JP2014197669A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としての光伝導素子は、Ｓｉ基板と、Ｇｅを含むバッファ層と、Ｇａ及びＡｓを含む第１の半導体層と、Ｇａ及びＡｓを含む第２の半導体層と、電極と、をこの順に備え、前記第２の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率が、前記第１の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率よりも小さいことを特徴とする。

Claims (23)

1. 光伝導素子であって、
   Ｓｉ基板と、Ｇｅを含むバッファ層と、Ｇａ及びＡｓを含む第１の半導体層と、Ｇａ及びＡｓを含む第２の半導体層と、電極と、をこの順に備え、
   前記第２の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率は、前記第１の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率よりも小さい
   ことを特徴とする光伝導素子。
2. 前記第１の半導体層の厚さは、１ｕｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝導素子。
3. 前記第１の半導体層の厚さは、１００ｎｍ以上１ｕｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝導素子。
4. 前記第１の半導体層の厚さは、１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝導素子。
5. 前記第１の半導体層の成長温度は、５００℃以上８００℃以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光伝導素子。
6. 前記第１の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率が、０．９９６０以上１．００４以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光伝導素子。
7. 前記第２の半導体層が、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、及びＩｎＧａＡｓＰの少なくともいずれかからなる
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光伝導素子。
8. 前記第２の半導体層の抵抗率は、１０００Ω・ｃｍ以上１０００００００Ω・ｃｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光伝導素子。
9. 前記第２の半導体層が、ＧａＡｓを含み、
   前記第２の半導体層の成長温度は、２００℃以上４００℃以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光伝導素子。
10. 前記第２の半導体層が、ＧａＡｓを含み、
    前記第２の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率が、０．９９６０未満である
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光伝導素子。
11. 前記第２の半導体層が、ＧａＡｓを含み、
    前記第２の半導体層が、０．１ａｔｍ％以上３ａｔｍ％以下の範囲でＡｓを余剰に含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光伝導素子。
12. 前記バッファ層が、Ｓｉ（１−ｘ）Ｇｅｘ（０≦ｘ≦１）を含み、
    組成比ｘが、前記Ｓｉ基板側から前記第１の半導体層側へ向けて次第に大きくなっている
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光伝導素子。
13. 前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ（０．５≦ｘ≦１）を含むバリア層を更に備える
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光伝導素子。
14. 前記バリア層が、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ（０．５≦ｘ≦１）を含む層とＧａＡｓを含む層とを交互に積層した多層膜を有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光伝導素子。
15. 前記バリア層が、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ（０．５≦ｘ≦１）を含む層とＩｎＧａＰを含む層とを交互に積層した多層膜を有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光伝導素子。
16. 前記電極が、複数の電極を有し、
    前記複数の電極が、前記第２の半導体層の上に配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光伝導素子。
17. 前記第１の半導体層と前記第２の半導体層とは、接している
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光伝導素子。
18. 前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間には１層又は複数の半導体層が配置されており、
    前記１層又は複数の半導体層のそれぞれは、Ｇａを含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光伝導素子。
19. 前記１層又は複数の半導体層のそれぞれは、Ｇａ及びＡｓを含む
    ことを特徴とする請求項１８に記載の光伝導素子。
20. テラヘルツ波を発生又は検出する光伝導素子の製造方法であって、
    Ｓｉ基板上に、Ｇｅを含むバッファ層と、Ｇａ及びＡｓを含む第１の半導体層と、Ｇａ及びＡｓを含む第２の半導体層と、電極と、をこの順に形成する工程を有し、
    前記第２の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率は、前記第１の半導体層のＧａ／Ａｓの元素比率よりも小さい
    ことを特徴とする光伝導素子の製造方法。
21. 前記第１の半導体層の成長温度は、５００℃以上８００℃以下である
    ことを特徴とする請求項２０に記載の光伝導素子の製造方法。
22. 前記第２の半導体層が、ＧａＡｓからなり、
    前記第２の半導体層の成長温度は、２００℃以上４００℃以下である
    ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の光伝導素子の製造方法。
23. テラヘルツ時間領域分光装置であって、
    テラヘルツ波を発生する発生部と、
    前記テラヘルツ波を検出する検出部と、を備え、
    前記発生部及び前記検出部の少なくともいずれかが、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の光伝導素子を有する
    ことを特徴とするテラヘルツ時間領域分光装置。