JP2000294810A - フォトコンダクタ - Google Patents
フォトコンダクタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、フォトコンダクタ（Photoconduct
or）に関し、特に高感度化と高速応答化とを実現したＭ
ＳＭ（Metal-Semiconductor-Metal）フォトコンダクタ
を提供する。 【解決手段】 ＭＳＭフォトコンダクタは、半導体基板
１０と、半導体基板１０の上に所定の波長の光が照射さ
れた場合に導電率が増加する光伝導半導体薄膜層２０
と、光伝導半導体薄膜層２０の上に形成されて互いに所
定の間隔を隔てて近接し、かつ、前記光を透過させる第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とを備え
る。
or）に関し、特に高感度化と高速応答化とを実現したＭ
ＳＭ（Metal-Semiconductor-Metal）フォトコンダクタ
を提供する。 【解決手段】 ＭＳＭフォトコンダクタは、半導体基板
１０と、半導体基板１０の上に所定の波長の光が照射さ
れた場合に導電率が増加する光伝導半導体薄膜層２０
と、光伝導半導体薄膜層２０の上に形成されて互いに所
定の間隔を隔てて近接し、かつ、前記光を透過させる第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトコンダクタ
（Photo conductor）に関し、特に高感度化と高速応答
化とを実現したＭＳＭ（Metal-Semiconductor-Metal）
フォトコンダクタに関する。
（Photo conductor）に関し、特に高感度化と高速応答
化とを実現したＭＳＭ（Metal-Semiconductor-Metal）
フォトコンダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】高抵抗半導体を用いたフォトコンダクタ
の一つであるＭＳＭフォトコンダクタは、その低容量
性、及び、光伝導効果（Photo conductive effect）に
よる数百ＧＨｚの高速応答性に特徴を有する。そのた
め、近年、ＭＳＭフォトコンダクタは超高速光半導体デ
バイスとして注目を集めている。
の一つであるＭＳＭフォトコンダクタは、その低容量
性、及び、光伝導効果（Photo conductive effect）に
よる数百ＧＨｚの高速応答性に特徴を有する。そのた
め、近年、ＭＳＭフォトコンダクタは超高速光半導体デ
バイスとして注目を集めている。
【０００３】図１は、従来のフォトコンダクタの断面図
である。フォトコンダクタの一つである従来のＭＳＭフ
ォトコンダクタは、半導体基板１０と光伝導半導体薄膜
層２０と第一及び第二の電極５０、５１とを備える。半
導体基板１０は、半絶縁性半導体材料で形成される。光
伝導半導体薄膜層２０は、高抵抗半導体材料を用いて半
導体基板１０の表面に成長させる。第一及び第二の電極
５０、５１は、金属を薄膜状にして光伝導半導体薄膜層
２０の上にそれぞれ蒸着し、所定の間隔を隔てて互いに
近接させる。
である。フォトコンダクタの一つである従来のＭＳＭフ
ォトコンダクタは、半導体基板１０と光伝導半導体薄膜
層２０と第一及び第二の電極５０、５１とを備える。半
導体基板１０は、半絶縁性半導体材料で形成される。光
伝導半導体薄膜層２０は、高抵抗半導体材料を用いて半
導体基板１０の表面に成長させる。第一及び第二の電極
５０、５１は、金属を薄膜状にして光伝導半導体薄膜層
２０の上にそれぞれ蒸着し、所定の間隔を隔てて互いに
近接させる。
【０００４】第一及び第二の電極５０、５１の間を通過
させて光を光伝導半導体薄膜層２０に照射すると、光伝
導半導体薄膜層２０において光励起により自由キャリア
が生じる。自由キャリアが生じると光伝導半導体薄膜層
２０の抵抗は低下し、第一及び第二の電極５０、５１に
電圧を加えると光伝導半導体薄膜層２０を介して電流が
流れる（光伝導効果）。
させて光を光伝導半導体薄膜層２０に照射すると、光伝
導半導体薄膜層２０において光励起により自由キャリア
が生じる。自由キャリアが生じると光伝導半導体薄膜層
２０の抵抗は低下し、第一及び第二の電極５０、５１に
電圧を加えると光伝導半導体薄膜層２０を介して電流が
流れる（光伝導効果）。
【０００５】図２は、従来のフォトコンダクタの平面図
である。第一及び第二の電極５０、５１はぞれぞれ互い
に近接する電極近接部５２ａ、５２ｂを有する。電極近
接部５２ａ、５２ｂの構造としては櫛型構造が用いられ
る。櫛型構造が用いられるのは、電極同士を広い幅にわ
たり近接させて電界を多く生じさせるためであり、ま
た、光伝導半導体薄膜層２０の受光量を多くするためで
ある。照射光は、電極近接部５２ａ、５２ｂを全て覆う
ように照射される。電極近接部５２ａ、５２ｂは、対向
方向へ延びる複数の突片をそれぞれ有する。
である。第一及び第二の電極５０、５１はぞれぞれ互い
に近接する電極近接部５２ａ、５２ｂを有する。電極近
接部５２ａ、５２ｂの構造としては櫛型構造が用いられ
る。櫛型構造が用いられるのは、電極同士を広い幅にわ
たり近接させて電界を多く生じさせるためであり、ま
た、光伝導半導体薄膜層２０の受光量を多くするためで
ある。照射光は、電極近接部５２ａ、５２ｂを全て覆う
ように照射される。電極近接部５２ａ、５２ｂは、対向
方向へ延びる複数の突片をそれぞれ有する。
【０００６】電極近接部５２ａ、５２ｂに照射される光
のうち光伝導半導体薄膜層２０へ入力される割合をＳ、
電極近接部５２ａ、５２ｂの間隔をＬ、電極近接部５２
ａ、５２ｂの各突片の幅をＷとすると、 Ｓ＝Ｌ／（Ｗ＋Ｌ） ・・・式（１） となる。ＷをＬよりも十分に小さくすればＳが大きくな
る。ＭＳＭフォトコンダクタの導電性を高めるには電極
近接部５２ａ、５２ｂの間隔Ｌを小さくする。ＭＳＭフ
ォトコンダクタの受光量を高めるには照射光の入力割合
Ｓを大きくする。しかし、間隔Ｌを小さくしつつ、同時
に入力割合Ｓを大きくすることは困難である。
のうち光伝導半導体薄膜層２０へ入力される割合をＳ、
電極近接部５２ａ、５２ｂの間隔をＬ、電極近接部５２
ａ、５２ｂの各突片の幅をＷとすると、 Ｓ＝Ｌ／（Ｗ＋Ｌ） ・・・式（１） となる。ＷをＬよりも十分に小さくすればＳが大きくな
る。ＭＳＭフォトコンダクタの導電性を高めるには電極
近接部５２ａ、５２ｂの間隔Ｌを小さくする。ＭＳＭフ
ォトコンダクタの受光量を高めるには照射光の入力割合
Ｓを大きくする。しかし、間隔Ｌを小さくしつつ、同時
に入力割合Ｓを大きくすることは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光伝導半導体薄膜層２
０として用いる半導体材料の中には、電極に用いる金属
にオーミック接合させることが困難な材料がある。例え
ば、InGaAs（インジウム・ガリウム・砒素）等の半導体
を光伝導半導体薄膜層２０に用いる場合、第一及び第二
の電極５０、５１との接合界面に電位障壁（ショットキ
ー障壁）が生じてしまう。ショットキー電極を形成した
場合、接触容量によりＭＳＭフォトコンダクタの高速応
答特性が阻害されるという欠点があった。
０として用いる半導体材料の中には、電極に用いる金属
にオーミック接合させることが困難な材料がある。例え
ば、InGaAs（インジウム・ガリウム・砒素）等の半導体
を光伝導半導体薄膜層２０に用いる場合、第一及び第二
の電極５０、５１との接合界面に電位障壁（ショットキ
ー障壁）が生じてしまう。ショットキー電極を形成した
場合、接触容量によりＭＳＭフォトコンダクタの高速応
答特性が阻害されるという欠点があった。
【０００８】また、従来のＭＳＭフォトコンダクタの受
光量を高めるためには照射光の入力割合Ｓを大きくする
のが望ましいが、電極近接部５２ａ、５２ｂの各突片の
幅Ｗと間隔Ｌとを同時に小さくするのは困難であった。
光量を高めるためには照射光の入力割合Ｓを大きくする
のが望ましいが、電極近接部５２ａ、５２ｂの各突片の
幅Ｗと間隔Ｌとを同時に小さくするのは困難であった。
【０００９】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできるフォトコンダクタを提供することを目的とす
る。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の
特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発
明のさらなる有利な具体例を規定する。
とのできるフォトコンダクタを提供することを目的とす
る。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の
特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発
明のさらなる有利な具体例を規定する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の形態においては、光が照射されるこ
とにより導電率が増加するフォトコンダクタであって、
所定の波長の光が照射された場合に導電率が増加する光
伝導半導体薄膜層と、前記光伝導半導体薄膜層の上に形
成され、所定の間隔を隔てて互いに近接する第一及び第
二の電極用半導体薄膜層と、前記第一及び第二の電極用
半導体薄膜層の上にそれぞれ形成された第一及び第二の
電極とを備える。
に、本発明の第１の形態においては、光が照射されるこ
とにより導電率が増加するフォトコンダクタであって、
所定の波長の光が照射された場合に導電率が増加する光
伝導半導体薄膜層と、前記光伝導半導体薄膜層の上に形
成され、所定の間隔を隔てて互いに近接する第一及び第
二の電極用半導体薄膜層と、前記第一及び第二の電極用
半導体薄膜層の上にそれぞれ形成された第一及び第二の
電極とを備える。
【００１１】本発明の他の形態においては、前記第一及
び第二の電極用半導体薄膜層の導電率は、前記光が照射
された場合の前記光伝導半導体薄膜層の導電率より高
く、前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層は、それぞ
れ前記第一及び第二の電極にオーミック接合する。
び第二の電極用半導体薄膜層の導電率は、前記光が照射
された場合の前記光伝導半導体薄膜層の導電率より高
く、前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層は、それぞ
れ前記第一及び第二の電極にオーミック接合する。
【００１２】本発明のさらに他の形態においては、前記
光伝導半導体薄膜層がInGaAsで生成され、前記第一及び
第二の電極用半導体薄膜層がInPで生成され、前記第一
及び第二の電極が、前記第一及び第二の電極用半導体薄
膜層に接合するAuGe層と、前記AuGe層の上に形成される
Au層とを有する。
光伝導半導体薄膜層がInGaAsで生成され、前記第一及び
第二の電極用半導体薄膜層がInPで生成され、前記第一
及び第二の電極が、前記第一及び第二の電極用半導体薄
膜層に接合するAuGe層と、前記AuGe層の上に形成される
Au層とを有する。
【００１３】本発明のさらに他の形態においては、前記
第一及び第二の電極用半導体薄膜層が、前記第一及び第
二の電極用半導体薄膜層の断面幅よりも広い幅にわたっ
て互いに近接する近接部をそれぞれ有する。
第一及び第二の電極用半導体薄膜層が、前記第一及び第
二の電極用半導体薄膜層の断面幅よりも広い幅にわたっ
て互いに近接する近接部をそれぞれ有する。
【００１４】本発明のさらに他の形態においては、光が
照射されることにより導電率が増加するフォトコンダク
タであって、所定の波長の光が照射された場合に導電率
が増加する光伝導半導体薄膜層と、前記光伝導半導体薄
膜層の上に形成され、所定の間隔を隔てて互いに近接
し、かつ、前記光を透過させる導体又は半導体で生成さ
れた第一及び第二の電極層とを備える。
照射されることにより導電率が増加するフォトコンダク
タであって、所定の波長の光が照射された場合に導電率
が増加する光伝導半導体薄膜層と、前記光伝導半導体薄
膜層の上に形成され、所定の間隔を隔てて互いに近接
し、かつ、前記光を透過させる導体又は半導体で生成さ
れた第一及び第二の電極層とを備える。
【００１５】本発明のさらに他の形態においては、前記
第一及び第二の電極層が、半導体で生成された半導体薄
膜層であり、前記第一及び第二の電極層が半導体で生成
された半導体薄膜層であり、前記第一及び第二の電極層
を形成する半導体薄膜層の光吸収端波長が、前記光伝導
半導体薄膜層の光吸収端波長より短い。
第一及び第二の電極層が、半導体で生成された半導体薄
膜層であり、前記第一及び第二の電極層が半導体で生成
された半導体薄膜層であり、前記第一及び第二の電極層
を形成する半導体薄膜層の光吸収端波長が、前記光伝導
半導体薄膜層の光吸収端波長より短い。
【００１６】本発明のさらに他の形態においては、前記
第一及び第二の電極層が、InPで生成された半導体薄膜
層であり、かつ、前記光伝導半導体薄膜層がInGaAsで生
成される。
第一及び第二の電極層が、InPで生成された半導体薄膜
層であり、かつ、前記光伝導半導体薄膜層がInGaAsで生
成される。
【００１７】本発明のさらに他の形態においては、前記
第一及び第二の電極層が、前記第一及び第二の電極層の
断面幅よりも広い幅にわたって互いに近接する近接部を
それぞれ有し、前記第一及び第二の電極層の上にそれぞ
れ形成された第一及び第二の電極とをさらに備える。
第一及び第二の電極層が、前記第一及び第二の電極層の
断面幅よりも広い幅にわたって互いに近接する近接部を
それぞれ有し、前記第一及び第二の電極層の上にそれぞ
れ形成された第一及び第二の電極とをさらに備える。
【００１８】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションもまた発明となりうる。
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションもまた発明となりうる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲
に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中
で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決
手段に必須であるとは限らない。
本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲
に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中
で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決
手段に必須であるとは限らない。
【００２０】まず、フォトコンダクタの一つであるＭＳ
Ｍフォトコンダクタの構造と光伝導効果について以下説
明する。図３は、本実施形態のフォトコンダクタの断面
図である。図に示される通り、本実施形態のフォトコン
ダクタは、半導体基板１０と光伝導半導体薄膜層２０と
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１と第一及
び第二の電極４０、４１とを備えるＭＳＭフォトコンダ
クタである。
Ｍフォトコンダクタの構造と光伝導効果について以下説
明する。図３は、本実施形態のフォトコンダクタの断面
図である。図に示される通り、本実施形態のフォトコン
ダクタは、半導体基板１０と光伝導半導体薄膜層２０と
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１と第一及
び第二の電極４０、４１とを備えるＭＳＭフォトコンダ
クタである。
【００２１】半導体基板１０の上には光伝導半導体薄膜
層２０を成長させる。光伝導半導体薄膜層２０の上に
は、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１をぞ
れぞれ成長させる。第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１は、互いに所定の間隔を隔てて近接させる。
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の上には
それぞれ第一及び第二の電極４０、４１を蒸着させる。
層２０を成長させる。光伝導半導体薄膜層２０の上に
は、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１をぞ
れぞれ成長させる。第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１は、互いに所定の間隔を隔てて近接させる。
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の上には
それぞれ第一及び第二の電極４０、４１を蒸着させる。
【００２２】半導体に光が入射されたとき、光の持つフ
ォトンエネルギーが半導体の禁制帯幅よりも大きければ
その光はその半導体に吸収される。半導体に光が吸収さ
れると光励起により自由キャリアが生じるため、半導体
の抵抗は下がり導電率は増加する（光伝導効果）。本実
施形態のＭＳＭフォトコンダクタにおいては、消光状態
の抵抗（オフ抵抗Ｒｏｆｆ）は数十ＭΩｃｍであるのに
対し、照射状態の抵抗（オン抵抗Ｒｏｎ）は数十Ωｃｍ
以下まで下がる。
ォトンエネルギーが半導体の禁制帯幅よりも大きければ
その光はその半導体に吸収される。半導体に光が吸収さ
れると光励起により自由キャリアが生じるため、半導体
の抵抗は下がり導電率は増加する（光伝導効果）。本実
施形態のＭＳＭフォトコンダクタにおいては、消光状態
の抵抗（オフ抵抗Ｒｏｆｆ）は数十ＭΩｃｍであるのに
対し、照射状態の抵抗（オン抵抗Ｒｏｎ）は数十Ωｃｍ
以下まで下がる。
【００２３】光伝導効果による導電率の変化は、伝導電
子が支配的な場合、 σphoto = σdark＋Δσ = ｅ・ｎ・μ＋ｅ・Δｎ・μ = ｅ・μ（ｎ＋Δｎ） ・・・式（２） となる。ここで、σphotoは照射状態の導電率、σdark
は消光状態の導電率、Δσは光照射による導電率の変化
分、ｅは電子の電荷量、μは電子の移動度、ｎはキャリ
ア密度、Δｎは光励起によるキャリア密度の変化分をそ
れぞれ示す。このように、光励起によりキャリアが生
じ、半導体の導電率が増加する。
子が支配的な場合、 σphoto = σdark＋Δσ = ｅ・ｎ・μ＋ｅ・Δｎ・μ = ｅ・μ（ｎ＋Δｎ） ・・・式（２） となる。ここで、σphotoは照射状態の導電率、σdark
は消光状態の導電率、Δσは光照射による導電率の変化
分、ｅは電子の電荷量、μは電子の移動度、ｎはキャリ
ア密度、Δｎは光励起によるキャリア密度の変化分をそ
れぞれ示す。このように、光励起によりキャリアが生
じ、半導体の導電率が増加する。
【００２４】オン抵抗Ｒｏｎの一般式は、 Ｒｏｎ＝（ｈυ・Ｌ２）／（ｑ・μ・τ・Ｐｏｐｔ・η） ・・・式（３ ） となる。ここで、ｈはプランク定数、νは光の振動度、
ｃは光の速度、Ｌは第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１の間隔、ｑは電子の電荷量、μは電子の移動
度、τは電子の寿命、Ｐｏｐｔは光の入力パワー、ηは
量子効率をそれぞれ示す。量子効率ηは、 η＝Ｓ・（１−ｒ）・［１−ｅｘｐ（−α・ｔ）］ ・・・式（４） となる。ここで、Ｓは照射した光のうち光伝導半導体薄
膜層２０に入力される光の割合、ｒは光伝導半導体薄膜
層２０における光の反射率、ｔは光伝導半導体薄膜層２
０の薄膜厚をそれぞれ示す。
ｃは光の速度、Ｌは第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１の間隔、ｑは電子の電荷量、μは電子の移動
度、τは電子の寿命、Ｐｏｐｔは光の入力パワー、ηは
量子効率をそれぞれ示す。量子効率ηは、 η＝Ｓ・（１−ｒ）・［１−ｅｘｐ（−α・ｔ）］ ・・・式（４） となる。ここで、Ｓは照射した光のうち光伝導半導体薄
膜層２０に入力される光の割合、ｒは光伝導半導体薄膜
層２０における光の反射率、ｔは光伝導半導体薄膜層２
０の薄膜厚をそれぞれ示す。
【００２５】オン抵抗Ｒｏｎを低くする手段としては、
式（３）及び式（４）より、光のフォトンエネルギーｈ
νを小さくすること、光の波長λを長波長側に選択する
こと、電子の移動度μと電子の寿命τとを大きくするこ
と、吸収係数αを大きくすること、反射率ｒを小さくす
ること、半導体薄膜厚ｔを大きくすること等が挙げられ
る。これらのパラメータは半導体材料が持つ固有の特性
に基づいている。一方、電極構造を最適にすれば、どの
ような光伝導半導体を用いても、ＭＳＭフォトコンダク
タの応答性と感度を高めやすい。
式（３）及び式（４）より、光のフォトンエネルギーｈ
νを小さくすること、光の波長λを長波長側に選択する
こと、電子の移動度μと電子の寿命τとを大きくするこ
と、吸収係数αを大きくすること、反射率ｒを小さくす
ること、半導体薄膜厚ｔを大きくすること等が挙げられ
る。これらのパラメータは半導体材料が持つ固有の特性
に基づいている。一方、電極構造を最適にすれば、どの
ような光伝導半導体を用いても、ＭＳＭフォトコンダク
タの応答性と感度を高めやすい。
【００２６】半導体基板１０は、半絶縁性半導体材料で
形成される。本実施形態における半導体基板１０は、半
絶縁性半導体材料としてS.I.（Semi Insulator：半絶縁
性）InP（インジウム・リン）を用いたS.I.InP基板とし
た。半導体基板１０は、S.I.GaAs（半絶縁性ガリウム・
砒素）基板等の他の半絶縁性半導体基板とすることもで
きる。
形成される。本実施形態における半導体基板１０は、半
絶縁性半導体材料としてS.I.（Semi Insulator：半絶縁
性）InP（インジウム・リン）を用いたS.I.InP基板とし
た。半導体基板１０は、S.I.GaAs（半絶縁性ガリウム・
砒素）基板等の他の半絶縁性半導体基板とすることもで
きる。
【００２７】光伝導半導体薄膜層２０は、本実施形態に
おいてはInGaAs（インジウム・ガリウム・砒素）を用い
る。光伝導半導体薄膜層２０を形成する他の半導体材料
としては、Fe（鉄）をドーピングしたFeドープInP、GaA
s、LT-（Low Temprature：低温成長）GaAs、LT-InGaA
s、InGaAsとInAlAs（インジウム・アルミニウム・砒
素）との超格子構造、又は、InGaAsとInAlAsとのＭＱＷ
（Multi Quantum Well：多重量子井戸）構造等の超高速
光半導体を用いることもできる。これらの超高速光半導
体は波長１．５５μｍの長波長帯の光に対して十分に感
度が高く高速に応答する点に特徴があり、近年は光検出
器としてだけではなく、光ファイバ通信送受信器におけ
る光電変換等にも用いられる。
おいてはInGaAs（インジウム・ガリウム・砒素）を用い
る。光伝導半導体薄膜層２０を形成する他の半導体材料
としては、Fe（鉄）をドーピングしたFeドープInP、GaA
s、LT-（Low Temprature：低温成長）GaAs、LT-InGaA
s、InGaAsとInAlAs（インジウム・アルミニウム・砒
素）との超格子構造、又は、InGaAsとInAlAsとのＭＱＷ
（Multi Quantum Well：多重量子井戸）構造等の超高速
光半導体を用いることもできる。これらの超高速光半導
体は波長１．５５μｍの長波長帯の光に対して十分に感
度が高く高速に応答する点に特徴があり、近年は光検出
器としてだけではなく、光ファイバ通信送受信器におけ
る光電変換等にも用いられる。
【００２８】半導体基板１０の上に光伝導半導体薄膜層
２０を成長させるときに、組成の異なる半導体同士を接
合（ヘテロ接合）させることとなる。良好な成長を得る
ためには基板と薄膜層とのそれぞれの格子定数がほぼ一
致する（格子整合する）ことが望ましい。InGaAsはInP
に格子整合する半導体材料であり、本実施形態では、S.
I.InP基板の上にInGaAs薄膜層を成長させている。
２０を成長させるときに、組成の異なる半導体同士を接
合（ヘテロ接合）させることとなる。良好な成長を得る
ためには基板と薄膜層とのそれぞれの格子定数がほぼ一
致する（格子整合する）ことが望ましい。InGaAsはInP
に格子整合する半導体材料であり、本実施形態では、S.
I.InP基板の上にInGaAs薄膜層を成長させている。
【００２９】第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、
３１としては、光伝導半導体薄膜層２０に格子整合する
半導体材料を用いるのが望ましい。本実施形態では、第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１として、In
Pを用いる。InPは光伝導半導体薄膜層２０に用いられる
InGaAsと格子整合する。第一及び第二の電極用半導体薄
膜層３０、３１として用いられるInPは、不純物がドー
ピングされた低抵抗半導体である。光照射時には光伝導
半導体薄膜層２０の抵抗が数十Ωｃｍ以下（オン抵抗Ｒ
ｏｎ）まで下がる。光伝導半導体薄膜層２０による光伝
導効果を最大に活かすためには第一及び第二の電極用半
導体薄膜層３０、３１の抵抗は、オン抵抗Ｒｏｎの値で
ある数１０Ωｃｍよりも十分に小さい値が望ましい。即
ち、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の導
電率は、光照射時の光伝導半導体薄膜層２０の導電率σ
photoより十分に高いことが望ましい。本実施形態にお
けるInPの抵抗は数Ωｃｍオーダーである。
３１としては、光伝導半導体薄膜層２０に格子整合する
半導体材料を用いるのが望ましい。本実施形態では、第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１として、In
Pを用いる。InPは光伝導半導体薄膜層２０に用いられる
InGaAsと格子整合する。第一及び第二の電極用半導体薄
膜層３０、３１として用いられるInPは、不純物がドー
ピングされた低抵抗半導体である。光照射時には光伝導
半導体薄膜層２０の抵抗が数十Ωｃｍ以下（オン抵抗Ｒ
ｏｎ）まで下がる。光伝導半導体薄膜層２０による光伝
導効果を最大に活かすためには第一及び第二の電極用半
導体薄膜層３０、３１の抵抗は、オン抵抗Ｒｏｎの値で
ある数１０Ωｃｍよりも十分に小さい値が望ましい。即
ち、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の導
電率は、光照射時の光伝導半導体薄膜層２０の導電率σ
photoより十分に高いことが望ましい。本実施形態にお
けるInPの抵抗は数Ωｃｍオーダーである。
【００３０】第一及び第二の電極４０、４１は、本実施
形態においては、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１にそれぞれ接合するAuGe（金・ゲルマニウム）
層４０ｂ、４１ｂと、AuGe層４０ｂ、４１ｂの上にそれ
ぞれ形成されるAu（金）層４０ａ、４１ａとを有する。
AuGeは、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１
に用いられるInPにオーミック接合させることができ
る。従って、第一の電極４０及び第二の電極用半導体薄
膜層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電極用半
導体薄膜層３１は、それぞれオーミック電極を形成す
る。
形態においては、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１にそれぞれ接合するAuGe（金・ゲルマニウム）
層４０ｂ、４１ｂと、AuGe層４０ｂ、４１ｂの上にそれ
ぞれ形成されるAu（金）層４０ａ、４１ａとを有する。
AuGeは、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１
に用いられるInPにオーミック接合させることができ
る。従って、第一の電極４０及び第二の電極用半導体薄
膜層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電極用半
導体薄膜層３１は、それぞれオーミック電極を形成す
る。
【００３１】本実施形態によれば、光伝導半導体薄膜層
２０としてInGaAs等のオーミック電極を形成させること
が困難な半導体材料を用いた場合であっても、光伝導半
導体薄膜層２０の上にさらに他の半導体で薄膜層を形成
させてその上に電極を形成させる構成とすることによ
り、オーミック電極を形成させることができる。
２０としてInGaAs等のオーミック電極を形成させること
が困難な半導体材料を用いた場合であっても、光伝導半
導体薄膜層２０の上にさらに他の半導体で薄膜層を形成
させてその上に電極を形成させる構成とすることによ
り、オーミック電極を形成させることができる。
【００３２】光伝導半導体薄膜層２０に光が照射される
と、光励起によりキャリアが生じて光伝導半導体薄膜層
２０の導電率が増加する。第一及び第二の電極４０、４
１に電圧を加えると、第一の電極４０と第二の電極４１
の間を、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１
と光伝導半導体薄膜層２０とを介して電流が流れる。第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１は低抵抗半
導体であり、かつ、第一の電極４０及び第二の電極用半
導体薄膜層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電
極用半導体薄膜層３１は、それぞれオーミック接合す
る。従って、第一及び第二の電極４０、４１と光伝導半
導体薄膜層２０との間に電位障壁は形成されず、ＭＳＭ
フォトコンダクタの高速応答特性が阻害されない。
と、光励起によりキャリアが生じて光伝導半導体薄膜層
２０の導電率が増加する。第一及び第二の電極４０、４
１に電圧を加えると、第一の電極４０と第二の電極４１
の間を、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１
と光伝導半導体薄膜層２０とを介して電流が流れる。第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１は低抵抗半
導体であり、かつ、第一の電極４０及び第二の電極用半
導体薄膜層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電
極用半導体薄膜層３１は、それぞれオーミック接合す
る。従って、第一及び第二の電極４０、４１と光伝導半
導体薄膜層２０との間に電位障壁は形成されず、ＭＳＭ
フォトコンダクタの高速応答特性が阻害されない。
【００３３】図４は、光伝導半導体薄膜層２０と第一及
び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を
示す。光伝導半導体薄膜層２０に照射する光について以
下説明する。半導体は、その禁制帯幅より大きいフォト
ンエネルギーを持つ光を吸収する（光吸収特性）。言い
換えれば、半導体は、所定の波長（吸収端波長）以下の
波長を有する光を吸収する。光のフォトンエネルギーを
ｈυ（ｈはプランク定数、υは光の振動数）［ｅＶ］と
し、光の波長をλ［μｍ］とすると、ｈυ＝ｈｃ／λ＝
１．２４／λの関係となる（ｃは光の速度）。半導体の
禁制帯幅をＥｇ［ｅＶ］とし、半導体の吸収端波長をλ
ｇ［μｍ］とすると、Ｅｇ＝１．２４／λｇとなる。そ
して、半導体に吸収される光とその半導体の間には、ｈ
υ＞Ｅｇ、λ≦λｇの関係が成り立つ。吸収端波長より
長い波長の光は半導体に吸収されず透過する。
び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を
示す。光伝導半導体薄膜層２０に照射する光について以
下説明する。半導体は、その禁制帯幅より大きいフォト
ンエネルギーを持つ光を吸収する（光吸収特性）。言い
換えれば、半導体は、所定の波長（吸収端波長）以下の
波長を有する光を吸収する。光のフォトンエネルギーを
ｈυ（ｈはプランク定数、υは光の振動数）［ｅＶ］と
し、光の波長をλ［μｍ］とすると、ｈυ＝ｈｃ／λ＝
１．２４／λの関係となる（ｃは光の速度）。半導体の
禁制帯幅をＥｇ［ｅＶ］とし、半導体の吸収端波長をλ
ｇ［μｍ］とすると、Ｅｇ＝１．２４／λｇとなる。そ
して、半導体に吸収される光とその半導体の間には、ｈ
υ＞Ｅｇ、λ≦λｇの関係が成り立つ。吸収端波長より
長い波長の光は半導体に吸収されず透過する。
【００３４】光吸収特性及び吸収端波長は半導体材料に
より異なる。光伝導半導体薄膜層２０に用いる半導体材
料の吸収端波長をλｇｐｃ［μｍ］とし、第一及び第二
の電極用半導体薄膜層３０、３１に用いる半導体材料の
吸収端波長をλｇｏｈｍｉｃ［μｍ］とする。例えば、
λｇｏｈｍｉｃがλｇｐｃよりも短い場合、λｇｏｈ
ｍｉｃより長くλｇｐｃより短い波長を有する照射光は
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１を透過し
て光伝導半導体薄膜層２０に吸収される。このとき、第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１は光に対し
て透明な窓に相当する。
より異なる。光伝導半導体薄膜層２０に用いる半導体材
料の吸収端波長をλｇｐｃ［μｍ］とし、第一及び第二
の電極用半導体薄膜層３０、３１に用いる半導体材料の
吸収端波長をλｇｏｈｍｉｃ［μｍ］とする。例えば、
λｇｏｈｍｉｃがλｇｐｃよりも短い場合、λｇｏｈ
ｍｉｃより長くλｇｐｃより短い波長を有する照射光は
第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１を透過し
て光伝導半導体薄膜層２０に吸収される。このとき、第
一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１は光に対し
て透明な窓に相当する。
【００３５】波長λ［μｍ］の光を第一及び第二の電極
用半導体薄膜層３０、３１を透過させて光伝導半導体薄
膜層２０に吸収させるためには、光伝導半導体薄膜層２
０としてλ以上の波長に吸収端がある半導体材料を選択
し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とし
てλ未満に吸収端がある半導体材料を選択する。即ち、
波長λ［μｍ］の光を第一及び第二の電極用半導体薄膜
層３０、３１を透過させて光伝導半導体薄膜層２０だけ
に吸収させるためには、光伝導半導体薄膜層２０として
１．２４／λ未満の禁制帯幅を有する半導体材料を選択
し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とし
て１．２４／λ以上の禁制帯幅を有する半導体材料を選
択する。
用半導体薄膜層３０、３１を透過させて光伝導半導体薄
膜層２０に吸収させるためには、光伝導半導体薄膜層２
０としてλ以上の波長に吸収端がある半導体材料を選択
し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とし
てλ未満に吸収端がある半導体材料を選択する。即ち、
波長λ［μｍ］の光を第一及び第二の電極用半導体薄膜
層３０、３１を透過させて光伝導半導体薄膜層２０だけ
に吸収させるためには、光伝導半導体薄膜層２０として
１．２４／λ未満の禁制帯幅を有する半導体材料を選択
し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１とし
て１．２４／λ以上の禁制帯幅を有する半導体材料を選
択する。
【００３６】図４において、横軸が照射される光の波長
λ［μｍ］を表し、縦軸が吸収係数α［ｃｍ−１］を表
す。吸収係数αは、光が半導体中を進行しながら吸収に
より減衰していく割合を示す。光の強度をＧとすると、
α＝（−１／Ｇ）・（ｄＧ／ｄｔ）となる。
λ［μｍ］を表し、縦軸が吸収係数α［ｃｍ−１］を表
す。吸収係数αは、光が半導体中を進行しながら吸収に
より減衰していく割合を示す。光の強度をＧとすると、
α＝（−１／Ｇ）・（ｄＧ／ｄｔ）となる。
【００３７】図に示される通り、照射される光の波長λ
が半導体の吸収端波長よりわずかに短いときは吸収係数
αは低いが（基礎吸収）、波長λが短くなるにつれて吸
収係数αが急激に大きくなる。半導体の受光効率を高め
るためには、吸収特性αが最も大きくなる波長、即ち吸
収端波長よりも少し短い波長の光を照射するのがよい。
が半導体の吸収端波長よりわずかに短いときは吸収係数
αは低いが（基礎吸収）、波長λが短くなるにつれて吸
収係数αが急激に大きくなる。半導体の受光効率を高め
るためには、吸収特性αが最も大きくなる波長、即ち吸
収端波長よりも少し短い波長の光を照射するのがよい。
【００３８】図４（ａ）は光伝導半導体薄膜層２０の光
吸収特性を示し、図４（ｂ）は第一及び第二の電極用半
導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を示す。本実施形態
においては、光伝導半導体薄膜層２０にInGaAsが用いら
れ、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１にIn
Pが用いられる。光伝導半導体薄膜層２０の吸収端波長
をλｇｐｃとし、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１の吸収端波長をλｇｏｈｍｉｃとすると、λｇ
ｏｈｍｉｃ＜λｇｐｃとなる。例えば、光伝導半導体薄
膜層２０の吸収端波長λｇｐｃが１．５５μｍより長
く、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の吸
収端波長λｇｏｈｍｉｃが１．５５μｍより短い場合、
波長λｉ＝１．５５μｍの照射光は、第一及び第二の電
極用半導体薄膜層３０、３１を透過して光伝導半導体薄
膜層２０に吸収される。
吸収特性を示し、図４（ｂ）は第一及び第二の電極用半
導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を示す。本実施形態
においては、光伝導半導体薄膜層２０にInGaAsが用いら
れ、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１にIn
Pが用いられる。光伝導半導体薄膜層２０の吸収端波長
をλｇｐｃとし、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１の吸収端波長をλｇｏｈｍｉｃとすると、λｇ
ｏｈｍｉｃ＜λｇｐｃとなる。例えば、光伝導半導体薄
膜層２０の吸収端波長λｇｐｃが１．５５μｍより長
く、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の吸
収端波長λｇｏｈｍｉｃが１．５５μｍより短い場合、
波長λｉ＝１．５５μｍの照射光は、第一及び第二の電
極用半導体薄膜層３０、３１を透過して光伝導半導体薄
膜層２０に吸収される。
【００３９】波長λｉの光が第一及び第二の電極用半導
体薄膜層３０、３１を透過して光伝導半導体薄膜層２０
に吸収される場合、第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１の上から照射した波長λｉの光は、ほぼ全て
光伝導半導体薄膜層２０に入力される。従って、光の照
射量に対する光伝導半導体薄膜層２０の受光量の割合が
高くなり、ＭＳＭフォトコンダクタの感度を高められ
る。
体薄膜層３０、３１を透過して光伝導半導体薄膜層２０
に吸収される場合、第一及び第二の電極用半導体薄膜層
３０、３１の上から照射した波長λｉの光は、ほぼ全て
光伝導半導体薄膜層２０に入力される。従って、光の照
射量に対する光伝導半導体薄膜層２０の受光量の割合が
高くなり、ＭＳＭフォトコンダクタの感度を高められ
る。
【００４０】本実施形態において光伝導半導体薄膜層２
０に用いられるInGaAsは、波長１．５５μｍの光に対し
て感度が高い。一方、第一及び第二の電極用半導体薄膜
層３０、３１に用いられるInPは、波長１．５５μｍの
光を透過させる。従って、本実施形態のＭＳＭフォトコ
ンダクタは、波長１．５５μｍの光が利用される光ファ
イバ通信における光電変換等に適する。
０に用いられるInGaAsは、波長１．５５μｍの光に対し
て感度が高い。一方、第一及び第二の電極用半導体薄膜
層３０、３１に用いられるInPは、波長１．５５μｍの
光を透過させる。従って、本実施形態のＭＳＭフォトコ
ンダクタは、波長１．５５μｍの光が利用される光ファ
イバ通信における光電変換等に適する。
【００４１】図５は、本実施形態におけるフォトコンダ
クタの平面図である。図に示される通り、本実施形態に
おける第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の
構造として、櫛型構造が用いられる。櫛型構造とは、第
一の電極用半導体薄膜層３０と第二の電極用半導体薄膜
層３１とが対向する櫛状の突片をそれぞれ有し、各突片
同士が互い違いに形成される構造である。櫛型構造を用
いると、第一の電極用半導体薄膜層３０が第二の電極用
半導体薄膜層３１に近接する面の幅がそれぞれの断面幅
Ｗｓよりも広くなる。これにより、第一の電極用半導体
薄膜層３０と第二の電極用半導体薄膜層３１との間に生
じる電界が多く生ずる。
クタの平面図である。図に示される通り、本実施形態に
おける第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の
構造として、櫛型構造が用いられる。櫛型構造とは、第
一の電極用半導体薄膜層３０と第二の電極用半導体薄膜
層３１とが対向する櫛状の突片をそれぞれ有し、各突片
同士が互い違いに形成される構造である。櫛型構造を用
いると、第一の電極用半導体薄膜層３０が第二の電極用
半導体薄膜層３１に近接する面の幅がそれぞれの断面幅
Ｗｓよりも広くなる。これにより、第一の電極用半導体
薄膜層３０と第二の電極用半導体薄膜層３１との間に生
じる電界が多く生ずる。
【００４２】第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、
３１は、互いに近接する部分においてそれぞれ近接部３
２ａ、３２ｂを有する。近接部３２ａ、３２ｂは、互い
に対向する方向に延びる複数の突片を含む。近接部３２
ａの各突片は、近接部３２ｂの各突片に所定の間隔Ｌで
近接し、互い違いに形成される。近接部３２ａ、３２ｂ
の各突片の幅Ｗは数μｍである。近接部３２ａは近接部
３２ｂに対し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１の断面幅Ｗｓよりも広い幅にわたって互いに近
接する。各突片の長さ（交差長）は、長いほど電界が多
く生ずる。
３１は、互いに近接する部分においてそれぞれ近接部３
２ａ、３２ｂを有する。近接部３２ａ、３２ｂは、互い
に対向する方向に延びる複数の突片を含む。近接部３２
ａの各突片は、近接部３２ｂの各突片に所定の間隔Ｌで
近接し、互い違いに形成される。近接部３２ａ、３２ｂ
の各突片の幅Ｗは数μｍである。近接部３２ａは近接部
３２ｂに対し、第一及び第二の電極用半導体薄膜層３
０、３１の断面幅Ｗｓよりも広い幅にわたって互いに近
接する。各突片の長さ（交差長）は、長いほど電界が多
く生ずる。
【００４３】オン抵抗Ｒｏｎは、式（３）に示される通
り、近接部３２ａと近接部３２ｂとの間隔Ｌの２乗に比
例するため、間隔Ｌが小さいほどオン抵抗は低くなる。
間隔Ｌは数μｍオーダー、又は、１μｍ以下が望まし
い。
り、近接部３２ａと近接部３２ｂとの間隔Ｌの２乗に比
例するため、間隔Ｌが小さいほどオン抵抗は低くなる。
間隔Ｌは数μｍオーダー、又は、１μｍ以下が望まし
い。
【００４４】第一及び第二の電極用半導体薄膜層３０、
３１の光吸収端波長が光伝導半導体薄膜層２０の光吸収
端波長よりも短い場合、照射された光のほぼ全てが第一
及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１を透過し光伝
導半導体薄膜層２０に吸収される。即ち、照射された光
は、第一の電極用半導体薄膜層３０と第二の電極用半導
体薄膜層３１との間隔Ｌの部分だけでなく、近接部３２
ａ、３２ｂに含まれる各突片の幅Ｗの部分も透過する。
３１の光吸収端波長が光伝導半導体薄膜層２０の光吸収
端波長よりも短い場合、照射された光のほぼ全てが第一
及び第二の電極用半導体薄膜層３０、３１を透過し光伝
導半導体薄膜層２０に吸収される。即ち、照射された光
は、第一の電極用半導体薄膜層３０と第二の電極用半導
体薄膜層３１との間隔Ｌの部分だけでなく、近接部３２
ａ、３２ｂに含まれる各突片の幅Ｗの部分も透過する。
【００４５】以上のように、近接部３２ａ、３２ｂを櫛
型構造にして第一の電極用半導体薄膜層３０が第二の電
極用半導体薄膜層３１に近接し対向する面の幅を広くし
たことにより、電界が多く生じＭＳＭフォトコンダクタ
の高速化を図ることができる。さらに、光伝導半導体薄
膜層２０に吸収させる光が第一及び第二の電極用半導体
薄膜層３０、３１を透過する場合、近接部３２ａ、３２
ｂの形状を各突片の幅Ｗを狭くせずに櫛型構造等を形成
させることができる。また、近接部３２ａと近接部３２
ｂとの間隔Ｌを狭くしても照射光が光伝導半導体薄膜層
２０へ入力される割合Ｓは低下しない。
型構造にして第一の電極用半導体薄膜層３０が第二の電
極用半導体薄膜層３１に近接し対向する面の幅を広くし
たことにより、電界が多く生じＭＳＭフォトコンダクタ
の高速化を図ることができる。さらに、光伝導半導体薄
膜層２０に吸収させる光が第一及び第二の電極用半導体
薄膜層３０、３１を透過する場合、近接部３２ａ、３２
ｂの形状を各突片の幅Ｗを狭くせずに櫛型構造等を形成
させることができる。また、近接部３２ａと近接部３２
ｂとの間隔Ｌを狭くしても照射光が光伝導半導体薄膜層
２０へ入力される割合Ｓは低下しない。
【００４６】本実施形態においては、第一及び第二の電
極用半導体薄膜層３０、３１の近接部３２ａ、３２ｂの
構造として櫛型構造を用いるが、他の構造を用いてもよ
い。他の構造には、近接部３２ａの突片と近接部３２ｂ
の突片とを並行に螺旋状に形成させるスパイラル型や、
近接部３２ａ、３２ｂに突片を設けず、近接部３２ａ、
３２ｂを互いに並行に対向させる対向型等の構造があ
る。
極用半導体薄膜層３０、３１の近接部３２ａ、３２ｂの
構造として櫛型構造を用いるが、他の構造を用いてもよ
い。他の構造には、近接部３２ａの突片と近接部３２ｂ
の突片とを並行に螺旋状に形成させるスパイラル型や、
近接部３２ａ、３２ｂに突片を設けず、近接部３２ａ、
３２ｂを互いに並行に対向させる対向型等の構造があ
る。
【００４７】以上のように、本実施形態によれば、光伝
導半導体薄膜層２０としてInGaAs等のオーミック電極を
形成させることが困難な半導体材料を用いた場合であっ
ても、光伝導半導体薄膜層２０の上に他の半導体を用い
た薄膜層をさらに形成させてその上に電極を形成させる
構成とすることにより、オーミック電極を形成させるこ
とができる。
導半導体薄膜層２０としてInGaAs等のオーミック電極を
形成させることが困難な半導体材料を用いた場合であっ
ても、光伝導半導体薄膜層２０の上に他の半導体を用い
た薄膜層をさらに形成させてその上に電極を形成させる
構成とすることにより、オーミック電極を形成させるこ
とができる。
【００４８】また、本実施形態によれば、第一及び第二
の電極用半導体薄膜層３０、３１は低抵抗半導体であ
り、かつ、第一の電極４０及び第二の電極用半導体薄膜
層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電極用半導
体薄膜層３１は、それぞれオーミック接合するので、第
一及び第二の電極４０、４１と光伝導半導体薄膜層２０
との間に電位障壁は形成されず、ＭＳＭフォトコンダク
タの高速応答特性が阻害されない。
の電極用半導体薄膜層３０、３１は低抵抗半導体であ
り、かつ、第一の電極４０及び第二の電極用半導体薄膜
層３１、並びに、第二の電極４１及び第二の電極用半導
体薄膜層３１は、それぞれオーミック接合するので、第
一及び第二の電極４０、４１と光伝導半導体薄膜層２０
との間に電位障壁は形成されず、ＭＳＭフォトコンダク
タの高速応答特性が阻害されない。
【００４９】また、本実施形態によれば、第一及び第二
の電極用半導体薄膜層３０、３１として、光伝導半導体
薄膜層２０に用いる半導体材料の光吸収端波長よりも短
い光吸収端波長の半導体材料を用いることにより、光伝
導半導体薄膜層２０にとって感度が高い所定の波長の光
を照射した場合、その光を第一及び第二の電極用半導体
薄膜層３０、３１に透過させて光伝導半導体薄膜層２０
に吸収させることができる。また、その場合、第一及び
第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の上から照射した
光は、ほとんど全て光伝導半導体薄膜層２０に吸収され
るので、光の照射量に対する光伝導半導体薄膜層２０の
受光量の割合が高くなり、ＭＳＭフォトコンダクタの感
度を高めることができる。
の電極用半導体薄膜層３０、３１として、光伝導半導体
薄膜層２０に用いる半導体材料の光吸収端波長よりも短
い光吸収端波長の半導体材料を用いることにより、光伝
導半導体薄膜層２０にとって感度が高い所定の波長の光
を照射した場合、その光を第一及び第二の電極用半導体
薄膜層３０、３１に透過させて光伝導半導体薄膜層２０
に吸収させることができる。また、その場合、第一及び
第二の電極用半導体薄膜層３０、３１の上から照射した
光は、ほとんど全て光伝導半導体薄膜層２０に吸収され
るので、光の照射量に対する光伝導半導体薄膜層２０の
受光量の割合が高くなり、ＭＳＭフォトコンダクタの感
度を高めることができる。
【００５０】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができることが当業者に明らかであ
る。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術
的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から
明らかである。
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができることが当業者に明らかであ
る。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術
的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から
明らかである。
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よればＭＳＭフォトコンダクタを高速化又は高感度化す
ることができる。
よればＭＳＭフォトコンダクタを高速化又は高感度化す
ることができる。
【図１】従来のフォトコンダクタの断面図である。
【図２】図２は、従来のフォトコンダクタの平面図であ
る。
る。
【図３】本実施形態のフォトコンダクタの断面図であ
る。
る。
【図４】光伝導半導体薄膜層２０と第一及び第二の電極
用半導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を示す。
用半導体薄膜層３０、３１の光吸収特性を示す。
【図５】本実施形態におけるフォトコンダクタの平面図
である。
である。
１０ 半導体基板 ２０ 光伝導半導体薄膜層 ３０ 第一の電極用半導体薄膜層 ３１ 第二の電極用半導体薄膜層 ３２ａ、３２ｂ 近接部 ４０ 第一の電極 ４０ａ Au層 ４０ｂ AuGe層 ４１ 第二の電極 ４１ａ Au層 ４１ｂ AuGe層 ５０ 第一の電極 ５１ 第二の電極 ５２ａ、５２ｂ 電極近接部
Claims (10)
- 【請求項１】 光が照射されることにより導電率が増加
するフォトコンダクタであって、 半導体基板上に形成され、所定の波長の光が照射された
場合に導電率が増加する光伝導半導体薄膜層と、 前記光伝導半導体薄膜層の上に形成され、所定の間隔を
隔てて互いに近接する第一及び第二の電極用半導体薄膜
層と、 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層の上にそれぞれ
形成された第一及び第二の電極とを備えることを特徴と
するフォトコンダクタ。 - 【請求項２】 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層
の導電率は、前記光が照射された場合の前記光伝導半導
体薄膜層の導電率より高いことを特徴とする請求項１に
記載のフォトコンダクタ。 - 【請求項３】 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層
は、それぞれ前記第一及び第二の電極にオーミック接合
することを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトコ
ンダクタ。 - 【請求項４】 前記光伝導半導体薄膜層がInGaAsで生成
され、 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層がInPで生成さ
れることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のフォトコンダクタ。 - 【請求項５】 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層
がInPで生成され、 前記第一及び第二の電極が、前記第一及び第二の電極用
半導体薄膜層に接合するAuGe層と、前記AuGe層の上に形
成されるAu層とを有することを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載のフォトコンダクタ。 - 【請求項６】 前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層
が、前記第一及び第二の電極用半導体薄膜層の断面幅よ
りも広い幅にわたって互いに近接する近接部をそれぞれ
有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記
載のフォトコンダクタ。 - 【請求項７】 光が照射されることにより導電率が増加
するフォトコンダクタであって、 半導体基板上に形成され、所定の波長の光が照射された
場合に導電率が増加する光伝導半導体薄膜層と、 前記光伝導半導体薄膜層の上に形成され、所定の間隔を
隔てて互いに近接し、かつ、前記光を透過させる導体又
は半導体で生成された第一及び第二の電極層とを備える
ことを特徴とするフォトコンダクタ。 - 【請求項８】 前記第一及び第二の電極層が、半導体で
生成された半導体薄膜層であり、前記第一及び第二の電
極層を形成する半導体薄膜層の光吸収端波長が、前記光
伝導半導体薄膜層の光吸収端波長より短いことを特徴と
する請求項７に記載のフォトコンダクタ。 - 【請求項９】 前記第一及び第二の電極層が、InPで生
成された半導体薄膜層であり、かつ、前記光伝導半導体
薄膜層がInGaAsで生成されることを特徴とする請求項７
又は８に記載のフォトコンダクタ。 - 【請求項１０】 前記第一及び第二の電極層が、前記第
一及び第二の電極層の断面幅よりも広い幅にわたって互
いに近接する近接部をそれぞれ有し、 前記第一及び第二の電極層の上にそれぞれ形成された第
一及び第二の電極とをさらに備えることを特徴とする請
求項７乃至９のいずれかに記載のフォトコンダクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09944399A JP4141582B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | フォトコンダクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09944399A JP4141582B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | フォトコンダクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294810A true JP2000294810A (ja) | 2000-10-20 |
| JP4141582B2 JP4141582B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=14247538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09944399A Expired - Fee Related JP4141582B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | フォトコンダクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4141582B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043592A (ja) * | 2000-05-19 | 2002-02-08 | Agilent Technol Inc | 光導電性スイッチ |
| CN111564511A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-21 | 河北工业大学 | 一种基于极化效应的AlGaN-MSM探测器结构及其制备方法 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09944399A patent/JP4141582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043592A (ja) * | 2000-05-19 | 2002-02-08 | Agilent Technol Inc | 光導電性スイッチ |
| CN111564511A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-21 | 河北工业大学 | 一种基于极化效应的AlGaN-MSM探测器结构及其制备方法 |
| CN111564511B (zh) * | 2020-05-19 | 2023-03-21 | 河北工业大学 | 一种基于极化效应的AlGaN-MSM探测器结构及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4141582B2 (ja) | 2008-08-27 |
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