KR920009918B1 - 양자-웰 방사선 검출 소자 - Google Patents

양자-웰 방사선 검출 소자 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

양자-웰 방사선 검출 소자
제1도는 본 발명의 제1양호한 실시예에 따른 방사선 검출기의 개략 측면도.
제2도는 전기적으로 바이어스되고, 반도체 헤테로 구조를 사용하여 수행된 바와 같은 제1도의 방사선 검출기에 대응하는 에너지대의 개략선도.
제3도는 전기적으로 바이어스 되고, 양자 웰이 도프된 영역에 의해 형성된 반도체 호모 구조를 사용하여 수행된 바와 같은 제1도의 방사선 개략선도.
제4도는 제1도에 묘사된 바와 같은 소자상에 입사한 광자 에너지 함수로서 응답 특성을 도식적으로 나타내는 선도.
제5도는 본 발명의 제2양호한 실시예에 따른 방사선 검출기 어레이(array)의 개략 측면도.
제6도는 본 발명의 제3양호한 실시예에 따른 반사 방사선 결합 수단을 포함한 방사선 검출기 어레이의 개략 측면도.
제7도는 본 발명의 제4양호한 실시예에 따른 2파장 검출기의 개략 측면도.
제8도는 본 발명의 제5양호한 실시예에 따른 모놀리스적으로 집적된 소자의 개략 투시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 기판 12 : 제1콘택트층
13, 71, 72 : 초격자 14 : 제2콘택트층
21 : 양자-웰 22, 32 : 장벽
23, 33 : 연속 에너지 밴드 24, 34 : 단일 속박 에너지 상태
31 : V자형 양자-웰 51 : 프리즘
52 : 검출기 61 : 반사기 회절격자
84 : 영상 처리 유니트
본 발명은 전자기 방사선에 의한 양자 웰내의 캐리어의 여기 상태에 토대로 된 검출기 소자에 관한 것이다.
1마이크로미터 부근의 현재 선호된 파장에서의 육상의 광통신에 관련해서, 주로 가시 및 근가시 전자기 방사선의 검출 및 변조를 위한 소자가 신속히 발전되어 오는 동안, 적외선 소자의 분야는 비교적 덜 발전되어 왔다. 실제적인 장파장 적외선 검출 소자는 텔루르화 수은 카드뮴 또는 도프된 실리콘과 같은 재료의 광전자 활동도에 기초되어 왔으며, 화합물 반도체 재료를 사용하는 양자 웰 검출기는 주로 이론적인 주목이 받아들여졌다. 후자에 관련하는 대표적인 보고는 다음과 같이 언급되어 있다.
디.디.코운(D.D. Coon) 등은 1984년 응용 자연과학 보고서(Applied Physics Letters) 제45권, 제649 내지 651쪽의 논문 ″양자 웰을 이용한 IR 검출의 새로운 모드″에 전계가 인가되며, 전하 소모가 단일 AlxGa1-xAs/GaAs/AlyGa-yAs 대칭 양자웰로부터의 광전자 방출의 형태를 취하는 반도체내의 국한된 불순물 레벨에서의 전하 소모에 기초를 둔 바와 같이 적외 방사선 검출을 밝히고 있으며; 제이.에스.스미스(J.S. Smith) 등은 1983년의 진공 광학 및 기술의 정기간행물(Journal of Vacuum Science and Technology) 제B1권 제376 내지 379쪽의 논문 ″복수 양자웰로부터의 전자 방출을 이용한 새로운 적외선 검출기″에 전자가 자유 캐리어 흡수에 의해 여기 상태로 배출되는 다수의 GaAs/GaAlAs 양자웰의 이용을 밝히고 있으며 또한 1986년 10월 28일자로 에스 마거리트(S.Margalit) 등에게 부여된 미합중국 특허 제4,620,214호에도 참조되어 있으며; 엘.에사키(L.Esaki) 등은 1977년의 IBM 기술 공개 회보(IBM Technical Disclosure) 제20권 제2456 내지 2457쪽의 논문 ″새로운 광전도체″에 양자 웰의 최저 서브-밴드(sub-band)의 전자가 기본적으로 정지되는 동안, 제2서브-밴드의 전자가 상당한 이동성을 갖는 초격자 구조를 밝히고 있다.
또한 대표적인 제안은 가전자대로부터 전도대까지의 광자 여기 상태로 단언된 바와 같이 행해져 있으며, 이점에 대해서 표시된 바와 같이 다음에 말하는 것이 또한 언급되어 있다.
즉, 1985년 6월 25일 에티.아이, 챠펠(T.I. Chappell)등에게 부여된 미합중국 특허 제4,525,731호; 1984년 3월 27일에 엔.홀로냑크(N.Holonyak)에게 부여된 미합중국 특허 제4,439,782호; 1986년 8월 19일에 지.씨.오스븐(G.C.Osbourn)에게 부여된 미합중국 특허 제4,607,272호; 1984년 5월 22일 에알.친(R.Chin)에게 부여된 미합중국 특허 제4,450,463호; 및 1986년의 어플라이드 피직스 레터스(Applied Physics Letters), 제48권, 제1294 내지 1296쪽의 에프.카파소(F.Capasso) 등의 문헌 ″양자웰 초격자내의 새로운 눈사태 증배 현상; 밴드 에지 불연속성에 있어서의 충격 이온화 증명″이다.
공명 서브밴드간 흡수 및 터널링에 의한 광전자 발생에 기인된 검출기는 비.에프.레빈(B.F.Levine) 등에 의해서, 1987년의 어플라이드 피직스 레터스, 제51권, 제934 내지 936쪽의 문헌 ″10㎛ 서브 밴드간 흡수 및 광 여기 터널링에 의해 착수된 양자웰 눈사태 증배″가 발표되었다.
이하에 기술된 바와 같이 본 발명은 포토 캐리어의 수집 효율을 증가시킴과 동시에 암 전류가 낮은 레벨로 유지하는 요망으로부터 유발되었다.
본 발명은 단일 속박 에너지 상태를 갖는 양자웰내에서의 캐리어의 광자 여기에 관하여 서술되어 있다. 캐리어 전자의 경우에 있어서, 여기는 전도대 속박 에너지 상태에서 전도대 연속 상태로 일어나며; 캐리어 홀의 경우에 있어서, 여기는 가전자대 에너지 상태에서 가전자대 연속 상태로 일어난다. 바이어스 전압이 존재할때의 캐리어의 수집은 예컨대, 전압, 전류 또는 저항의 변화와 같은, 전기적 효과를 초래한다. 단일 속박 에너지 상태를 제공하기 위하여, 양자웰은 비교적 협폭을 가지며, 암 전류를 제한하기 위하여, 장벽은 비교적 광폭이다. 양호한 소자의 장벽 폭은 양자 웰 폭보다 현저하게 크며; 되도록이면, 장벽은 적어도 양자웰 폭의 3배로 한다.
양호한 방사선 검출기는 반도체 초격자의 수단에 의해서 실현된 바와 같은 복수의 양자웰, 즉, 인터리브된 층이 양자웰 및 장벽층으로서 역할하는 층 구조를 포함한다. 예컨대, 초격자는 양자웰 및 장벽층이 상이한 재료로 구성되는 헤테로 구조체로서 제작될 수 있으며, 또한 초격자 구조는 도핑 레벨을 주기적으로 변화시킴으로서 동종 재료로도 제작될 수 있다. 피크 흡수 파장은 재료의 선택 여하에 따르고, 본 발명의 소자는 3 내지 15㎛의 양호한 파장으로의 적외선 흡수용으로 설계될 수 있으며, 그 이상 및 그 이하의 파장으로도 좋다.
본 발명의 양호한 소자는 고속 능력을 갖고 헤테로다인 수신기내에 사용하기에 적합하다. 이와 같은 소자는 광통신, 특히, 외부 공간 예컨대, 위성통신에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 적외선 방사 검출은 지형도 제작 및 적외선 탐색에도 이용될 수 있다.
제1도는 입사 방사선 hv용의 적합한 각 면을 가진 기판(11)을 도시한다. 기판(11)은 제1콘택트층(12), 초격자(13)를 형성하는 인터리브된 제1 및 제2반도체층, 및 제2콘택트(14)을 지지한다. 바이어스 전압이 콘택트층(12 및 14)에 인가될때, 그러한 콘택트층간의 전류는 방사선 hv의 강도에 직접 관련된다.
제2도는 제1도의 초격자(13)를 형성하는 제1 및 제2반도체층(13)에 대응하는 것으로서 장벽(22)간의 양자웰(21)을 도시한다. 양자웰(21)내의 캐리어(전자홀)에 대해 단일 속박 에너지 상태(24)가 존재하고, 장벽의 높이는 입사 방사선 hv이 속박 캐리어를 연속 에너지 밴드(23)로 여기시키도록 선택된다. 암전류를 제한하기 위하여, 장벽은 웰보다 현저하게 광폭이다.
제3도는 다른 기본적으로 동종의 반도체 재료에서 국부적으로 헤비 도펀트 농축(″스파이크(spikes)″)에 의해 생성된 바와 같이 장벽(32)간의 V자형 양자웰(31)을 도시한다. 양자웰(31)내의 캐리어에 대해 단일 속박 에너지 상태(34)가 존재하고, 장벽의 높이는 입사 방사된 hv이 속박 캐리어를 연속 에너지 밴드(33)로 여기시키도록 선택된다. 또다시, 장벽은 비교적 광폭이며 양자웰과 장벽의 폭은 편리하게 속박 에너지 상태의 레벨로 측정된 바와 같이 정의된다. 예컨대, 정방형 및 사다리꼴 형태와 같은 다른 웰의 형상도 좋다.
제4도는 수평축에 따라, ㎝-1을 단위로 하는 광자 에너지 hv(또는 ㎛을 단위로 하는 파장 λ)를, 수직축에 따라 V/W를 단위로 하는 응답도 Rv를 도시한다. 본 그래프는 이하의 실시예에서 또한 설명하는 바와 같이, 칼륨 비소 및 알루미늄 갈륨 비소의 인터리브된 층의 50주기의 초격자 양단에 4V의 바이어스 전압을 인가하고 77K의 온도로 행해진 측정에 기초로 된다.
제5도는 입사 방사선 hv을 검출기(52)에 결합하는데 적합하게된 바와 같이(투명한) 기판(11)에 부착된 프리즘(51)을 도시하며, 그러한 각각의 검출기는 제1도에 도시되어 있다. 양호한 방사선 커플러는 초격자상에 입사한 전자기 방사의 전계 벡터가 초격자에 수직한 성분을 갖도록 방사선을 결합한다. 그러한 결합 기능은 회절격자로서 교번적으로 수행된다.
제6도는 (투명한)기판(11)상의 검출기(52)를 도시하며, 입사 방사선 hv은 반사 회절격자(61)의 수단에 의해서 검출기(52)에 결합된다. 도시된 바와 같이(2차원으로 이해됨) 검출기 어레이는 예컨대, 카메라의 초점면 매질로서 사용할 수 있다. 회절 격자 대신에, 확산적으로 확산하는 (거칠은)표면도 결합하는데 사용될 수 있다.
제7도는 콘택트층(12)을 갖는 기판(11)에 의해서 지지된 바와같이, 각각의 콘택트층(14 및 73)을 갖는 2개의 초격자(71 및 72)을 도시한다. 초격자(71 및 72)는 상이한 파장에서의 흡수로 되도록 선택된 바와 같이 상이한 재료로 제작된다. 입사 방사선 성분(hv1및 Hv2)은 각각의 초격자(71 및 72)에 의해서 흡수되어, 전압(V1및 V2)을 발생하는 것처럼 도시되어 있다. 간단히 하기 위하여, 방사선은 제7도의 초격자에 수직 입사가 도시되는 동안, 되도록이면, 광학 결합은 제1,5 및 6도에 도시된 바와 같은 형태중 하나를 취한다. 제7도에 도시된 바와 같은 스택 배치는 대안적으로 접촉층(73)을 생략에 의해 분광계로서 사용할 수 있으며, 넓은 스펙트럼 응답이 콘택트(12 및 14)간에서 얻게 될 수 있다. 넓은 또는 그 반대로 조건에 맞도록 만든 스펙트럼 응답을 실현하기 위해, 콘택트(12 및 14)간에 적당한 수로 상이한 양자웰이 존재하는한, 유사한 양자웰의 조합이 실제적으로 요구되지 않는다. 반대로, 고파장 선택성을 필요로 하는 응용용으로, 양자웰의 고균일성이 양호하게 된다.
제7도에 따른 스택 배치를 제6도에 따른 어레이에 결합함으로서, 칼라 카메라가 실현된다. 칼라 카메라는 스택형 센서없이도 실현될 수 있으며, 이 경우에 상이한 파장에서 피크 감도를 갖는 검출기는 초점면 어레이로, 예컨대, 주기적으로 교환하는 형으로 배치된다.
주로, 검출기 배치는 기판(11)상에 검출기 어레이(81)을 도시하고 있는 제8도에 도시된 바와 같이 공통 기판상에 관련된 전자부품과 모놀리스적으로 집적되어 있으며, 어레이(81)는 에컨대, 제6도에 따른 검출기의 2차원 배치로 이루어져 있다. 상기 검출기는 영상 처리 유니트(84)와 함께 기판(11)상에 역시 위치해 있는 열처리 전자부품(83)과 행처리 전자부품(82)에 전기적으로 접속된다.
초격자 검출기 구조는 적당한 IV족, III-V족, 또는 II-VI족 재료의 인터리브된 제1 및 제2층에 의해서도 실현될 수 있다. 하나의 양호한 실시예에 있어서, IV족 재료가 사용되어, 양자웰은 P-도프되고, 소자 동작은 가전자대 캐리어의 여기를 수반한다. 전도대 전자의 여기를 수반하는 또다른 양호한 실시예는 n-도프된 양자웰을 갖는 III-V족 또는 III-VI족 재료의 이용에 토대로 된다. 기타 도핑 배치에도 좋다.
8 내지 14㎛의 ″대기의 창(atmospheric window)″의 파장에서 검출에 즉시 어울리는 것은 칼륨 비소 양자웰층과 알루미늄-갈륨 비소 장벽층을 가진 헤테로 구조 소자이다. 10㎛ 방사선 검출에, 양호한 양자웰 폭은 6.5㎚을 초과하지 않아야 하며, 양호한 장벽폭은 적어도 20㎚이다. 기타 전형적인 III-V족 재료계는 알루미늄 인듐 비소 및 인듐 갈륨 비소의 화합물과, 인듐인, 인듐 갈륨 비소, 및 인듐 갈륨 비소인의 화합물을 포함한다.
또한, 저 암전류를 만족할 수 있게 유지하기 위하여, n-형 소자의 도핑은 5×1018㎝-3이하가 바람직하며, 유사하게, P-형 소자의 도핑도 5×1019㎝-3이하가 바람직하다. 또한, 암전류는 장벽의 형상 여하에 따르는데, 이는 정방형, 스텝형, 또는 그레이드형(예컨대, 선형 또는 방사선형)으로 할 수 있으며, 또한, 장벽 형상은 여기된 캐리어가 수송되어 수집되는 용이점에 영향을 미친다.
대표적인 소자 제조는 예컨대, 분자 빔 에피택시(MBE) 또는 금속 유기 화학 증착(MOCVD)으로 실현된 바와 같이 고도로 제어된 조건하에 기판상의 초격자 제조에 관계한다. 그러한 제조 기술은 예컨대, 에이.와이, 조(A.Y. Cho)에 의해 문헌 ″III-V족 화합물 반도체 재료 및 소자의 최근의 발전″중에서 스프링거-버라그(Springer-Verlag) 출판의 1985년 제17회 반도체 물리 국제회의 논문집(Proceedings of the 17th International Conference on the Physics of Semiconductors) 제1515 내지 1524쪽의 제이.디.챠디(J.D. Chadi)등의 문헌, 및 알.디.듀피스(R.D.Dupuis)에 의해서, 1984년의 사이언스 제226권, 제623 내지 629쪽의 문헌 ″III-V족 반도체의 금속 유기 화학 증기착(MOCVD)″중에 재검토되어 있다.
특히 본 발명의 검출기의 장점(예컨대, 수은 카드뮴 텔루륨 검출기와 비교하여)은 이하에 기술한다.
(i) 적당한 큰 사이즈, 고품질, 저렴한 기판이 간단히 이용될 수 있음과, (ii) 잘 개선된 III-V족과 IV족 성장, 처리 및 패시베이션 기술, 특히 고균일성, 재현성 및 직경 3인치(약 7.6㎝) 또는 그 이상의 기판에 있어서 위치 제어를 갖는 분자 빔 에피텍셜(MBE) 성장을 포함하는 기술이 이용될 수 있음과, (iii) 예컨대, 전계효과 트랜지스터(FET), 전하 결합 소자(CCD), 및 고속 신호 처리 전자부품과 같은 실리콘 및 갈륨 비소 소자를 가진 모놀리식 집적이 가능함과, (iv) 흡수 특성의 설계(예컨대, 대기의 창에서의 피크 흡수 파장을 변화시킴)가 조성의 선택에 의해서 간단하며, (v) 우수한 열 안정성을 갖는다.
이하 실시예는 인터리브된 갈륨 비소 알루미늄 갈륨 비소층의 초격자로 실현된 바와 같이 소자의 구조 및 특성을 도시한다. 모든 수치는 공칭값 또는 근사값이다.
갈륨 비소 반절연 기판상에 1㎛의 갈륨 비소 콘택트층이 퇴적되며(도프된 n=2×1018㎝-3), 다음에 50주기의 4㎚ 갈륨 비소 양자웰 층(도프된 n=2×1018㎝-3) 및 30㎚의 Al0.31Ga0.69As 비도프된 장벽층(약 250㎷의 장벽 높이로 됨)으로 이루어진 초격자 검출기 구조가 생성된다. 0.5㎛의 갈륨 비소의 톱 콘택트층이 퇴적되며, (도프된 n=2×1018㎝-3), 200㎛의 직경을 갖는 매사는 표준 사진석판술에 의한 처리에 의해서 생성되며, 콘택트 금속화가 증착에 의해 제공된다.
응답도 Rv의 스펙트럼 상관 관계를 측정하기 위하여, 백열적외 광원이 사용되며, 검출기의 온도는 77k, 바이어스 전압은 4v, 부하 저항은 100㏀이다. 제4도로부터 알 수 있는 바와 같이, 응답은 hv=1192㎝-1로 피크되고 hv=155㎝-1(즉, △V/v=13%)의 협 스펙트럼 폭을 갖는다. 암전류는 4.5㎂로 되는 것으로 알려졌다.
검출 효율을 결정하기 위하여, 검출기 잡음은 동일 조건하에 스펙트럼 분석읜 수단에 의해 측정되며, 단위 밴드폭당 잡음 전압은 4㎑의 광 초핑 주파수에서 50nV㎐-1/2로 되는 것으로 알려졌으며, 1.7pWHa-1/2의 잡음 등가 파워에 대응한다. 소자 면적으로 규격화된 검출기 효율은 D=1.0×1010㎝㎐1/2W로서 얻어졌다.
검출기 속도는 펄스 다이오드 레이저로부터의 방사 및 50-Ω의 부하 저항에 의해서 측정되었다. 얻어진 5㎱의 응답 시간은 회로에 의해서 제한되며, 수 기가헤르즈의 소자 능력을 보증한다.

Claims (26)

  1. 기판에 지지된 콘택트층간의 반도체 초격자를 포함하여 파장에서 전자기 방사선에 응답하는 양자-웰 방사선 검출 소자에 있어서, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 포함하며, 상기 층에 의해서 형성된 양자웰은 단지 하나의 전도대 속박 에너지 상태만을 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며 상기 양자웰은 상기 전자기 방사선에 의해 캐리어 여기를 위하여 상기 전도대 속박 에너지 상태에서 전도대 연속 에너지 상태로 적합하게 되며, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰 층의 두께보다 현저하게 두꺼운 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰층 두께의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파장은 3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 파장은 3 내지 15㎛ 범위내인 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초격자는 상이한 재료의 인터리브된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 초격자는 III-V족 반도체 재료로 이루어지고, 상기 양자웰 층은 n-도프된 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 콘택트 층간의 전기 신호를 감지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  8. 제7항에 있어서, 복수의 초격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 초격자는 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 초격자는 상이한 파장에 대응하는 초격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  11. 제8항에 있어서, 상기 복수의 초격자는 상이한 파장에 대응하는 상기 검출기를 포함한 스택(stack)을 형성하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  12. 제1항에 있어서, 상기 콘택트 층간에 전기 신호를 인가하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  13. 제6항에 있어서, 상기 반도체 재료는 갈륨 비소, 알루미늄-갈륨 비소, 알루미늄-인듐 비소, 인듐-갈륨 비소, 인듐 인, 및 인듐-갈륨 비소-인으로 이루어져 있는 족으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  14. 제6항에 있어서, 상기 재료는 갈륨 비소 및 알루미늄-갈륨 비소이며, 상기 양자웰 층은 65Å 이하인 두께를 가지며, 상기 장벽층은 100Å 이상인 두께를 갖고, 상기 파장은 약 10㎛인 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  15. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 상기 초격자 쪽으로 향하기 위해 방사선 커플러 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 커플러는 상기 방사선을 상기 초격자 쪽으로 향하기 위해 프리즘 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  17. 제15항에 있어서, 상기 커플러는 상기 방사선을 상기 초격자 쪽으로 향하기 위해 회절격자 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  18. 제17항에 있어서, 상기 회절 격자는 상기 초격자를 지지하는 기판상에 있는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  19. 제15항에 있어서, 상기 커플러는 상기 방사선을 상기 초격자 쪽으로 향하기 위해 반사기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  20. 제19항에 있어서, 상기 반사기는 스캐터링하는 방사선을 확산시키기에 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  21. 파장에서 전자기 방사선을 검출하기 위한 방법에 있어서, 기판에 지지된 콘택트층 간의 반도체 초격자 상에 상기 방사선을 입사시키게 되는 것을 포함하며, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 포함하며, 상기 층에 의해 형성된 양자웰은 제각기 단지 하나의 전도대 속박 에너지 상태만을 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며, 상기 양자웰은 상기 전자기 방사선에 의해서 캐리어 여기를 위하여 상기 전도대 속박 에너지 상태에서 전도대 연속 에너지 상태로 적합하게 되며, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰 층의 두께보다 현저하게 두껍게 하고, 상기 콘택트층간의 전기 신호를 감지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 방사선 검출 방법.
  22. 파장에서 전자기 방사선을 변조시키기 위한 방법에 있어서, 기판에 지지된 콘택트층 간의 반도체 초격자 상에 상기 방사선을 입사시키게 되는 것을 포함하며, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 포함하며, 상기 층에 의해서 형성된 양자웰은 제각기 단지 하나의 전도대 속박 에너지 상태만을 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며, 상기 양자웰은 상기 전자기 방사선에 의해서 캐리어 여기를 위하여 상기 전도대 속박 에너지 상태에서 전도대 연속 에너지 상태로 적합하게 되며, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰 층의 두께보다 현저하게 두껍게 하고, 상기 콘택트층간에 전기 신호를 인가시키는 것을 특징으로 하는 전자기 방사선 검출 방법.
  23. 기판에 지지된 콘택트층간의 반도체 초격자를 포함하여, 파장에서 전자기 방사선에 응답하는 양자-웰 방사선 검출 소자에 있어서, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 형성하는 반도체 층을 포함하며, 상기 층에 의해서 형성된 상기 양자웰은 제각기 단지 하나의 가전자대 속박 에너지 상태만을 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며, 상기 양자 웰은 상기 전자기 방사선에 의해서 캐리어 여기를 위하여 상기 가전자대 속박 에너지 상태에서 가전자대 연속 에너지 상태로 적합하게 되고, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰층의 두께보다 현저하게 두꺼운 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기 초격자는 IV족 반도체 재료로 이루어지고, 상기 양자웰 층은 P-도프된 것을 특징으로 하는 양자-웰 방사선 검출 소자.
  25. 파장에서 전자기 방사선을 검출하기 위한 방법에 있어서, 기판에 지지된 콘택트층간의 반도체 초격자상에 상기 방사선을 입사시키게 되는 것을 포함하며, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 포함하며, 상기 층에 의해서 형성된 양자웰은 제각기 단지 하나의 가전자대 속박 에너지 상태만을 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며, 상기 양자웰은 상기 전자기 방사선에 의해서 캐리어 여기를 위하여 상기 가전자대 속박 에너지 상태에서 가전자대 연속 에너지 상태로 적합하게 되며, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰 층의 두께보다 현저하게 두껍게 하고, 상기 콘택트층간의 전기 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 전자기 방사선 검출 방법.
  26. 파장에서 전자기 방사선을 변조시키기 위한 방법에 있어서, 기판에 지지된 콘택트층간의 반도체 초격자상에 상기 방사선을 입사시키게 되는 것을 포함하며, 상기 초격자는 인터리브된 양자웰과 장벽층을 포함하며, 상기 층에 의해서 형성된 양자웰은 제각기 단지 하나의 가전자대 속박 에너지 상태를 갖도록 약 65Å 이하의 두께를 가지며, 상기 양자웰은 상기 전자기 방사선에 의해서 캐리어 여기를 위하여 상기 가전자대 속박 에너지 상태에서 가전자대 연속 에너지 상태로 적합하게 되며, 상기 장벽층의 두께는 상기 양자웰 층의 두께보다 현저하게 두껍게 하고, 상기 콘택트층간에 전기 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 전자기 방사선 변조 방법.
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