the second conventional method, a diffuse reflector should be formed separately from the multiple quantum well light sensing element.
The manufacturing process is complicated, the manufacturing cost is increased, and irregularly reflected light may affect other adjacent devices. Finally, as a third conventional method, the upper surface of the multiple quantum well is etched in a V-shape, light is incident from the rear surface, and the vertical polarization component of the light reflected on the V-shaped inclined surface, that is, the multiple A photo-sensing device that senses light using a polarization component that matches the growth direction of the quantum well was presented (CJ Che
n et al., Appl. Phys. Lett. 68 (11): 1446 (1996)).
【００１６】しかし、上述した第３方式においても、多
重量子井を形成した後、方向性食刻を行うべきである点
と、効率を高めるために、単位面積にＶ字形状に形成さ
れたワイヤ数を多く形成すべきである点と、逆Ｖ字形状
の尖った部分に抵抗的接触を形成すべきである点などの
煩わしさが問題点として指摘された。さらに、近年まで
量子井で形成された光感知素子は暗電流（dark curren
t）が大きい関係で、効率的な光感知のためには、素子
の温度を液体窒素温度程度の非常に低い温度に維持させ
るべきであり、常温ではその動作が不可能であった。し
たがって、実際に多重量子井光感知素子を動作させるた
めには、素子を真空容器内に装着し、冷却器を用いて素
子を冷却させなければならなかった。However, also in the above-mentioned third method, the directional etching should be performed after the formation of the multiple quantum wells, and the V-shaped wire formed in a unit area in order to increase the efficiency. Problems have been pointed out, such as the fact that a large number should be formed and the need to form a resistive contact on the pointed portion of the inverted V-shape. Further, until recently, the light-sensitive element formed by quantum wells has a dark current (dark currend).
Due to the large value of t), the temperature of the device should be maintained at a very low temperature, such as the temperature of liquid nitrogen, for efficient light sensing, and the operation was not possible at room temperature. Therefore, in order to actually operate the multiple quantum well light sensing element, the element had to be mounted in a vacuum vessel and cooled using a cooler.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】前述したような問題点
を解消するための本発明の目的は、量子島を用いる光感
知素子の具現時、別の附帯装備なくして、光感知素子面
に対して垂直に入射される光を効率的に感知し、常温で
も動作可能にするための、量子島を用いる光感知デバイ
スの具現方法と光感知素子及びその製造方法を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a photo-sensing device using quantum islands without using any additional equipment, so that the surface of the photo-sensing device can be removed. It is an object of the present invention to provide a method of implementing a light sensing device using quantum islands, a light sensing element, and a method of manufacturing the same, for efficiently sensing vertically incident light and operating at room temperature.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の特徴は、異種物質間の接合又は不純物ドーピ
ングにより水平方向にキャリヤの移送方向とチャンネル
が設定され、フェルミ準位の制御により前記チャンネル
に流れる電流の大きさが決定されるように具現される半
導体素子を用いる光感知素子において、光の感知による
吸収過程によりそれに対応するキャリヤを放出する量子
島層をチャンネルの周辺に形成し、前記量子島層で光感
知による放出キャリヤが前記チャンネルに集まるように
するとともに、前記フェルミ準位は、既設定されている
チャンネルにはキャリヤ数を制限して、光が入射されて
いない状態では電流を最少化し、前記量子島層にはキャ
リヤを囲んで活性化させ得る位置に配置する点にある。The feature of the present invention to achieve the above object is that a carrier transport direction and a channel are set in a horizontal direction by a junction between different materials or impurity doping, and a Fermi level is controlled. In a light sensing device using a semiconductor device in which the magnitude of a current flowing through the channel is determined, a quantum island layer emitting carriers corresponding to the absorption by light sensing is formed around the channel. In the quantum island layer, emitted carriers by light sensing are collected in the channel, and the Fermi level limits the number of carriers in a preset channel so that light is not incident on the channel. The current is minimized, and the quantum island layer is arranged at a position where the carrier can be activated around the carrier.
【００１９】前記目的を達成するための本発明のほかの
特徴は、前記光が０．７７μｍ〜１００μｍの波長を有
する赤外線であることにある。前記目的を達成するため
の本発明のさらにほかの特徴は、少なくとも一つの不純
物を任意に添加させなかった量子島を含む量子島層と、
前記量子島層とこの量子島層とはバンドギャップが異な
る物質とを交互に形成して、前記量子島層が少なくとも
一つ含まれるようにした光吸収層と、前記光吸収層に隣
接して、光吸収層で励起されたキャリヤが集まって水平
方向の伝導が起こるようにする伝導通路層と、前記光吸
収層にはキャリヤを供給し、伝導通路層にはキャリヤが
殆ど供給されないように調節された不純物の量と分布形
状を有する不純物層を含む層と、前記光吸収層から光を
受けて励起されたキャリヤが前記チャンネルに集まる
と、これを水平方向に伝導させるように形成された少な
くとも二つの検出電極とを含むことにある。Another feature of the present invention to achieve the above object is that the light is infrared light having a wavelength of 0.77 μm to 100 μm. Yet another feature of the present invention for achieving the above object is that a quantum island layer including a quantum island without any addition of at least one impurity,
The quantum island layer and the quantum island layer are formed alternately of substances having different band gaps, and a light absorbing layer including at least one quantum island layer, and a light absorbing layer adjacent to the light absorbing layer. A conduction path layer that allows carriers excited in the light absorption layer to gather and cause horizontal conduction, and supplies a carrier to the light absorption layer, and adjusts the carrier so that almost no carrier is supplied to the conduction path layer. A layer including an impurity layer having an amount and a distribution shape of the impurity, and at least a carrier formed by receiving light from the light absorbing layer and excited in the channel when the carrier is collected in the channel. And two detection electrodes.
【００２０】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、検出電極の距離と検出電極の幅が光の波
長より長いことにある。前記目的を達成するための本発
明のさらにほかの特徴は、前記不純物層を含む層におい
て、不純物の分布形態がデルタ関数形状であることにあ
る。前記目的を達成するための本発明のさらにほかの特
徴は、前記不純物を含む層において、不純物の分布形態
が不純物層の全体に均一であり、不純物層を含む層を食
刻して、量子島に供給されるキャリヤの量を調節するこ
とにある。Still another feature of the present invention for achieving the above object is that the distance between the detection electrodes and the width of the detection electrodes are longer than the wavelength of light. Yet another feature of the present invention to achieve the above object is that the impurity distribution in the layer including the impurity layer is a delta function shape. Still another feature of the present invention to achieve the above object is that, in the layer containing the impurity, the distribution of the impurity is uniform throughout the impurity layer, and the layer containing the impurity layer is etched to form a quantum island. The purpose is to adjust the amount of carrier supplied to the carrier.
【００２１】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、前記不純物層を含む層が前記伝導通路層
の上に形成され、前記光吸収層が前記伝導通路層の下に
位置することにある。前記目的を達成するための本発明
のさらにほかの特徴は、前記不純物層を含む層が前記伝
導通路層の下に位置し、前記光吸収層が前記伝導通路層
の上に位置することにある。According to still another aspect of the present invention, a layer including the impurity layer is formed on the conduction path layer, and the light absorption layer is located below the conduction path layer. It is in. Still another feature of the present invention to achieve the above object is that a layer including the impurity layer is located below the conduction path layer, and the light absorption layer is located above the conduction path layer. .
【００２２】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、不純物層を含む層と光吸収層が相違した
バンドギャップを有し異種接合されることにある。前記
目的を達成するための本発明のさらにほかの特徴は、光
吸収層に供給されるキャリヤの量を調節するための少な
くとも一つの調節電極をさらに含むことにある。Still another feature of the present invention to achieve the above object is that a layer including an impurity layer and a light absorbing layer have different band gaps and are heterogeneously joined. According to still another aspect of the present invention, there is provided at least one control electrode for controlling an amount of carriers supplied to the light absorbing layer.
【００２３】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、一つ以上の調節電極を使用し、隣接した
調節電極に大きさの相違した電界を順次加えて、調節電
極下のチャンネルに集まっているキャリヤを検出電極で
順次感知し得るようにすることにある。前記目的を達成
するための本発明のさらにほかの特徴は、前記調節電極
を２層以上に形成し、各層間には抵抗の大きい物質があ
るようにし、各調節電極の位置がほかの層の調節電極と
全く重ならないようにし、調節電極に大きさの相違した
電界を順次加えて、調節電極下のチャンネルに集まって
いる電荷を検出電極で順次感知し得るようにすることに
ある。Still another feature of the present invention to achieve the above object is that one or more adjustment electrodes are used and electric fields of different magnitudes are sequentially applied to adjacent adjustment electrodes to form a channel under the adjustment electrodes. The purpose of the present invention is to make it possible to sequentially detect the carriers gathered at the detection electrode by the detection electrode. Still another feature of the present invention to achieve the above object is that the control electrodes are formed in two or more layers, a material having a high resistance is provided between each layer, and the position of each control electrode is different from that of another layer. An object of the present invention is to prevent electric charges having different magnitudes from being sequentially applied to the adjustment electrode so that the electric charges collected in the channel below the adjustment electrode can be sequentially detected by the detection electrode.
【００２４】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、前記調節電極の漏洩電流を減らすため、
調節電極の下に前記不純物層を含む層の反対タイプの不
純物を添加させたことにある。前記目的を達成するため
の本発明のさらにほかの特徴は、前記調節電極の漏洩電
流を減らすため、調節電極の下に高抵抗そうを添加させ
たことにある。Another feature of the present invention to achieve the above object is to reduce a leakage current of the control electrode.
That is, an impurity of a type opposite to that of the layer including the impurity layer is added below the adjustment electrode. According to another aspect of the present invention to achieve the above-mentioned object, a high resistance layer is added under the control electrode to reduce a leakage current of the control electrode.
【００２５】前記目的を達成するための本発明のさらに
ほかの特徴は、光吸収層の成長過程で自然に量子島が形
成されるようにする光吸収層成長工程と、水平伝導特性
が現れるように、少なくとも一つ以上の電極を接触層に
蒸着する工程と、前記電極と接触層間の抵抗を減らす工
程と、隣接したほかの素子との電気的結合を減らすた
め、所望素子の周囲を食刻する工程と、量子島に供給さ
れるキャリヤの量を調節するため、所望深さのみを食刻
する工程と、量子島に供給されるキャリヤの量を調節す
るための電極を蒸着する工程と、形成された電極間の異
常短絡を防止するため、絶縁膜を蒸着する工程と、所望
電気信号を絶縁膜の外に伝達するため、所望部分の絶縁
膜を食刻する工程とを含むことにある。Another feature of the present invention for achieving the above object is that a light absorbing layer is grown so that quantum islands are spontaneously formed during the growth of the light absorbing layer, and a horizontal conduction characteristic appears. Depositing at least one electrode on the contact layer, reducing the resistance between the electrode and the contact layer, and etching the periphery of the desired element to reduce electrical coupling with other adjacent elements. And adjusting the amount of carriers supplied to the quantum islands, etching only the desired depth, and depositing an electrode for adjusting the amount of carriers supplied to the quantum islands, In order to prevent an abnormal short circuit between the formed electrodes, the method includes a step of depositing an insulating film and a step of etching a desired portion of the insulating film in order to transmit a desired electric signal to the outside of the insulating film. .
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】まず、本発明で適用しようとする
技術的思想について述べる。本発明においては、量子井
が有する特性と制限的技術要件のため、量子島を使用し
ようとするものであり、量子島とは、図４に示すよう
に、特定の物理層中に島のような量子塊が存在するもの
を呼ぶものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a technical idea to be applied in the present invention will be described. In the present invention, quantum islands are intended to be used due to the characteristics of the quantum wells and the limited technical requirements. As shown in FIG. 4, a quantum island is defined as an island in a specific physical layer. This is what we call the one that has a quantum mass.
【００２７】前述したような概念により、図４を参照し
て量子島を用いる光感知素子の動作原理を述べると、量
子島は、その製作工程上の理由（量子島の形成のための
素材の自律的な凝集力により、その成長方向が単方向で
なく、その中心を基準に放射状である）のため、表面に
垂直に入射する光の水平偏光成分、つまり感知素子の表
面に水平な偏光成分に対しても光を量子化するのであ
る。Based on the concept described above, the operation principle of the light sensing element using quantum islands will be described with reference to FIG. 4. The quantum islands are formed on the basis of the manufacturing process (the material for forming the quantum islands). The direction of growth is not unidirectional due to autonomous cohesion, but is radial with respect to the center.) Therefore, the horizontal polarization component of light incident perpendicular to the surface, that is, the polarization component horizontal to the surface of the sensing element Also quantizes light.
【００２８】したがって、量子井を用いる光感知素子の
場合、量子井の表面に水平な偏光成分に対しては認識し
得ない問題点を解消するために必要であった乱反射器又
はＶ字形状の溝のような別の付加装置又は付加工程が、
量子島を用いる場合には不要であることが分かる。さら
に、量子島は、それ自体、感知素子の表面に垂直に入射
する光に対して敏感な素子を製造し得るだけでなく、別
の冷却器なしに常温でも動作が可能な光感知素子を製造
し得る。Therefore, in the case of a light-sensing element using a quantum well, a diffuse reflector or a V-shape, which is necessary for solving a problem that cannot be recognized for a polarization component horizontal to the surface of the quantum well. Another additional device or step, such as a groove,
It is understood that this is unnecessary when quantum islands are used. In addition, Quantum Island itself can not only produce devices that are sensitive to light that is perpendicular to the surface of the sensing device, but also produce a photosensor that can operate at room temperature without a separate cooler. I can do it.
【００２９】このような量子島を用いる光感知素子が、
別の付加装置又は付加工程なしに、感知素子の表面に垂
直に入射する光に敏感に反応する理由は、図４に示すよ
うに、伝導帯域の副バンド間の遷移を用いる光感知素子
は、遷移の選択方式によって、量子化されている方向の
偏光成分のみを吸収し得るからである。さらに、量子島
を用いる光感知素子が別の冷却器なしに常温でも動作が
可能な理由は、図５（ｄ）に示すように、量子島のエネ
ルギー密度関数は、エネルギーによってその密度がデル
タ関数（delta function）の形状を取り、この時、その
エネルギー間隔（Ｅ１−Ｅ０）を光振動子（optical ph
onon）のエネルギー（〜３６ｍｅＶ）より大きくし得る
ので、その光振動子によるエネルギー遷移を防ぐことが
できる。これが暗電流を急に減らす理由となって、常温
でも動作し得るものである。A light sensing element using such a quantum island is:
The reason for being sensitive to light incident perpendicularly to the surface of the sensing element without any additional devices or steps is that, as shown in FIG. This is because only the polarization component in the quantized direction can be absorbed by the transition selection method. Furthermore, the reason that the light sensing element using the quantum island can operate at room temperature without a separate cooler is that, as shown in FIG. 5D, the energy density function of the quantum island has a delta function depending on the energy. (Delta function). At this time, the energy interval (E1-E0) is determined by the optical oscillator (optical ph).
onon) energy (up to 36 meV), so that energy transition by the optical oscillator can be prevented. This is the reason why the dark current is suddenly reduced, and the device can operate at room temperature.
【００３０】一方、図５（ａ）ないし図５（ｃ）はバル
ク、量子線、量子井及び量子島に対するエネルギー密度
関数、フェルミ−ディラック（Fermi-Dirac ）エネルギ
ー分布関数、そして両関数の関係により形成される搬送
子のエネルギーに対する分布関数を示すグラフであり、
詳しくは、図５（ａ）はバルクに対するエネルギー密度
関数であり、図５（ｂ）は量子線に対するエネルギー密
度関数であり、図５（ｃ）は順次に量子井に対するエネ
ルギー密度関数、フェルミ−ディラックエネルギー分布
関数、及び両関数の関係により形成される搬送子のエネ
ルギーに対する分布関数を示すグラフである。On the other hand, FIGS. 5 (a) to 5 (c) show the energy density functions for bulk, quantum wires, quantum wells and quantum islands, the Fermi-Dirac energy distribution function, and the relationship between the two functions. It is a graph showing a distribution function with respect to the energy of the carrier formed,
5A shows the energy density function for the bulk, FIG. 5B shows the energy density function for the quantum wire, and FIG. 5C shows the energy density function for the quantum well, Fermi-Dirac, in order. 6 is a graph showing an energy distribution function and a distribution function with respect to energy of a carrier formed by a relationship between the two functions.
【００３１】また、図５（ｄ）は前述した量子島を用い
る光感知素子が常温でも動作可能な理由を説明するのに
必要なグラフであり、順次に量子島に対するエネルギー
密度関数、フェルミ−ディラックエネルギー分布関数、
及び両関数の関係により形成される搬送子のエネルギー
に対する分布関数を示すグラフである。前述したよう
に、光感知素子を製造することにあって、量子島は相当
な魅力を有する方式であるため、従来にも量子島を用い
る光感知素子を製造しようとする幾つかの試みが行われ
てきたが、このような試みは量子島の光学特性を確認す
る程度で満足し得るものでない。量子島を用いる光感知
素子はまだ開発されておらず、特に常温での感知素子は
未だ報告されていない。FIG. 5D is a graph necessary for explaining the reason why the above-described photodetector using the quantum island can operate at room temperature. The energy density function for the quantum island and the Fermi-Dirac are sequentially shown. Energy distribution function,
5 is a graph showing a distribution function with respect to energy of a carrier formed by a relationship between the two functions. As described above, quantum islands have a considerable attraction in the manufacture of photosensitive elements, and several attempts have heretofore been made to produce photosensitive elements using quantum islands. It has been reported that such attempts are not satisfactory enough to confirm the optical properties of quantum islands. A light sensing element using quantum islands has not yet been developed, and particularly no sensing element at room temperature has been reported yet.
【００３２】本発明を説明する前、現在まで進められて
いる量子島を用いる光感知素子の開発技術の代表的な幾
つかの技術についてその利点及び欠点を述べる。その第
１方式として、３０回繰り返してｎ型のデルタドーピン
グ（delta doping）層を含む空間層と量子島層を交互に
形成した。そして、多重経路光導波管形状、つまり多重
量子井光感知素子に使用された第１従来技術（J.S.Park
などの提案方式）を適用して、素子の側面を斜めに形成
させた後、該構造を用いて素子の上面に水平な偏光成分
と垂直な偏光成分の光吸収を確認した（S.Sauvage et a
l., Appl. Phys. Lett. 71(19)：2785(1997)）。Before describing the present invention, advantages and disadvantages of some typical technologies for developing a light sensing device using quantum islands which have been developed to date are described. As a first method, a space layer including an n-type delta doping layer and a quantum island layer are alternately formed by repeating 30 times. The first prior art (JSPark) used in a multi-path optical waveguide shape, that is, a multi-quantum well photo-sensing device.
After applying the proposed method, the side surface of the device was formed obliquely, light absorption of a horizontal polarization component and a vertical polarization component was confirmed on the top surface of the device using the structure (S. Sauvage et al. a
l., Appl. Phys. Lett. 71 (19): 2785 (1997)).
【００３３】しかし、前述した第１方式は、素子の側面
を斜めに形成するため、側面を機械的方法で磨くか、化
学的方法で食刻するか、又は両方法を並行すべきである
ので、その工程が非常に不安であり、大量生産が難し
く、２次元以上の行列構造は実現不可能である問題点を
有していた（従来の量子井を使用した光感知器形成の場
合と同様）。However, in the first method described above, since the side surfaces of the element are formed obliquely, the side surfaces must be polished by a mechanical method, etched by a chemical method, or both methods must be performed in parallel. However, the process was very uneasy, mass production was difficult, and there was a problem that a matrix structure of two or more dimensions could not be realized (similar to the case of forming a photodetector using a conventional quantum well). ).
【００３４】前記第１方式とは異なり、第２方式は、１
０回繰り返して、直接ドーピングされた量子島層と空間
層を交互に成長させ、このように形成された光吸収層の
上部と下部に垂直方向の電界を加えた。この際に、素子
上面の金属層は中空に形成し、金属層の中空を通じて光
を入射させ、この時、励起された電子が垂直方向の電界
により伝導されることを用いて光を感知した（J.Philli
ps et al., Appl. Phys. Lett. 72(16) ：2020(199
8)）。Different from the first method, the second method is 1
By repeating 0 times, a directly doped quantum island layer and a space layer were alternately grown, and a vertical electric field was applied to the upper and lower portions of the light absorption layer thus formed. At this time, the metal layer on the upper surface of the device is formed in a hollow, and light is incident through the hollow of the metal layer. At this time, light is sensed by using excited electrons being transmitted by a vertical electric field ( J. Philli
ps et al., Appl. Phys. Lett. 72 (16): 2020 (199)
8)).
【００３５】しかし、前記J.Phillipsが提示した第２方
式も素子の上面に垂直な方向への伝導を用いるため、量
子島層と不純物層が電気伝導に大きい影響を及ぼすの
で、雑音が大きく、垂直方向ダイオード構造の結晶欠陥
による漏洩電流が流れる可能性が非常に大きい。したが
って、まだ常温での光応答が報告されていない。終わり
に、J.Allam などは、多重量子井上に電極を使用して局
部的に空乏された領域と空乏されていない領域を形成し
て、量子島を形成したが（J.Allam andM.Wagner, UK pa
tent 9125727 ：1991、US patent 5291034 ：1994）、
水平方向の量子化を達成するためには電極の間隔が非常
に小さくならなければならず、このような小さい間隔の
電極を製造することが難しく、かつ空乏領域の境界が正
確に定義されない問題点を有していた。However, the second method proposed by J. Phillips also uses conduction in a direction perpendicular to the upper surface of the device, so that the quantum island layer and the impurity layer have a large effect on electric conduction, so that noise is large. The possibility of leakage current due to crystal defects in the vertical diode structure is very high. Therefore, no light response at room temperature has been reported yet. Finally, J. Allam et al. Formed electrodes on multiple quantum wells using electrodes to form locally depleted and non-depleted regions to form quantum islands (J. Allam and M. Wagner, UK pa
tent 9125727: 1991, US patent 5291034: 1994),
In order to achieve horizontal quantization, the spacing between electrodes must be very small, making it difficult to manufacture electrodes with such small spacing, and the boundaries of depletion regions are not precisely defined. Had.
【００３６】したがって、本発明は、前述した本発明の
目的のように、別の附帯装置なく、光感知素子面に対し
て垂直入射される光を効率的で感度よく感知し得るだけ
でなく、別の冷却器がなくても動作し得る水平伝導特性
を有する量子島垂直入射光感知素子を提供するととも
に、単一型又は多次元行列構造を有する光子型垂直入射
光感知素子を経済的に製造するため、添付図面の図６
（ａ）ないし図７（ｂ）に示すような概念を導入したも
のである。Therefore, the present invention can efficiently and sensitively sense the light perpendicularly incident on the surface of the light-sensing element without another auxiliary device as in the above-mentioned object of the present invention. Provide a quantum island vertical incident light sensing element having horizontal conduction characteristics that can operate without a separate cooler, and economically manufacture a photon vertical incident light sensing element having a single type or multidimensional matrix structure Figure 6 of the attached drawings
The concept shown in FIG. 7A or FIG. 7B is introduced.
【００３７】図６（ａ）と図６（ｂ）は一般の半導体素
子のチャンネル形成過程を説明するための例示図であ
り、点線で示されるフェルミ準位を伝導通路側に移動さ
せると、該当素子はチャンネルオン動作されて電気的導
通現象が発生し、それにより外部で対応素子が動作する
特定条件下でどの程度の条件を満足させたかを認識し得
ることになる。FIGS. 6A and 6B are illustrative views for explaining a channel forming process of a general semiconductor device. When the Fermi level shown by a dotted line is moved to the conduction path side, FIG. The device is channel-on operated and an electrical conduction phenomenon occurs, so that it is possible to externally recognize how much the condition has been satisfied under the specific conditions under which the corresponding device operates.
【００３８】したがって、本発明は、図７（ａ）及び図
７（ｂ）に示すように、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示
す従来の半導体素子に量子島層を形成し、光が入射され
ていない状態では、チャンネル形成区域にはキャリヤが
ないようにするとともに量子島層には多量のキャリヤが
存在するようにした後、光子により量子島層がこれを認
識、つまり吸収して内部のキャリヤを放出すると、前記
量子島側から放出されるキャリヤが伝導通路側に集ま
り、それにより、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す素子
はターンオン動作を行えることになる。Therefore, according to the present invention, as shown in FIGS. 7A and 7B, a quantum island layer is formed on the conventional semiconductor device shown in FIGS. 6A and 6B, In a state where light is not incident, after making sure that there are no carriers in the channel formation area and a large amount of carriers in the quantum island layer, the quantum island layer recognizes, that is, absorbs, photons. When the internal carriers are released, the carriers released from the quantum island side gather on the conduction path side, whereby the device shown in FIGS. 7A and 7B can perform a turn-on operation.
【００３９】この際に、前記量子島層で認識する光の変
化によって、前記伝導通路側に集まるキャリヤ量が変化
し、この変化を外部で電気的に認識することで光の変化
を認識し得ることになる。前述した本発明による光感知
素子具現方式により具現された光検出素子を例として述
べる。At this time, a change in light recognized by the quantum island layer causes a change in the amount of carriers gathering on the side of the conduction path, and a change in light can be recognized by electrically recognizing the change externally. Will be. An example of a photodetector implemented by the above-described method for implementing a photosensor according to the present invention will be described.
【００４０】図８は本発明の一実施例による量子島光感
知素子の概略図である。参照符号１０１は成長方向００
１に正確に成長されたガリウムアルセナイド（ＧａＡ
ｓ）半導体基板であり、参照符号１０２はガリウムアル
セナイドでなったバッファ層であり、１０３はガリウム
アルセナイド（ＧａＡｓ）／アルミニウムガリウムアル
セナイド（ＡｌＧａＡｓ）でなったスーパー格子バッフ
ァ層であり、前記参照符号１０２と参照符号１０３は基
板で、漏洩電流が流れることを防止するためのものであ
る。FIG. 8 is a schematic view of a quantum island light sensing device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 101 indicates the growth direction 00.
Gallium arsenide (GaAs)
s) a semiconductor substrate, reference numeral 102 is a buffer layer made of gallium arsenide, and 103 is a super lattice buffer layer made of gallium arsenide (GaAs) / aluminum gallium arsenide (AlGaAs). The reference numerals 102 and 103 are substrates for preventing a leakage current from flowing.
【００４１】また、参照符号１０４は“Stranski-Krast
anow”成長モードに成長されたインジウムアルセナイド
（ＩｎＡｓ）量子島であり、参照符号１０５は参照符号
１０４で示される量子島間にポテンシャルバリヤの役割
をするガリウムアルセナイド（ＧａＡｓ）でなった空間
層であり、前記参照符号１０４と１０５は交互に積まれ
たもので、参照符号１０４が５ヶ層であれば、参照符号
１０５は４ヶ層である。Further, reference numeral 104 denotes “Stranski-Krast
An indium arsenide (InAs) quantum island grown in an “now” growth mode, and reference numeral 105 denotes a space made of gallium arsenide (GaAs) acting as a potential barrier between quantum islands indicated by reference numeral 104. The reference numerals 104 and 105 are stacked alternately. If the reference numeral 104 is five layers, the reference numeral 105 is four layers.
【００４２】また、参照符号１０６はガリウムアルセナ
イドでなった伝導通路層であり、参照符号１０７はｎ+
で不均一にドーピングされたガリウムアルセナイド層で
あり、参照符号１０８は抵抗接触を形成するために形成
されたｎ+ ガリウムアルセナイドオーミック（ohmic ）
接触層である。そのほかに、参照符号１０９はドレイン
又はソース端子の役割を遂行するための検出電極であ
り、参照符号１１０はフェルミ準位の調整のための調節
電極である。Reference numeral 106 denotes a conduction path layer made of gallium arsenide, and reference numeral 107 denotes n +
A non-uniformly doped gallium arsenide layer, reference numeral 108 is an n + gallium arsenide ohmic formed to form a resistive contact.
It is a contact layer. In addition, reference numeral 109 denotes a detection electrode for performing a role of a drain or source terminal, and reference numeral 110 denotes an adjustment electrode for adjusting a Fermi level.
【００４３】前述したように構成される量子島光感知素
子は、水平方向に伝達される信号を検出するための二つ
の電極１０９があり、その間に赤外線吸収層に供給され
るキャリヤを調節するための電極があるように製造され
て暗電流を減らし、素子の上面又は下面から入射される
赤外線を感知し得る構造に形成される。前記構造を基準
としてその動作原理を簡略に調べると、赤外線が入射さ
れないときは参照符号１０７で示される層から供給され
たキャリヤが伝導通路層１０６には殆ど集まらなく、参
照符号１０４で示される量子島内に囲まれる。この過程
は以降に図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を参照して説明
する。The quantum island light sensing device configured as described above has two electrodes 109 for detecting signals transmitted in the horizontal direction, and adjusts the carrier supplied to the infrared absorption layer between them. The electrodes are manufactured to have a structure capable of reducing dark current and sensing infrared rays incident from the upper or lower surface of the device. When the operation principle is simply examined based on the above structure, the carrier supplied from the layer denoted by reference numeral 107 hardly collects in the conduction path layer 106 when infrared rays are not incident, and the quantum beam denoted by reference numeral 104 Surrounded by the island. This process will be described below with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b).
【００４４】この際に、赤外線が入射されると、その光
子のエネルギーを受けて、量子島内に囲まれていたキャ
リヤが量子島のポテンシャルバリヤーエッジ付近に励起
され、参照符号１０７で示されるアルミニウムガリウム
アルセナイド（ＡｌＧａＡｓ）層のｎ+ で不均一にドー
ピングされることにより、ポテンシャルが曲がって、内
部的に形成された電界によりそのキャリヤがチャンネル
に集まる〔図７（ａ）及び図７（ｂ）参照〕。At this time, when infrared rays are incident, the carriers surrounded by the quantum islands are excited near the potential barrier edge of the quantum islands by receiving the energy of the photons, and the aluminum gallium denoted by the reference numeral 107 is formed. The non-uniform doping with the n + of the arsenide (AlGaAs) layer bends the potential, and the carrier is collected in the channel by the electric field formed internally [FIGS. 7 (a) and 7 (b). )reference〕.
【００４５】このようにチャンネルにキャリヤが集まっ
た状態で、参照符号１０９で示される電極に一定電界を
加えると、チャンネルに集まったキャリヤが電界の方向
によってソース端子又はドレイン端子で検出される。こ
の際に、チャンネルは量子島間の空間層１０５にも形成
されるが、大部分の２Ｄガスが参照符号１０６で示され
る伝導通路層に集まることになる。When a constant electric field is applied to the electrode denoted by reference numeral 109 in the state where the carriers are collected in the channel, the carriers collected in the channel are detected at the source terminal or the drain terminal depending on the direction of the electric field. At this time, the channel is also formed in the space layer 105 between the quantum islands, but most of the 2D gas collects in the conduction path layer indicated by reference numeral 106.
【００４６】したがって、本実施例においては、赤外線
で励起されたキャリヤを水平方向に伝導させてその信号
を検出するための電極を一定間隔をおいて蒸着した後、
ほかの素子との電気的結合を減らすため、電気的抵抗の
大きい層まで食刻し、赤外線吸収層に供給されるキャリ
ヤを１次調節するため、その電極間を再度所望深さまで
食刻した後、赤外線吸収層に供給されるキャリヤの量
を、外部で電気信号を用いて調節し得るように、再度そ
の上に電極を蒸着することにより、素子の上面又は下面
から入射された赤外線を感知し得ることになる。Therefore, in this embodiment, after the carriers excited by infrared rays are conducted in the horizontal direction and electrodes for detecting the signals are deposited at regular intervals,
In order to reduce the electric coupling with other elements, the layer having a large electric resistance is etched, and in order to primarily adjust the carrier supplied to the infrared absorbing layer, the space between the electrodes is etched again to a desired depth. In order to control the amount of the carrier supplied to the infrared absorbing layer, an electrode is again deposited thereon so that the amount of the carrier supplied to the infrared absorbing layer can be adjusted by using an electric signal. You will get.
【００４７】図９は本発明のほかの実施例を示すもの
で、図８に示す一実施例の素子の調節電極１１０を省略
した例であり、量子島にキャリヤを供給する不純物層の
濃度と凹層の深さを適切に調節して、上面に入射される
赤外線の反応領域を極大化した構造である。図１０
（ａ）及び図１０（ｂ）は本発明の一実施例により製造
された量子島光感知素子の測定グラフであり、検出電極
間の間隔は７μｍ、幅は２００μｍであった。不純物層
の濃度は１×１０18／ｃｍ3 であり、凹層の深さは、量
子島にはキャリヤを供給するが、異種接合で形成された
擬似２次元伝導通路にはキャリヤを殆ど供給しなくて、
常温での暗電流が数ｎＡ以下となるように調節した。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, in which the control electrode 110 of the element of the embodiment shown in FIG. 8 is omitted, and the concentration of the impurity layer for supplying carriers to the quantum islands is reduced. The structure is such that the depth of the concave layer is appropriately adjusted to maximize the reaction area of the infrared ray incident on the upper surface. FIG.
(A) and FIG. 10 (b) are measurement graphs of the quantum island photosensitive element manufactured according to one embodiment of the present invention, wherein the distance between the detection electrodes was 7 μm and the width was 200 μm. The concentration of the impurity layer is 1 × 10 18 / cm 3, the depth of凹層, it supplies the carrier in the quantum island, most supplies carriers to the pseudo two-dimensional conduction path formed by the heterojunction Without
The dark current at room temperature was adjusted to be several nA or less.
【００４８】このように測定された数値は、感知度（de
tectivity ）が常温で３×１０7cmHz1/2／W であり、８
０Ｋで６０×１０10cmHz1/2 ／W であった。また、図１
１（ａ）及び図１１（ｂ）は本発明の一実施例により製
造された量子島光感知素子のエネルギーバンドダイアグ
ラムを示すもので、実際には図７（ｂ）に示すように量
子島層が存在するが、量子島層を省略した場合であり、
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は量子島に電子が囲ま
れた状態を説明するためのグラフである。The numerical value measured in this way is the sensitivity (de
tectivity) is 3 × 10 7 cmHz 1/2 / W at room temperature, and 8
It was 60 × 10 10 cmHz 1/2 / W at 0K. FIG.
FIGS. 1 (a) and 11 (b) show energy band diagrams of a quantum island photosensitive element manufactured according to an embodiment of the present invention. Actually, as shown in FIG. Exists, but the quantum island layer is omitted,
FIGS. 12A and 12B are graphs for explaining a state where electrons are surrounded by quantum islands.
【００４９】また、図１３は本発明のほかの実施例を示
すもので、二つの検出電極間に一つ以上の調節電極を形
成し、二つの調節電極間に大きさの相違した電界を順次
印加して、調節電極の下部に赤外線反応により形成され
た電荷を順次検出電極に伝達する素子である。図１４
（ａ）及び図１４（ｂ）は本発明のほかの実施例による
光感知素子の概略断面図であり、異種二重構造伝導通路
を用い、これらは量子島光感知層らと重なっている。
ここでは不純物が添加されていないＡｌＧａＡｓ層ら１
１１が追加される。FIG. 13 shows another embodiment of the present invention, in which one or more adjusting electrodes are formed between two detecting electrodes, and electric fields having different magnitudes are sequentially applied between the two adjusting electrodes. This element is an element that applies an electric charge, which is formed below the adjustment electrode by an infrared reaction, to the detection electrode sequentially. FIG.
14 (a) and FIG. 14 (b) are schematic cross-sectional views of a light sensing device according to another embodiment of the present invention, using heterogeneous double structure conduction paths, which overlap with the quantum island light sensing layers.
Here, the AlGaAs layer to which no impurity is added is 1
11 is added.
【００５０】また、図１５は本発明のほかの実施例によ
る光感知素子の概略断面図であり、Ｓｉ／ＳｉＯ２境界
面を伝導通路として用いる。この構造にはｎ形Ｓｉ１１
２、ドーピンされていないＳｉ１１３，デルタドーピン
グされたＳｉ１１４，ｎ形基板１１５が追加される。FIG. 15 is a schematic sectional view of a light sensing device according to another embodiment of the present invention, in which a Si / SiO 2 interface is used as a conduction path. This structure has n-type Si11
2. Non-doped Si 113, delta-doped Si 114, and n-type substrate 115 are added.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る量子島赤外線感知素子は、別の附帯装置なく、赤外線
感知素子又はその行列の面に垂直入射される光を効率的
で感度よく感知し、常温でもよく動作し、２次元配列を
形成しやすいだけでなく、電荷伝達を用いて赤外線反応
で生成されたキャリヤを検出電極で順次感知し得る構造
を提供することにより、赤外線感知素子を経済的に製造
することができる。As described above in detail, the quantum island infrared sensing element according to the present invention efficiently and sensitively detects light perpendicularly incident on the surface of the infrared sensing element or its matrix without any additional equipment. By operating well at room temperature, it is easy to form a two-dimensional array, and by providing a structure in which carriers generated by an infrared reaction using charge transfer can be sequentially sensed by a detection electrode, an infrared sensing element is provided. It can be manufactured economically.
【図１】紫外線から赤外線までの電磁気的スペクトル図
である。FIG. 1 is an electromagnetic spectrum from ultraviolet to infrared.
【図２】光応答により電子が価電子帯域から伝導帯域
に、価電子帯域及び伝導帯域内で低いエネルギーを有す
る副バンドから高いエネルギーの副バンドに遷移する過
程を示す例示図である。FIG. 2 is an exemplary view showing a process in which an electron transitions from a valence band to a conduction band by light response, and from a sub-band having low energy within the valence band and the conduction band to a sub-band having high energy.
【図３】多重量子井構造に対する光の入射面と光の偏光
成分を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a light incident surface and a polarization component of light with respect to a multiple quantum well structure.
【図４】量子島構造に対する光の入射面と光の偏光成分
を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a light incident surface and a polarization component of light with respect to the quantum island structure.
【図５】バルク、量子線、量子井及び量子島に対するエ
ネルギー密度関数、フェルミ−ディラックエネルギー分
布関数、そして両関数の関係により形成される搬送子の
エネルギーに対する分布関数を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an energy density function for a bulk, a quantum wire, a quantum well, and a quantum island, a Fermi-Dirac energy distribution function, and a distribution function for a carrier energy formed by the relationship between the two functions.
【図６】一般的な半導体デバイスのチャンネル形成過程
を説明するための例示図である。FIG. 6 is an exemplary view illustrating a channel forming process of a general semiconductor device.
【図７】本発明の量子島を用いる光検出器設計パターン
を説明するためのチャンネル形成過程の例示図である。FIG. 7 is an exemplary view of a channel forming process for explaining a photodetector design pattern using a quantum island according to the present invention.
【図８】本発明の一実施例による量子島感知素子の概略
図である。FIG. 8 is a schematic view of a quantum island sensing device according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明のほかの実施例による量子島感知素子の
概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a quantum island sensing device according to another embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の一実施例により製造された量子島感
知素子の測定グラフである。FIG. 10 is a measurement graph of a quantum island sensing device manufactured according to an embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の一実施例により製造された量子島感
知素子のエネルギーバンドダイアグラムである。FIG. 11 is an energy band diagram of a quantum island sensing device manufactured according to an embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の一実施例により製造された量子島感
知素子において、量子島に電子が囲まれている状態を説
明するための実験グラフである。FIG. 12 is an experimental graph illustrating a state in which a quantum island is surrounded by electrons in a quantum island sensing device manufactured according to an embodiment of the present invention.
【図１３】本発明のほかの実施例において、調節電極を
多数提供して、各光反応領域での光応答により形成され
た電荷を順次検出電極に移し得るようにする素子の概略
図である。FIG. 13 is a schematic view of an element in which a plurality of adjustment electrodes are provided so that charges formed by photo-response in each photo-reactive area can be sequentially transferred to a detection electrode in another embodiment of the present invention. .
【図１４】本発明のほかの実施例による量子島らと異種
二重構造の伝導通路を用いる光感知素子の概略断面図で
ある。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a photosensitive element using a conduction path having a heterogeneous dual structure with quantum islands and the like according to another embodiment of the present invention.
【図１５】本発明のほかの実施例による量子島らとＳｉ
／ＳｉＯ２伝導通路として用いる光感知素子の概略断面
図である。FIG. 15 shows quantum islands and Si according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a light sensing element used as a / SiO 2 conduction path.
１０１ 半導体基板 １０２ バッファ層 １０３ 超格子バッファ層 １０４ 量子島 １０５ 空間層 １０６ 水平方向電気伝導通路 １０７ 不純物供給層 １０８ 接触層 １０９ 検出電極 １１０ 調節電極 １１１ ＡｌＧａＡｓ層 １１２ ｎ形Ｓｉ １１３ ドーピンされていないＳｉ １１４ デルタドーピングされたＳｉ １１５ ｎ形基板 Reference Signs List 101 semiconductor substrate 102 buffer layer 103 super lattice buffer layer 104 quantum island 105 space layer 106 horizontal electric conduction path 107 impurity supply layer 108 contact layer 109 detection electrode 110 adjustment electrode 111 AlGaAs layer 112 n-type Si 113 undoped Si 114 Delta-doped Si 115 n-type substrate
フロントページの続き (72)発明者 ホン，ソンチョル 大韓民国，テジョン−シ 305−333，ユソ ン−ク，オン−ドン，ハンビット エーピ ーティー．＃107−1204Continuation of front page (72) Inventor Hong, Songchul, Korea, Taejong-Shi 305-333, U-Sung, On-Don, Hanbit Apty. # 107-1204
Claims (15)
界面らの接合及び／又は不純物ドーピングにより水平方
向にキャリヤの移送方向とチャンネルが設定され、フェ
ルミ準位の制御により前記チャンネルに流れる電流の大
きさが決定されるように具現される半導体素子を用いる
光感知素子において、 光の感知による吸収過程によりそれに対応するキャリヤ
を放出する量子島層をチャンネルの周辺に形成し、前記
量子島層で光感知による放出キャリヤが前記チャンネル
に集まるようにするとともに、 前記フェルミ準位は、既設定されているチャンネルには
キャリヤ数を制限して、光が入射されていない状態では
電流を最少化し、前記量子島層にはキャリヤを囲んで活
性化させ得る位置に配置する、ことを特徴とする量子島
を用いる光感知素子。1. A carrier transfer direction and a channel are set in a horizontal direction by a junction at a heterogeneous interface, a junction at an insulator / semiconductor interface, and / or impurity doping, and flows into the channel by controlling a Fermi level. A light sensing device using a semiconductor device whose current magnitude is determined, wherein a quantum island layer emitting carriers corresponding to the absorption process by sensing light is formed around a channel, In the layer, emission carriers due to light sensing are collected in the channel, and the Fermi level restricts the number of carriers in a preset channel, thereby minimizing a current when light is not incident. Wherein the quantum island layer is arranged at a position where the carrier can be activated by surrounding the carrier.
長を有する赤外線であることを特徴とする請求項１記載
の量子島を用いる光感知素子。2. The light sensing device using quantum islands according to claim 1, wherein the light is infrared light having a wavelength of 0.77 μm to 100 μm.
を少なくとも一つ含む量子島層と、 前記量子島層とこの量子島層とはバンドギャップが異な
る物質とを交互に形成して、前記量子島層が少なくとも
一つ含まれるようにした少なくとも一つの光吸収層と、 前記光吸収層に隣接して、光吸収層で励起されたキャリ
ヤが集まって水平方向の伝導が起こるようにする少なく
とも一つの伝導通路層と、 前記光吸収層にはキャリヤを供給し、伝導通路層にはキ
ャリヤが殆ど供給されないように調節された不純物の量
と分布形状を有する少なくとも一つの不純物層を含む層
と、 前記光吸収層から光を受けて励起されたキャリヤが前記
チャンネルに集まると、これを水平方向に伝導させるた
めに形成された少なくとも二つの検出電極とを含み、 キャリヤを収集または供給するために前記検出電極は素
子の一番上の接触層上に形成されている、ことを特徴と
する量子島を用いる光感知素子。3. A quantum island layer including at least one quantum island to which no impurity is arbitrarily added, and said quantum island layer and a material having a different band gap from said quantum island layer are alternately formed, At least one light absorption layer including at least one quantum island layer; and at least one carrier adjacent to the light absorption layer, in which carriers excited by the light absorption layer gather to cause horizontal conduction. A layer including at least one impurity layer having an amount and distribution of impurities adjusted such that carriers are supplied to the light absorption layer and carriers are hardly supplied to the conduction path layer; When the carrier excited by receiving light from the light absorbing layer collects in the channel, the carrier includes at least two detection electrodes formed to conduct the carrier horizontally. Photo-sensing device using a quantum island, wherein the detection electrode is formed at the top of the contact layer of the device, to collect or supply.
入射する光の波長より長いことを特徴とする請求項３記
載の量子島を用いる光感知素子。4. The light sensing device using quantum islands according to claim 3, wherein the distance between the detection electrodes and the width of the detection electrodes are longer than the wavelength of light incident on the device.
の分布形態がデルタ関数形状であることを特徴とする請
求項３又は４記載の量子島を用いる光感知素子。5. The photo-sensing device using quantum islands according to claim 3, wherein the impurity distribution in the layer including the impurity layer is a delta function.
分布形態が不純物層の全体に均一であり、不純物層を含
む層を食刻して、量子島に供給されるキャリヤの量を調
節することを特徴とする請求項３又は４記載の量子島を
用いる光感知素子。6. The impurity-containing layer, wherein the distribution of the impurity is uniform throughout the impurity layer, and the layer including the impurity layer is etched to adjust the amount of carriers supplied to the quantum island. A light sensing element using the quantum island according to claim 3 or 4.
の上に形成され、前記光吸収層が前記伝導通路層に隣接
して位置することを特徴とする請求項３から６までのい
ずれか記載の量子島を用いる光感知素子。7. The semiconductor device according to claim 3, wherein a layer including the impurity layer is formed on the conduction path layer, and the light absorption layer is located adjacent to the conduction path layer. A photosensitive element using the quantum island according to any one of the above.
吸収層が前記伝導通路層と重なることを特徴とする請求
項３から６までのいずれか記載の量子島を用いる光感知
素子。8. The light sensing element using quantum islands according to claim 3, wherein the layer containing the impurity layer and / or the light absorption layer overlaps the conduction path layer.
と光吸収層とが相違したバンドギャップを有し異種構造
となることを特徴とする請求項３から８までのいずれか
記載の量子島を用いる光感知素子。9. The quantum according to claim 3, wherein the layer including the impurity layer, the conduction path layer, and the light absorbing layer have different band gaps and have different structures. A light sensing element using islands.
されるキャリヤの量を調節するための少なくとも一つの
調節電極をさらに含むことを特徴とする請求項３から９
までのいずれか記載の量子島を用いる光感知素子。10. The apparatus according to claim 3, further comprising at least one adjusting electrode for adjusting an amount of carriers supplied to the light absorbing layer and the conduction path layer.
A light sensing element using the quantum island according to any one of the above.
た調節電極に大きさの相違した電界を順次加えて、調節
電極下のチャンネルに集まっているキャリヤを検出電極
で順次感知し得るようにすることを特徴とする請求項１
０記載の量子島を用いる光感知素子。11. A method of using one or more adjustment electrodes, in which electric fields of different magnitudes are sequentially applied to adjacent adjustment electrodes, so that carriers gathering in a channel below the adjustment electrodes can be sequentially sensed by a detection electrode. 2. The method according to claim 1, wherein
0. A light sensing element using the quantum island according to 0.
層間には抵抗の大きい物質が有るようにし、各調節電極
の位置がほかの層の調節電極と全く重ならないように
し、調節電極に大きさの相違した電界を順次加えて、調
節電極下のチャンネルに集まっている電荷を検出電極で
順次感知し得るようにすることを特徴とする請求項１０
又は１１記載の量子島を用いる光感知素子。12. The control electrode according to claim 1, wherein the control electrode is formed in two or more layers, a material having a high resistance exists between each layer, and a position of each control electrode does not overlap with a control electrode of another layer. 11. A method according to claim 10, wherein electric fields having different magnitudes are sequentially applied to the detection electrodes so that the electric charges collected in the channel below the adjustment electrodes can be sequentially detected by the detection electrodes.
Or a photosensitive element using the quantum island according to 11.
め、調節電極の下に前記不純物層を含む層の反対タイプ
の不純物を添加させたことを特徴とする請求項１０から
１２までのいずれか記載の量子島を用いる光感知素子。13. The semiconductor device according to claim 10, wherein an impurity of a type opposite to that of the layer including the impurity layer is added under the control electrode in order to reduce a leakage current of the control electrode. Sensing device using quantum islands.
め、調節電極の下に高抵抗層を添加させたことを特徴と
する請求項１０から１２までのいずれか記載の量子島を
用いる光感知素子。14. The light sensing device using quantum islands according to claim 10, wherein a high resistance layer is added under the control electrode in order to reduce a leakage current of the control electrode. .
形成されるようにする光吸収層成長工程と、 水平伝導特性が現れるように、少なくとも二つの電極を
接触層に蒸着する工程と、 前記電極と接触層間の抵抗を減らす工程と、 隣接したほかの素子との電気的結合を減らすため、所望
素子の周囲を食刻する工程と、 量子島に供給されるキャリヤの量を調節するため、接触
層及び／又はキャリヤ供給層を所望深さのみ食刻する工
程と、 量子島に供給されるキャリヤの量を調節するための少な
くとも一つの電極を蒸着する工程と、 形成された電極間の異常短絡を防止するため、絶縁膜を
蒸着する工程と、 所望電気信号を絶縁膜の外に伝達するため、所望部分の
絶縁膜を食刻する工程とを含む、ことを特徴とする量子
島を用いる光感知素子の製造方法。15. A light absorbing layer growing step for forming quantum islands spontaneously in the light absorbing layer growing process; and a step of depositing at least two electrodes on the contact layer so as to exhibit horizontal conduction characteristics. Reducing the resistance between the electrode and the contact layer; etching the periphery of the desired element to reduce electrical coupling with other adjacent elements; adjusting the amount of carriers supplied to the quantum islands A step of etching the contact layer and / or the carrier supply layer only to a desired depth; a step of depositing at least one electrode for adjusting an amount of the carrier supplied to the quantum island; A step of depositing an insulating film to prevent an abnormal short circuit, and a step of etching the desired portion of the insulating film to transmit a desired electric signal out of the insulating film. Of photosensitive element using Method.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1998-36658 | 1998-09-05 | ||
| KR1019980036658A KR100289982B1 (en) | 1998-09-05 | 1998-09-05 | Optical sensing device using quantum island and its manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000091622A true JP2000091622A (en) | 2000-03-31 |
| JP3233614B2 JP3233614B2 (en) | 2001-11-26 |
Family
ID=19549716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15439499A Expired - Fee Related JP3233614B2 (en) | 1998-09-05 | 1999-06-01 | Photosensitive element using quantum island and method of manufacturing the same |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233614B2 (en) |
| KR (1) | KR100289982B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006186183A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Fujitsu Ltd | Quantum dot type infrared ray detector |
| JP2016143864A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 日本電気株式会社 | Infrared detecting element and method of manufacturing the same, and infrared detector |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349599B1 (en) * | 2000-04-14 | 2002-08-23 | 삼성전자 주식회사 | Quantum Dot Infrared Photodetector(QDIP) improved quantum efficiency |
| KR100370822B1 (en) * | 2000-08-26 | 2003-02-05 | 한국과학기술원 | Far-infrared camel photodetector combined with quantum dot or quantum well and the driving method thereof |
| KR100540548B1 (en) | 2002-12-10 | 2006-01-11 | 엘지이노텍 주식회사 | Quantum dot light emiting device and manufacturing method of the same |
| KR101232507B1 (en) | 2006-04-10 | 2013-02-12 | 삼성전자주식회사 | Surface emitting device and preparation method thereof |
| KR101406911B1 (en) * | 2008-01-04 | 2014-06-16 | 한국과학기술원 | Photo detector and fabricating method thereof |
| US11093667B2 (en) * | 2017-05-22 | 2021-08-17 | Purdue Research Foundation | Method and system for realistic and efficient simulation of light emitting diodes having multi-quantum-wells |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08264825A (en) * | 1995-03-17 | 1996-10-11 | Daido Steel Co Ltd | Optical semiconductor device |
-
1998
- 1998-09-05 KR KR1019980036658A patent/KR100289982B1/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15439499A patent/JP3233614B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006186183A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Fujitsu Ltd | Quantum dot type infrared ray detector |
| JP4669281B2 (en) * | 2004-12-28 | 2011-04-13 | 富士通株式会社 | Quantum dot infrared detector |
| JP2016143864A (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 日本電気株式会社 | Infrared detecting element and method of manufacturing the same, and infrared detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100289982B1 (en) | 2001-06-01 |
| JP3233614B2 (en) | 2001-11-26 |
| KR20000018855A (en) | 2000-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4440615B2 (en) | Avalanche photodiodes for use in harsh environments | |
| US8384007B2 (en) | Nano wire based passive pixel image sensor | |
| US7838894B2 (en) | Optical device having photoelectric conversion layer | |
| US8129710B2 (en) | Plasmon enhanced nanowire light emitting diode | |
| EP0724299B1 (en) | Article comprising a Si-based photodetector | |
| US20030127655A1 (en) | Silicon optoelectronic device and light emitting apparatus using the same | |
| US5121181A (en) | Resonant tunneling photodetector for long wavelength applications | |
| JP2012531753A (en) | Low level signal detection by semiconductor avalanche amplification | |
| US11437531B2 (en) | Photodetector | |
| US7781853B2 (en) | Plasmon-enhanced electromagnetic-radiation-emitting devices and methods for fabricating the same | |
| JP3233614B2 (en) | Photosensitive element using quantum island and method of manufacturing the same | |
| US20020092987A1 (en) | Photo detect device using quantum dots and materialization method thereof | |
| JP5217140B2 (en) | Optical semiconductor device | |
| EP0509247B1 (en) | Infrared detector | |
| Lu et al. | ZnO nanorod arrays as pn heterojunction ultraviolet photodetectors | |
| EP0380939B1 (en) | Resonant tunneling photodetector for long wavelength applications | |
| CN114975645B (en) | Rare earth doped III-V semiconductor structure and photoelectric detector structure thereof | |
| LU100953B1 (en) | Photodetector | |
| JP4331386B2 (en) | Manufacturing method of quantum well type infrared sensor | |
| JP2001332758A (en) | Semiconductor photo detector and semiconductor optical storage device | |
| JPH07231108A (en) | Solar cell | |
| JPH10233523A (en) | Photodetector | |
| JP2991555B2 (en) | Semiconductor light receiving element | |
| JPH05175535A (en) | Optical semiconductor device using quantized silicon | |
| JPH0548135A (en) | Semiconductor photodetector and its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080921 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |