JP2013122972A - 赤外線検知器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い吸収係数を得ることができる赤外線検知器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】赤外線検知器には、第１のコンタクト層と、この第１のコンタクト層上方に形成された化合物半導体層１と、化合物半導体層１上に形成された量子ドット２と、量子ドット２を埋める障壁層３と、障壁層３上方に形成された第２のコンタクト層と、が設けられている。化合物半導体層１は、互いに組成が異なる第１の組成部１ａ及び第２の組成部１ｂを有している。第１の組成部１ａ及び第２の組成部１ｂは、いずれも量子ドット２の下面と接しており、量子ドット２の平面視での直径よりも小さい周期で配列している。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線検知器及びその製造方法に関する。

入射された光を吸収した場合に流れる電流を捕えることによって光を検知する光検知器の例として、量子井戸型赤外線検知器（ＱＷＩＰ：Quantum Well Infrared Photo-detector）及び量子ドット型赤外線検知器（ＱＤＩＰ：Quantum Dot Infrared Photo-detector）が挙げられる。量子井戸型赤外線検知器は垂直入射光を吸収できないが、量子ドット型赤外線検知器は、３次元的にキャリアを閉じ込めることができる量子ドットを用いているため、垂直入射光を吸収することができる。このため、近年では、量子ドット型赤外線検知器が特に注目されている。

そして、ＱＤＩＰの構造に関し、中間層としてＧａＡｓ層を用い、量子ドットとしてＩｎＡｓ量子ドットを用いたＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系のものが多く研究されている。これは、この系では、赤外域に感度が得られ、また、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法等を用いて、キャリアを３次元的に閉じ込める量子ドットを自己組織化過程により比較的容易に形成することができるためである。

ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系のＱＤＩＰにおいて、ＩｎＡｓ量子ドットを上方及び下方からＡｌＡｓ層で挟みこむと閉じ込め効果が増大し、検出感度が向上する。また、ＩｎＡｓ量子ドット下のＡｌＡｓ層を上方のＡｌＡｓ層より薄くした場合に、より一層検出感度が向上する。更に、ＱＤＩＰの検出感度は、吸収係数が大きいほど高く、吸収係数は、量子ドットのサイズのばらつきが小さいほど大きい。

しかしながら、ＩｎＡｓ量子ドット下のＡｌＡｓ層を薄く形成しようとした場合、当該ＡｌＡｓ層を全面に形成できないことがある。例えば、ＡｌＡｓ層をＧａＡｓ中間層上に薄く形成しようとした場合、ＧａＡｓ中間層の一部が露出したままになることがある。この場合にＩｎＡｓ量子ドットを成長させると、ＡｌＡｓ層上に成長するＩｎＡｓ量子ドットとＧａＡｓ中間層上に成長するＩｎＡｓ量子ドットとの間でサイズにばらつきが生じる。従って、従来の技術では、ＩｎＡｓ量子ドットのサイズのばらつきによって高い吸収係数を得にくく、十分な検出感度を得ることが困難である。

特開平１０−２５６５８８号公報 特許第４４５９２８６号公報

J. Appl. Phys. 107, 054504 (2010)

本発明の目的は、高い吸収係数を得ることができる赤外線検知器及びその製造方法を提供することにある。

赤外線検知器の一態様には、第１のコンタクト層と、前記第１のコンタクト層上方に形成された化合物半導体層と、前記化合物半導体層上に形成された量子ドットと、前記量子ドットを埋める障壁層と、前記障壁層上方に形成された第２のコンタクト層と、が設けられている。前記化合物半導体層は、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有している。前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列している。

赤外線検知器の製造方法の一態様では、第１のコンタクト層上方に、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有する化合物半導体層を形成し、前記化合物半導体層上に量子ドットを形成する。前記量子ドットを埋める障壁層を形成する。前記障壁層上方に第２のコンタクト層を形成する。前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列している。

上記の赤外線検知器等によれば、量子ドットの下面と接する第１の組成部及び第２の組成部が化合物半導体層に含まれ、これらが量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列しているため、量子ドットのサイズのばらつきを抑制して高い吸収係数を得ることができる。

第１の実施形態に係る赤外線検知器を示す図である。 第２の実施形態に係る赤外線検知器を示す図である。 第３の実施形態に係る赤外線検知器の１画素の構造を示す断面図である。 赤外線撮像装置を示す図である。 第３の実施形態に係る赤外線検知器の製造方法を示す断面図である。 図５Ａに引き続き、赤外線検知器の製造方法を示す断面図である。 図５Ｂに引き続き、赤外線検知器の製造方法を示す断面図である。 分子層超格子量子細線の成長を示す断面図である。 第３の実施形態の変形例を示す断面図である。 第３の実施形態の他の変形例を示す断面図である。 化合物半導体層の一例を示す図である。

以下、実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る赤外線検知器を示す図である。図１（ａ）は断面構造を示し、図１（ｂ）は伝導帯を示している。

第１の実施形態では、図１（ａ）に示すように、赤外線検知器の赤外線吸収部８に分子層超格子量子細線１が設けられている。分子層超格子量子細線１には、互いに組成が異なる化合物半導体の第１組成部１ａ及び第２組成部１ｂが含まれており、これらが周期的に配列している。分子層超格子量子細線１は、化合物半導体層の一例である。分子層超格子量子細線１上に量子ドット２が形成されている。量子ドット２の直径（平面視での大きさ）は、第１組成部１ａ及び第２組成部１ｂの配列周期よりも大きい。従って、量子ドット２下には、少なくとも第１組成部１ａ及び第２組成部１ｂの双方が存在している。量子ドット２を覆う障壁層３が量子ドット２上に形成されている。そして、分子層超格子量子細線１、量子ドット２及び障壁層３の積層体が複数、赤外線吸収部８に含まれている。

また、図１（ｂ）に示すように、量子ドット２の伝導帯は分子層超格子量子細線１の伝導帯及び障壁層３の伝導帯よりも低い。従って、キャリアのエネルギーに対して分子層超格子量子細線１及び障壁層３がポテンシャル障壁として作用し、量子ドット２がポテンシャル井戸として作用し、量子ドット２の内部に離散的に量子準位が形成される。この量子準位間のエネルギー差が検出可能な光の波長に相当することになる。そして、光が入射されると、キャリアが励起され、信号電流として検出される。

更に、分子層超格子量子細線１は、従来のＡｌＡｓ障壁層とは異なり、全面にわたって薄く形成することができる。従って、各量子ドット２は分子層超格子量子細線１上に位置する。また、上述のように、量子ドット２下には、少なくとも第１組成部１ａ及び第２組成部１ｂの双方が存在しており、複数の量子ドット２の間でその下面に接する化合物半導体の組成はほぼ均一である。このため、量子ドット２のサイズもほぼ均一であり、高い吸収係数を得ることができ、検出感度を向上することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態に係る赤外線検知器を示す図である。図２（ａ）は断面構造を示し、図２（ｂ）は伝導帯を示している。

第２の実施形態では、図２（ａ）に示すように、障壁層３の上面と分子層超格子量子細線１の下面との間に中間層４が設けられている。そして、分子層超格子量子細線１、量子ドット２、障壁層３及び中間層４の積層体が複数、赤外線吸収部９に含まれている。他の断面構造は第１の実施形態と同様である。

また、図２（ｂ）に示すように、中間層４の伝導帯は分子層超格子量子細線１の伝導帯及び障壁層３の伝導帯よりも低いが、第１の実施形態と同様に、量子ドット２の伝導帯も分子層超格子量子細線１の伝導帯及び障壁層３の伝導帯よりも低い。従って、キャリアのエネルギーに対して分子層超格子量子細線１、障壁層３及び中間層４がポテンシャル障壁として作用し、量子ドット２がポテンシャル井戸として作用する。

このように構成された第２の実施形態によっても、高い吸収係数を得ることができ、検出感度を向上することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図３は、第３の実施形態に係る赤外線検知器の１画素の構造を示す断面図である。

第３の実施形態では、図３に示すように、基板２１上にバッファ層２２が形成されている。基板２１は、例えば、表面が（１００）面から［０−１１］方向に１．５°程度傾斜したＧａＡｓ半導体基板である。このため、図３に示すように、基板２１の表面には、微細なステップが存在する。また、バッファ層２２は、例えば真性ＧａＡｓ層であり、その厚さは１００ｎｍ程度である。バッファ層２２の表面にも、基板２１のステップを反映するステップが存在する。

バッファ層２２上には、コンタクト層２３及び中間層１４が形成されている。コンタクト層２３は、例えばＳｉがドーピングされ電子濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型ＧａＡｓ層であり、その厚さは２５０ｎｍ程度である。中間層１４は、例えば真性Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層からなり、その厚さは例えば５０ｎｍ程度である。コンタクト層２３及び中間層１４の表面にも、バッファ層２２のステップを反映するステップが存在する。

中間層１４の各ステップの側面に沿って延びる分子層超格子量子細線１１が形成されている。分子層超格子量子細線１１は、化合物半導体層の一例である。分子層超格子量子細線１１には、例えばＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂが互いに同組成比で含まれており、これらが周期的に配列している。分子層超格子量子細線１１の組成は（ＡｌＡｓ）_1/2（ＧａＡｓ）_1/2で表わされる。

各分子層超格子量子細線１１上に量子ドット１２が形成されている。量子ドット１２は、例えばＩｎＡｓ量子ドットである。量子ドット１２は、その成長特性より、分子層超格子量子細線１１の縁に近い位置に形成されている。また、量子ドット１２の平面視での大きさは、各ステップの表面の幅（ステップの間隔）よりも小さい。また、量子ドット１２の直径（平面視での大きさ）は、ＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂの配列周期よりも大きい。従って、量子ドット１２下には、少なくともＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂの双方が存在している。なお、図示しないが、分子層超格子量子細線１１上には、量子ドット１２を形成する際に極めて薄い濡れ層も形成されている。

量子ドット１２を覆う障壁層１３が分子層超格子量子細線１１上に形成されている。障壁層１３は、例えばＡｌＡｓ層であり、その厚さは３ｎｍ程度である。更に、障壁層１３上に別の中間層１４が形成されている。この中間層１４は、例えば真性Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層からなり、その厚さは例えば５０ｎｍ程度である。この中間層１４の表面にも、その下の中間層１４及び分子層超格子量子細線１１のステップを反映するステップが存在する。

このようにして、分子層超格子量子細線１１、量子ドット１２、障壁層１３及び中間層１４を含む量子ドット構造が構成されている。そして、このような量子ドット構造が複数（例えば１０〜２０）積層されている。また、最上層の中間層１４上には、コンタクト層２４が形成されている。コンタクト層２４は、例えばＳｉがドーピングされ電子濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型ＧａＡｓ層であり、その厚さは１５０ｎｍ程度である。コンタクト層２４の表面は平坦である。更に、コンタクト層２３に接する下部電極２５及びコンタクト層２４に接する上部電極２６が形成されおり、これらの電極の間を流れる電流が検出される。なお、上部電極２６は、赤外線検知器に含まれる画素毎に設けられている。

そして、図４（ａ）に示すように、赤外線検知器３１には、このような構成の画素３２が複数配列している。また、図４（ｂ）に示すように、このような赤外線検知器３１を備えた赤外線撮像装置３０では、画素３２毎にバンプ３３が設けられ、各バンプ３３が信号読み出し回路３４に接続される。なお、画素３２の数は特に限定されず、例えば数百×数百以上の画素３２が配列していてもよく、この場合、赤外線撮像装置３０を暗視装置等として利用することができる。

分子層超格子量子細線１１は、全面にわたって薄く形成することができる。従って、各量子ドット１２は分子層超格子量子細線１１上に位置する。また、上述のように、量子ドット１２下には、少なくともＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂの双方が存在しており、複数の量子ドット１２の間でその下面に接する化合物半導体の組成はほぼ均一である。このため、第３の実施形態によれば、量子ドット１２のサイズもほぼ均一であり、高い吸収係数を得ることができ、検出感度を向上することができる。

次に、第３の実施形態に係る赤外線検知器の製造方法について説明する。図５Ａ乃至図５Ｃは、第３の実施形態に係る赤外線検知器の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、基板２１を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置内に導入する。そして、ＭＢＥ装置の準備室内において、４００℃程度まで加熱することにより、脱ガス処理を行う。次いで、基板２１をＭＢＥ装置の成長室に搬送する。成長室内は、予め１．３３×１０^-8Ｐａ（１０^-10Ｔｏｒｒ）以下の超高真空状態に保持しておく。その後、成長室内において、Ａｓ雰囲気下で６４０℃程度まで加熱することにより、基板２１の表面に存在する酸化膜を除去する。続いて、図５Ａ（ａ）に示すように、基板２１上にバッファ層２２を６００℃程度で形成する。次いで、図５Ａ（ｂ）に示すように、バッファ層２２上にコンタクト層２３を形成する。更に、図５Ａ（ｃ）に示すように、コンタクト層２３上に中間層１４を形成する。

その後、図５Ａ（ｄ）に示すように、中間層１４上に分子層超格子量子細線１１を形成する。このとき、例えば基板２１の温度を５５０℃とし、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓを基板上へ交互に供給し、分子層超格子量子細線１１を成長させる。中間層１４の表面に到達したＡｌ原子、Ｇａ原子及びＡｓ原子は十分に拡散し、中間層１４の表面に存在する各ステップの縁に取り込まれていく。この結果、図６（ａ）に示すように、ＡｌＡｓ部１１ａが形成され、図６（ｂ）に示すように、その隣にＧａＡｓ部１１ｂが形成され、図６（ｃ）に示すように、その隣にＡｌＡｓ部１１ａが形成されていく。このように交互供給を繰り返すことにより、分子層超格子量子細線１１が中間層１４の各ステップの側面から側方に成長し、分子層超格子量子細線１１が形成される。即ち、本実施形態では、ステップフロー成長モードにより、分子層超格子量子細線１１を成長させる。このようにして形成される分子層超格子量子細線１１は、従来のＡｌＡｓ障壁層とは異なり、その厚さが非常に薄い場合、例えば１原子層以下（中間層１４上のＡｌＡｓ障壁層の被覆率が１以下）であっても、中間層１４の全面をＡｌＡｓ部１１ａが平均的に被覆することができる。なお、ＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂの配列周期は、後に形成する量子ドット１２の直径よりも小さなものとしておく。

分子層超格子量子細線１１の形成後、例えば基板２１の温度を４５０℃とし、２原子層〜３原子層分の厚さに相当するＩｎＡｓを成長室内に供給する。この結果、初期段階では、ＩｎＡｓ層が平坦に２次元的に成長して濡れ層が形成され、その次の段階において、下地材料（（ＡｌＡｓ）_1/2（ＧａＡｓ）_1/2）との格子定数の差異から発生する歪みによってＩｎＡｓが島状に３次元的に成長して、図５Ｂ（ｅ）に示すように、量子ドット１２が形成される。表面にステップがある基板上に量子ドットを成長させる場合、量子ドットはステップの縁に成長しやすい。従って、本実施形態では、分子層超格子量子細線１１の直上に量子ドット１２が形成される。つまり、線状に延びる分子層超格子量子細線１１毎に、その長手方向（図５Ａ〜図５Ｃの紙面に垂直な方向）に沿って複数個の量子ドット１２が形成される。なお、量子ドット１２の直径は、ＡｌＡｓ部１１ａ及びＧａＡｓ部１１ｂの配列周期よりも大きなものとする。

量子ドット１２の形成後、図５Ｂ（ｆ）に示すように、量子ドット１２を覆う障壁層１３を分子層超格子量子細線１１上に形成する。

次いで、図５Ｂ（ｇ）に示すように、障壁層１３上に別の中間層１４を新たに形成する。そして、図５Ｃ（ｈ）に示すように、これらの分子層超格子量子細線１１、量子ドット１２、障壁層１３及び中間層１４の形成を複数回（例えば１０回〜２０回）繰り返す。その後、最後に形成した中間層１４の上にコンタクト層２４を形成する。コンタクト層２４の表面にステップがある場合には平坦化処理を行ってもよい。

続いて、マスクを用いたエッチングを行って、図５Ｃ（ｉ）に示すように、コンタクト層２３の一部を露出する開口部を形成する。そして、コンタクト層２３の露出している部分上に下部電極２５を形成し、コンタクト層２４上に上部電極２６を形成する。下部電極２５及び上部電極２６は、例えばリフトオフ法により形成することができる。下部電極２５及び上部電極２６には、例えば、ＡｕＧｅ膜、その上のＮｉ膜、及びその上のＡｕ膜を含ませる。

このような方法により、図３に示す構造の量子ドット型赤外線検知器を得ることができる。

なお、第３の実施形態では、分子層超格子量子細線１１がその下の中間層１４上のみに位置しているが、図７（ａ）に示すように、当該中間層１４の側方に成長した分子層超格子量子細線１１上にまで広がっていてもよい。つまり、量子ドット１２のすぐ側方にまで分子層超格子量子細線１１が存在していてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、一部の分子層超格子量子細線１１が中間層１４を兼用していてもよい。

分子層超格子量子細線１１の組成は特に限定されず、分子層超格子量子細線１１が障壁として機能していなくてもよい。つまり、図８（ａ）に示すように、分子層超格子量子細線１１の組成が中間層１４の組成と等価で、伝導帯が同程度となっていてもよい。また、図８（ｂ）に示すように、分子層超格子量子細線１１のＡｌ組成が中間層１４のＡｌ組成よりも低く、伝導帯が中間層１４のそれよりも低くなっていてもよい。

他の層等の材料も特に限定されない。例えば、障壁層の組成がＡｌ_zＧａ_(1-z)Ａｓ（０＜ｚ≦１）であってもよく、量子ドットの組成がＩｎ_yＧａ_1-yＡｓ（０＜ｙ≦１）であってもよい。更に、中間層の組成がＡｌ_xＧａ_(1-x)Ａｓ（０≦ｘ＜１）であってもよい（ｘの値はｚの値よりも小さい）。また、ＩｎＰ系の材料を用いてもよい。

分子層超格子量子細線の幅及び高さは特に限定されないが、電子の閉じ込め効果を考慮すると、電子のボーア半径以下であることが望ましい。

更に、量子ドットの下面と接する化合物半導体層は分子層超格子量子細線である必要はない。例えば、図９に示すように、量子ドット４２の下面が市松模様のように配列したＡｌＡｓ部４１ａ及びＧａＡｓ部４１ｂを含む化合物半導体層４１の上面と接していてもよい。

また、量子ドットの下面と接する化合物半導体層の厚さは特に限定されないが、特に高い感度を得るために２原子層以下であることが好ましい。また、化合物半導体層にＡｌＡｓ部が含まれる場合、化合物半導体層の厚さは１原子層以下（中間層１４上のＡｌＡｓ部の被覆率が１以下）であることが好ましい。これは、ＡｌＡｓの存在は量子ドット内の量子準位エネルギーに関わり、量子準位間のエネルギー差、すなわち光励起が起こる波長（赤外線検知器の応答ピーク波長）を調整する等の理由による。

また、傾斜基板の表面の傾斜の程度は１．５°に限定されない。また、（１００）面を基準としたとき［０−１１］方向と等価ではない［０−１−１］方向に傾斜した傾斜基板を用いてもよい。また、（１００）面から［００１］方向に１°以下傾斜した傾斜基板を用いてもよい。

また、キャリアが電子である必要はなく、キャリアとして正孔を用いてもよい。この場合、不純物としてＢｅ等を用いればよい。更に、赤外線検知器を構成する各層を有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：metal-organic chemical vapor deposition）法等により形成してもよい。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
第１のコンタクト層と、
前記第１のコンタクト層上方に形成された化合物半導体層と、
前記化合物半導体層上に形成された量子ドットと、
前記量子ドットを埋める障壁層と、
前記障壁層上方に形成された第２のコンタクト層と、
を有し、
前記化合物半導体層は、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有し、
前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列していることを特徴とする赤外線検知器。

（付記２）
前記化合物半導体層は、量子細線を含むことを特徴とする付記１に記載の赤外線検知器。

（付記３）
前記量子細線は、分子層超格子量子細線であることを特徴とする付記２に記載の赤外線検知器。

（付記４）
前記第１の組成部の組成がＡｌＡｓで表わされ、前記第２の組成がＧａＡｓで表わされることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線検知器。

（付記５）
前記量子ドットの組成がＩｎ_yＧａ_(1-y)Ａｓ（０＜ｙ≦１）で表わされ、
前記障壁層の組成がＡｌ_zＧａ_(1-z)Ａｓ（０＜ｚ≦１）で表わされることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の赤外線検知器。

（付記６）
前記化合物半導体層下に形成された中間層を有することを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の赤外線検知器。

（付記７）
前記化合物半導体層下に形成された中間層を有し、
前記中間層の組成がＡｌ_xＧａ_(1-x)Ａｓ（０≦ｘ＜１）で表わされ、
前記量子ドットの組成がＩｎ_yＧａ_(1-y)Ａｓ（０＜ｙ≦１）で表わされ、
前記障壁層の組成がＡｌ_zＧａ_(1-z)Ａｓ（０＜ｚ≦１）で表わされ、
ｘの値がｚの値よりも小さいことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の赤外線検知器。

（付記８）
前記化合物半導体層は、傾斜基板の上方に形成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の赤外線検知器。

（付記９）
第１のコンタクト層上方に、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に量子ドットを形成する工程と、
前記量子ドットを埋める障壁層を形成する工程と、
前記障壁層上方に第２のコンタクト層を形成する工程と、
を有し、
前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列していることを特徴とする赤外線検知器の製造方法。

（付記１０）
前記化合物半導体層は、分子層超格子量子細線を含むことを特徴とする付記９に記載の赤外線検知器の製造方法。

１：分子層超格子量子細線
１ａ：第１組成部
１ｂ：第２組成部
２：量子ドット
３：障壁層
４：中間層
１１：分子層超格子量子細線
１１ａ：ＡｌＡｓ部
１１ｂ：ＧａＡｓ部
１２：量子ドット
１３：障壁層
１４：中間層
２１：基板
２２：バッファ層
２３、２４：コンタクト層
２５：下部電極
２６：上部電極
３０：赤外線撮像装置
３１：赤外線検知器
３２：画素
３３：バンプ
３４：信号読み出し回路
４１：化合物半導体層
４１ａ：ＡｌＡｓ部
４１ｂ：ＧａＡｓ部
４２：量子ドット

Claims (6)

1. 第１のコンタクト層と、
   前記第１のコンタクト層上方に形成された化合物半導体層と、
   前記化合物半導体層上に形成された量子ドットと、
   前記量子ドットを埋める障壁層と、
   前記障壁層上方に形成された第２のコンタクト層と、
   を有し、
   前記化合物半導体層は、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有し、
   前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列していることを特徴とする赤外線検知器。
2. 前記化合物半導体層は、量子細線を含むことを特徴とする請求項１に記載の赤外線検知器。
3. 前記量子細線は、分子層超格子量子細線であることを特徴とする請求項２に記載の赤外線検知器。
4. 前記第１の組成部の組成がＡｌＡｓで表わされ、前記第２の組成がＧａＡｓで表わされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線検知器。
5. 前記化合物半導体層下に形成された中間層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の赤外線検知器。
6. 第１のコンタクト層上方に、互いに組成が異なる第１の組成部及び第２の組成部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
   前記化合物半導体層上に量子ドットを形成する工程と、
   前記量子ドットを埋める障壁層を形成する工程と、
   前記障壁層上方に第２のコンタクト層を形成する工程と、
   を有し、
   前記第１の組成部及び前記第２の組成部は、いずれも前記量子ドットの下面と接しており、前記量子ドットの平面視での直径よりも小さい周期で配列していることを特徴とする赤外線検知器の製造方法。

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