JPS6233481A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6233481A JPS6233481A JP60173664A JP17366485A JPS6233481A JP S6233481 A JPS6233481 A JP S6233481A JP 60173664 A JP60173664 A JP 60173664A JP 17366485 A JP17366485 A JP 17366485A JP S6233481 A JPS6233481 A JP S6233481A
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- Japan
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- layer
- gaas
- znse
- atoms
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- Pending
Links
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
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- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は光電変換素子等として用いられる半導体装置に
関するものである。
関するものである。
半導体のｐ−ｎ接合部に光を照射したとき生起される光
電流により、両端間に電圧が形成される、所謂光起電力
効果を利用した受光素子にダイオードがある。このよう
なダイオードは応答速度が速く、光電変換の直線性が良
（、暗電流が小さい等の特徴を有しており、その電圧−
電流特性は第４図のグラフに示す如くである。
電流により、両端間に電圧が形成される、所謂光起電力
効果を利用した受光素子にダイオードがある。このよう
なダイオードは応答速度が速く、光電変換の直線性が良
（、暗電流が小さい等の特徴を有しており、その電圧−
電流特性は第４図のグラフに示す如くである。
第４図のグラフは横軸に電圧（Ｖ）を、また４軸に電流
軸Ａ）をとって示しており、グラフ中実線は光を照射し
ないときの、また破線は光を照射したときの各結果を示
している。
軸Ａ）をとって示しており、グラフ中実線は光を照射し
ないときの、また破線は光を照射したときの各結果を示
している。
このグラフから明らかなように電流−電圧特性の立上り
電圧は、光照射によって殆ど変化せず、例えばセンサー
等として利用する場合、その電流変化を読取ることによ
って検出を行うのが芹通である。
電圧は、光照射によって殆ど変化せず、例えばセンサー
等として利用する場合、その電流変化を読取ることによ
って検出を行うのが芹通である。
しかし、このような電流−電圧特性の場合、光電変換素
子として用いるときは電流−電圧変換を行って入力する
必要があり、そのための変換素子が必要で、集積化素子
として構成する場合には必熱的に集積度が低下するなど
の問題があった。
子として用いるときは電流−電圧変換を行って入力する
必要があり、そのための変換素子が必要で、集積化素子
として構成する場合には必熱的に集積度が低下するなど
の問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、ｎ−ＺｎＳｅ／ｎ ＧａＡｓへ
テロ接合におけるｎ ＺｎＳｅ層、ｎ−Ｇ３Ａｓ屓夫
々のキャリヤ濃度を適切に設定することにより、障壁電
位の低下に起因して生じる順方向特性の光照射依存性を
光スイツチング素子として利用して光照射による変化を
電流ではなく電圧変化で検出し得るようにした半導体装
置を提供するにある。
目的とするところは、ｎ−ＺｎＳｅ／ｎ ＧａＡｓへ
テロ接合におけるｎ ＺｎＳｅ層、ｎ−Ｇ３Ａｓ屓夫
々のキャリヤ濃度を適切に設定することにより、障壁電
位の低下に起因して生じる順方向特性の光照射依存性を
光スイツチング素子として利用して光照射による変化を
電流ではなく電圧変化で検出し得るようにした半導体装
置を提供するにある。
本発明に係る半導体装置はｎ −ＺｎＳｅ層 ｎ −Ｇ
ａＡｓヘテロ接合であって、キャリヤ濃度はｎ −Ｇａ
Ａｓｉが１０１７原子数／ｃｍ３Ｈ上、ｎ −ＺｎＳｅ
ｉが１０１６原子＠！ｔｉｃｍ１以上とし、且つｎ−Ｇ
ａＡｓＪ’ｉ５のキャリヤ濃度をｎ ＺｎＳｅ層のそ
れよりも高くしたことを特徴とする。
ａＡｓヘテロ接合であって、キャリヤ濃度はｎ −Ｇａ
Ａｓｉが１０１７原子数／ｃｍ３Ｈ上、ｎ −ＺｎＳｅ
ｉが１０１６原子＠！ｔｉｃｍ１以上とし、且つｎ−Ｇ
ａＡｓＪ’ｉ５のキャリヤ濃度をｎ ＺｎＳｅ層のそ
れよりも高くしたことを特徴とする。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る半導体装置（以下本発明
装置という）の断面構造図であり、図中１は基板たるｎ
型のＧａＡｓ層、２はｎ型のＺｎＳｅ層、３．４はＩｎ
製の電極を示している。ｎ型ＧａＡｓ（ｎ−ＧａＡｓと
記す）輩の基板結晶上に分子線エピタキシー法にてｎ型
ＺｎＳｅ （ｎ−ＺｎＳｅと記す）層（ｆｆｉ結晶層）
２を積層形成し、ｎ −ＧａＡｓ層 ｎ −ＺｎＳｅの
へテロ接合構造を形成しである。
明する。第１図は本発明に係る半導体装置（以下本発明
装置という）の断面構造図であり、図中１は基板たるｎ
型のＧａＡｓ層、２はｎ型のＺｎＳｅ層、３．４はＩｎ
製の電極を示している。ｎ型ＧａＡｓ（ｎ−ＧａＡｓと
記す）輩の基板結晶上に分子線エピタキシー法にてｎ型
ＺｎＳｅ （ｎ−ＺｎＳｅと記す）層（ｆｆｉ結晶層）
２を積層形成し、ｎ −ＧａＡｓ層 ｎ −ＺｎＳｅの
へテロ接合構造を形成しである。
ｎ−ＧａＡｓ層１はキャリヤ濃度が１０１１１原子数／
ｃｍ３に設定され、一方ｎ ＺｎＳｅ層２はキャリヤ
濃度が前記ｎ−ＧａＡｓよりも低い１０１Ｌ′原子数／
ｃｒｎ３に、また膜厚は３μｍに設定されている。ｎ−
ＧａＡｓ層１゜ｎ −ＺｎＳｅｌｉｆ ２のキャリヤ濃
度については特に上記の値にのみ限定するものではなく
、ｎ−ＧａＡｓ層１にあっては１°Ｏ１７原子数／ Ｃ
Ｏｌ ３以上、またｎ −ＺｎＳｅ層２にあっては１０
′６原子数／ｃｆｆ１３以上であればよい。ｎ−ＧａＡ
ｓ層ｌのキャリヤ濃度を１０１７原子数／ｃ１ｆｉ３以
上、またｎ −ＺｎＳｅ層では１ｏ１６原子数／ ｃｍ
３以−ヒとするのはこれ以下では抵抗値が変化し、電
流−電圧特性に影響を与えることによる。
ｃｍ３に設定され、一方ｎ ＺｎＳｅ層２はキャリヤ
濃度が前記ｎ−ＧａＡｓよりも低い１０１Ｌ′原子数／
ｃｒｎ３に、また膜厚は３μｍに設定されている。ｎ−
ＧａＡｓ層１゜ｎ −ＺｎＳｅｌｉｆ ２のキャリヤ濃
度については特に上記の値にのみ限定するものではなく
、ｎ−ＧａＡｓ層１にあっては１°Ｏ１７原子数／ Ｃ
Ｏｌ ３以上、またｎ −ＺｎＳｅ層２にあっては１０
′６原子数／ｃｆｆ１３以上であればよい。ｎ−ＧａＡ
ｓ層ｌのキャリヤ濃度を１０１７原子数／ｃ１ｆｉ３以
上、またｎ −ＺｎＳｅ層では１ｏ１６原子数／ ｃｍ
３以−ヒとするのはこれ以下では抵抗値が変化し、電
流−電圧特性に影響を与えることによる。
分子線エピタキシー法によるｎ −ＺｎＳｅ単結晶の成
長条件は次のとおりである。先ず雰囲気真空度は１０
” Ｔｏｒｒの真空中でｎ−ＧａＡｓ層１の表面清浄化
のためにこれを６３０℃で１０分間熱エツチングした後
、成長温度を３２０℃とし、またＺｎセル温度：３００
℃、Ｓｅセル温度＝２１０℃、ドーパントであるＧａの
セル温度：４００℃として速度１μｍ／時で３時間成長
させた。なお電極は材料であるＩｎをＮ２中で３００℃
で５分間合金化して形成した。
長条件は次のとおりである。先ず雰囲気真空度は１０
” Ｔｏｒｒの真空中でｎ−ＧａＡｓ層１の表面清浄化
のためにこれを６３０℃で１０分間熱エツチングした後
、成長温度を３２０℃とし、またＺｎセル温度：３００
℃、Ｓｅセル温度＝２１０℃、ドーパントであるＧａの
セル温度：４００℃として速度１μｍ／時で３時間成長
させた。なお電極は材料であるＩｎをＮ２中で３００℃
で５分間合金化して形成した。
なお成長温度は３２０℃に限らないが良好な結晶性が得
られる範囲である３００〜３５０℃の範囲内とするのが
望ましい。
られる範囲である３００〜３５０℃の範囲内とするのが
望ましい。
第２図は上記の如くして得た本発明装置のエネルギーバ
ンド図であり、ｎ−ＧａＡｓのバンドギャップＥＧａＡ
ｓ ： １．４ｅＶ、またｎ−ＺｎＳｅのバンドギャッ
プＥＺｎＳｅ ： ２．７ｅＶである。ＥＦはフェルミ
レベルを示す。
ンド図であり、ｎ−ＧａＡｓのバンドギャップＥＧａＡ
ｓ ： １．４ｅＶ、またｎ−ＺｎＳｅのバンドギャッ
プＥＺｎＳｅ ： ２．７ｅＶである。ＥＦはフェルミ
レベルを示す。
上記の如く構成した本発明装置（面積１ｍ＋＋２）につ
いてｎ−ＧａＡｓ層１側の電極３を正極に、またｎ
ＺｎＳｅ層２例の電極４を負極に接続し、ｎ −ＺｎＳ
ｅｎＳ側層ら光を照射した場合と、照射しない場合とに
おける電流−電圧特性を示すと第３図の如くである。
いてｎ−ＧａＡｓ層１側の電極３を正極に、またｎ
ＺｎＳｅ層２例の電極４を負極に接続し、ｎ −ＺｎＳ
ｅｎＳ側層ら光を照射した場合と、照射しない場合とに
おける電流−電圧特性を示すと第３図の如くである。
第３図は本発明装置の電流−電圧特性を示すグラフであ
り、横軸に電圧（Ｖ）を、また縦軸に電流（Ａ）をとっ
て示してあり、グラフ中実線は光を照射しないときの、
また破線は光を照射したときの結果を示している。実線
で示す光を照射しない場合の立上がり電圧は０．７ Ｖ
、光を照射した場合の立上がり電圧は０．３Ｖ程度であ
り、照射する光の強さによって立上がり電圧は減少し、
例えば蛍光灯（１５Ｗ）のもとでは０．３Ｖにまで低下
する。
り、横軸に電圧（Ｖ）を、また縦軸に電流（Ａ）をとっ
て示してあり、グラフ中実線は光を照射しないときの、
また破線は光を照射したときの結果を示している。実線
で示す光を照射しない場合の立上がり電圧は０．７ Ｖ
、光を照射した場合の立上がり電圧は０．３Ｖ程度であ
り、照射する光の強さによって立上がり電圧は減少し、
例えば蛍光灯（１５Ｗ）のもとでは０．３Ｖにまで低下
する。
以上の如く本発明装置にあってはｎ ＺｎＳｅ／ｎ−
’ Ｇ ａ Ａ ｓヘテロ接合において、各層のキャリ
ヤ濃度を適正に設定しであるから、ヘテロ接合の順方向
特性の光照射依存性を利用した光スイツチング素子を構
成することができ、光照射による変化を電圧変化にて捉
えることが出来て、従来必要とされた電流電圧変換をす
ることなく駆動することが出来、集積度の向上も図れる
など本発明は優れた効果を奏するものである。
’ Ｇ ａ Ａ ｓヘテロ接合において、各層のキャリ
ヤ濃度を適正に設定しであるから、ヘテロ接合の順方向
特性の光照射依存性を利用した光スイツチング素子を構
成することができ、光照射による変化を電圧変化にて捉
えることが出来て、従来必要とされた電流電圧変換をす
ることなく駆動することが出来、集積度の向上も図れる
など本発明は優れた効果を奏するものである。
第１図は本発明装置の断面構造図、第２図は同じくエネ
ルギハンド図、第３図は本発明装置の電流−電圧特性図
、第４図は従来装置の電流−電圧特性図である。 １ −−− ｎ −ＧａＡｓ屓 ２ −・
−ｎ −ＺｎＳｅｌｉＷ ３ 、 ４
−電極 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 弄 ［口 第 ２ 図 第４図 系 ３ 図
ルギハンド図、第３図は本発明装置の電流−電圧特性図
、第４図は従来装置の電流−電圧特性図である。 １ −−− ｎ −ＧａＡｓ屓 ２ −・
−ｎ −ＺｎＳｅｌｉＷ ３ 、 ４
−電極 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 弄 ［口 第 ２ 図 第４図 系 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｎ−ＺｎＳｅ／ｎ−ＧａＡｓヘテロ接合であって、
キャリヤ濃度はｎ−ＧａＡｓ層が１０＾１＾７原子数／
ｃｍ＾３以上、ｎ−ＺｎＳｅ層が１０＾１＾６原子数／
ｃｍ＾３以上とし、且つｎ−ＧａＡｓ層のキャリヤ濃度
をｎ−ＺｎＳｅ層のそれよりも高くしたことを特徴とす
る半導体装置。 ２、前記ｎ−ＺｎＳｅ層はＧａＡｓ製基板上に、分子線
エピタキシー法により３００〜３５０℃の範囲内の温度
で成長せしめられた単結晶で形成されている特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173664A JPS6233481A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173664A JPS6233481A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233481A true JPS6233481A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=15964808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60173664A Pending JPS6233481A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233481A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442204A (en) * | 1994-05-12 | 1995-08-15 | Philips Electronics North America Corporation | III-V Semiconductor heterostructure contacting a P-type II-VI compound |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60173664A patent/JPS6233481A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442204A (en) * | 1994-05-12 | 1995-08-15 | Philips Electronics North America Corporation | III-V Semiconductor heterostructure contacting a P-type II-VI compound |
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