(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面上に形成されたＩｎＳｂからなるバッファ層と、
前記バッファ層上に形成され、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる第１の層と、
前記第１の層上に形成されたＩｎＳｂからなる中間層と、
前記中間層上に形成され、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなる第２の層と、
を備え、
前記第１の層の厚みが、０．３μｍ以上１μｍ以下であり、
前記中間層の厚みが、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、
前記第２の層の厚みが０．５μｍ以上３μｍ以下である、量子型赤外線センサ。
【請求項２】
前記バッファ層、前記第１の層及び前記中間層のうちの少なくとも一つの層の導電型はｎ型であり、
前記第２の層上に形成されたｐ型バリア層と、
前記ｐ型バリア層上に形成されたｐ型コンタクト層と、をさらに備える請求項１に記載の量子型赤外線センサ。
【請求項３】
基板と、
前記基板の一方の面上に形成されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成され、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる第１の層と、
前記第１の層上に形成されたＩｎＳｂからなる中間層と、
前記中間層上に形成され、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなる第２の層と、
を備え、
前記第１の層の厚みが、０．３μｍ以上１μｍ以下であり、
前記中間層の厚みが、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、
前記第２の層の厚みが０．５μｍ以上３μｍ以下であり、
前記バッファ層が、
ＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂのうちの何れか一つの単層からなる、又は、
ＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂのうちの複数が積層された多層からなる、量子型赤外線センサ。
【請求項４】
前記ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）におけるＡｓの組成比ｘと、
前記ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）におけるＡｓの組成比ｙとが、
−０．１≦ｘ−ｙ≦０．１
の関係を満たす請求項１から請求項３の何れか一項に記載の量子型赤外線センサ。
【請求項５】
前記ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）におけるＡｓの組成比ｘと、
前記ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）におけるＡｓの組成比ｙとが、同じ数値である請求項１から請求項４の何れか一項に記載の量子型赤外線センサ。
【請求項６】
前記基板が、ＧａＡｓまたはＳｉである請求項１から請求項５の何れか一項に記載の量子型赤外線センサ。
【請求項７】
前記バッファ層の厚みが０．３μｍ以上１μｍ以下である請求項１から請求項６の何れか一項に記載の量子型赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子型赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、赤外線センサは、熱型赤外線センサと量子型赤外線センサとに分けられる。熱型赤外線センサは、赤外線のエネルギーを熱として利用したセンサであり、赤外線の熱エネルギーによりセンサ自体の温度が上昇し、その温度上昇による効果（抵抗変化、容量変化、起電力、自発分極）を電気信号に変換する素子である。この熱型赤外線センサには、焦電型（ＰＺＴ、ＬｉＴａＯ３）、熱起電力型（サーモパイル、熱電対）、導電型（ボロメータ、サーミスタ）などがあり、感度に波長依存性がなく、冷却は不要である。しかし、応答速度が遅く、検出能力もあまり高くない。
【０００３】
一方、量子型赤外線センサは、半導体に赤外線が照射されると、その光量子によって発生する電子や正孔を利用するセンサであり、光導電型（ＨｇＣｄＴｅなど）や光起電力型（ＩｎＡｓなど）がある。この量子型赤外線センサは、感度の波長依存性があり、高感度で、応答速度が速いという特長があるが、冷却する必要があり、ペルチェ素子やスターリングクーラーなどの冷却機構とともに用いるのが一般的であった。
【０００４】
量子型赤外線センサは、上述したように、光導電効果や光起電力効果等を利用し、赤外線を電気信号に変換する素子であり、一般に冷却して用いられるが、室温で動作可能な量子型赤外線センサも提案されている。例えば、特許文献１に記載の量子型赤外線センサは、基板上に設けられた化合物半導体層により赤外線を検知して電気信号を出力する化合物半導体センサ部と、この化合物半導体センサ部からの電気信号を演算する集積回路部とを備え、この化合物半導体センサ部と集積回路部とを同一パッケージ内に収納したものである。
【０００５】
これにより、電磁ノイズや熱ゆらぎの影響を受けにくくするとともに、室温での検知を可能とし、モジュールの小型化を可能にしたものである。ここで、化合物半導体センサ部の光吸収層の材料は、主としてＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＡｓＮなどである。
これらの量子型赤外線センサの応用例としては、人を検知することによって、照明やエアコン、ＴＶなどの家電機器の自動オンオフを行う人感センサや、防犯用の監視センサなどが代表的な例である。最近、省エネルギーや、ホームオートメーション、セキュリテイシステム等への応用面で非常に注目されてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００５／０２７２２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によれば、光吸収層の材料としてＩｎＡｓＳｂを用いた場合、その混晶組成を変えることで、赤外線検出のピーク波長を７．３μｍから１０μｍまで制御可能であることから、例えば１０μｍ帯に大きな感度をもつ赤外線センサとして、人感センサなどへの応用が期待されている。
【０００８】
しかしながら、ＩｎＡｓＳｂはＩｎＳｂと比較すると、良好な結晶を得るのが非常に難しく、赤外線センサにおいて、期待されているような良好な特性が得られていないのが実情である。特に、量子型赤外線センサにおいて、赤外線を吸収する光吸収層の結晶性は、赤外線センサの特性に非常に重要である。光吸収層の結晶性が低い（すなわち欠陥が多い）場合には、欠陥が、赤外線吸収で発生した電子、正孔が再結合してしまう要因となるため、キャリアのライフタイムの低下を招く。その結果、取り出せる光電流は減少してしまい、赤外線センサの特性が悪化する。従って、量子型の赤外線センサにおいては、光吸収層の結晶性を向上させることで、赤外線センサ自体の特性を向上させることが可能となる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、良好な特性を有する量子型赤外線センサを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の発明により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の一態様に係る量子型赤外線センサは、基板と、前記基板の一方の面上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成され、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる第１の層と、前記第１の層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成され、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなる第２の層と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、良好な特性を有する量子型赤外線センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る化合物半導体積層体の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサの構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサの製造方法を工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下に説明する各図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。また、本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、各部の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに特定するものでない。また、本発明の実施形態は、以下で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。  
【００１３】
＜量子型赤外線センサ＞
図１は、本発明の実施形態に係る化合物半導体積層体の構成例を示す断面図である。図１に示す化合物半導体積層体は、本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサを作製するための積層体である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る化合物半導体積層体は、基板１と、基板１の一方の面（以下、表面）上に形成されたバッファ層２と、バッファ層２上に形成された第１の層３と、第１の層３上に形成された中間層４と、中間層４上に形成された第２の層５と、第２の層５上に形成されたｐ型バリア層６と、ｐ型バリア層６上に形成されたｐ型コンタクト層７とを備える。すなわち、基板１の上に、バッファ層２、第１の層３、中間層４、第２の層５、ｐ型バリア層６、ｐ型コンタクト層７が順次積層されている。
【００１４】
本発明の実施形態において、第１の層３は、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる。また、第２の層５は、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなる。また、例えば、バッファ層２、第１の層３及び中間層４のうちの少なくとも一つの層の導電型はｎ型である。
図１に示す化合物半導体積層体は、各種の成膜方法を用いて形成される。例えば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）法などは好ましい方法である。これらの方法により、化合物半導体積層体を形成することが可能である。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサの構成例を示す断面図である。図２に示すように、本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサは、図１を参照しながら説明した化合物半導体積層体を備える。
また、図２に示すように、この量子型赤外線センサは、基板１上に形成されて化合物半導体積層体を覆うパッシベーション層８と、このパッシベーション層８に形成された開口部を通して化合物半導体積層体に電気的に接続する電極９とを備える。
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサを構成する各構成部について、より具体的に説明する。
（１）基板
基板１は、一般に単結晶を成長できるものであれば特に制限されず、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板などの単結晶基板などが好ましく用いられる。また、それらの単結晶基板がドナー不純物やアクセプタ不純物によって、ｎ型やｐ型にドーピングされていても良い。
【００１７】
単結晶基板の面方位は、特に制限はないが、（１００）、（１１１）、（１１０）等が好ましい。また、これらの面方位に対して１°から５°傾けた面方位を用いることもある。
基板１の表面上に形成された複数個の量子型赤外線センサを、電極９で直列接続して用いる場合、各量子型赤外線センサは電極９以外の部分では絶縁分離されていることが好ましい。従って、基板１は単結晶を形成できるものであって、かつ、半絶縁性か、または化合物半導体積層体部分と基板１とが絶縁分離可能であるような基板を用いることが好ましい。
【００１８】
さらに、基板１として、赤外線を透過するような材料を用いることにより、赤外線を基板１の裏面側から入射させることが可能となる。この場合、電極９により赤外光が遮られることがないため、素子の受光面積をより広く取ることができて好ましい。このような基板１の材料としては、半絶縁性のＳｉやＧａＡｓ等が好ましく用いられる。
通常行われるように、基板の表面を平坦化させ、清浄化させる目的で、基板と同じ材質の半導体を形成したものを本発明の「基板」として使用しても良い。ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層を形成したものを「基板」として使用することは、この最も代表的な例である。
【００１９】
(２)バッファ層
バッファ層２は基板１の表面上に形成される。ここで「基板１の表面上に形成され」とは、基板１の表面上にバッファ層２が直接形成されていてもよく、また、基板１とバッファ層２との間にその他の層が形成されていてもよい。本発明において、「〜上に形成され」という表現はすべてこの意味を表すものである。
【００２０】
バッファ層２は、その上に形成される第１の層３の結晶性を改善するための層として機能する。これにより、第１の層３上に形成される中間層４の欠陥を軽減することができる。その結果、中間層４による、第２の層５の欠陥低減効果をより顕著なものとすることができる。
バッファ層２の材料としては、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＧａＳｂ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂなどが挙げられる。バッファ層２は、これらのうちの一つの単層でも良いし、これらの複数の層が積層された多層でも良い。また、材料の組成を連続的或いは階段状に変化させながら、格子定数を第１の層３の組成に近づけるような、グレーデッドバッファ層を用いても良い。
【００２１】
バッファ層２の材料としては、第１の層３及び第２の層５と同じ構成元素を含むＩｎＡｓｚ１Ｓｂ１−ｚ１（０≦ｚ１≦１）であることがより好ましい。これにより、第１の層３及び第２の層５の結晶性をより向上させることが可能となる。この場合、バッファ層２のＡｓの組成比ｚ１は、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比と同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００２２】
また、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも小さいような場合には、バッファ層２の材料としては、ＩｎＳｂであることがさらに好ましい。ＩｎＳｂは、良好な結晶性を得るのが容易であるため、本発明の効果をより得ることが可能となる。
また、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも大きいような場合には、バッファ層２の材料としては、ＩｎＡｓであることがさらに好ましい。ＩｎＡｓは、良好な結晶性を得るのが容易であるため、本発明の効果をより得ることが可能となる。
【００２３】
また、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも小さいような場合には、バッファ層２の材料としては、ＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂのうちの一つの単層でも良いし、これらの複数の層が積層された多層であることも好ましい。これにより、第１の層３及び第２の層５としてＡｓの組成比が小さいＩｎＡｓＳｂを形成する場合に、その結晶性を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも大きいような場合には、バッファ層２の材料としては、ＩｎＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＧａＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂのうちの一つの単層でも良いし、これらの複数の層が積層された多層であることも好ましい。これにより、第１の層３及び第２の層５としてＡｓの組成比が大きいＩｎＡｓＳｂを形成する場合に、その結晶性を向上させることが可能となる。
【００２５】
バッファ層２の膜厚は、薄すぎると第２の層５の結晶性改善の効果がなくなり、厚すぎると形成に時間がかかり、かつ、素子分離のためのメサエッチング工程が困難になるため、０．３μｍ以上１μｍ以下が好ましい。
赤外線を基板１の裏面側から入射させる場合、バッファ層２での光吸収を低減する目的で、バッファ層２をｎ型ドーピングしても良い。バッファ層２にある程度の高濃度ドーピングをすると、バースタイン‐モス効果が生じ、バッファ層２における光の無駄な吸収を防ぐことが可能になる。ドーピング量が多い程効果が得られるが、多すぎると結晶性の劣化を招くので、バッファ層２へのドーピング量は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下が好ましい。ｎ型ドーパントは何でも良いが、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅなどが挙げられる。特にＳｎは活性化率が高く好ましい。
【００２６】
（３）第１の層
第１の層３は、バッファ層２上に形成され、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなるものである。ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘからなる層は、混晶系であることと、ＧａＡｓ等の基板材料とは格子定数が大きく異なるため、基板１上に直接形成した場合には、その結晶性は非常に悪い。一方、本発明のように、基板１と第１の層３との間にバッファ層２を形成することで、第１の層３の結晶性を向上させることが可能となる。これにより、第１の層３上に形成される中間層４による、第２の層５の欠陥低減効果もより顕著となる。
【００２７】
第１の層３のＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）におけるＡｓの組成比ｘについては、特に限定されない。光を吸収する層の材料に応じて適宜最適な組成比ｘを選択することが可能である。第１の層３の膜厚は、薄すぎると中間層４による結晶性改善の効果がなくなり、厚すぎると形成に時間がかかり、かつ、素子分離のためのメサエッチング工程が困難になるため、０．３μｍ以上１μｍ以下が好ましい。
【００２８】
赤外線を基板１の裏面側から入射させる場合、第１の層３での光吸収を低減する目的で、第１の層３にｎ型ドーピングしても良い。第１の層３にある程度の高濃度ドーピングをすると、バースタイン‐モス効果が生じ、第１の層３における光の無駄な吸収を防ぐことが可能になる。ドーピング量が多い程効果が得られるが、多すぎると結晶性の劣化を招くので、第１の層３へのドーピング量は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下が好ましい。ｎ型ドーパントは何でも良いが、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅなどが挙げられる。特にＳｎは活性化率が高く好ましい。
【００２９】
（４）中間層
中間層４は、第１の層３上に形成される。中間層４は、第１の層３の形成時に発生した欠陥が、膜厚方向に伝搬するのを防ぐ機能を有するものである。中間層４を形成することで、中間層４の上に形成される、第２の層５中の欠陥は低減され、第２の層５の結晶性を改善することができる。結晶性改善の効果は、中間層４の格子定数と、第１の層３及び第２の層５の各格子定数とが異なり、且つ、中間層４の膜厚が臨界膜厚以上のとき、顕著となる。
【００３０】
中間層４の材料は、第１の層３及び第２の層５と同じ構成元素を含むＩｎＡｓｚ２Ｓｂ１−ｚ２（０≦ｚ２≦１）であることが好ましい。この場合、中間層４のＡｓの組成比ｚ２は、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比と異なる値であってもよい。
また、混晶系の材料を用いて良好な結晶性を保つのが難しい場合には、良好な結晶性を得るのが容易で、本発明の効果をより得ることのできるＩｎＳｂやＩｎＡｓが、中間層４の材料としてはより好ましい。
【００３１】
第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも小さいような場合には、中間層４の材料としては、ＩｎＳｂが特に好ましい。
また、第１の層３及び第２の層５のＡｓの組成比が０．５よりも大きいような場合には、中間層４の材料としては、ＩｎＡｓが特に好ましい。
中間層４の膜厚は、薄すぎると第２の層５の結晶性改善の効果がなくなり、厚すぎると形成に時間がかかり、かつ、素子分離のためのメサエッチング工程が困難になるため、０．１μｍ以上１μｍ以下が好ましい。
【００３２】
赤外線を基板１の裏面側から入射させる場合、中間層４での光吸収を低減する目的で、中間層４にｎ型ドーピングしても良い。中間層４にある程度の高濃度ドーピングをすると、バースタイン‐モス効果が生じ、中間層４における光の無駄な吸収を防ぐことが可能になる。
また、高濃度にｎ型ドーピングされた中間層４は、抵抗も小さいので、電極形成時の接触抵抗を小さくすることができる。このことから、高濃度にｎ型ドーピングされた中間層４は、量子型赤外線センサのｎ型コンタクト層に用いるのが好ましい。また、第１の層３をｎ型コンタクト層に用いてもよい。
【００３３】
中間層４へのドーピング量が多い方が、中間層４での光吸収の低減、ｎ型コンタクトとの接触抵抗低減の効果が得られるが、多すぎると結晶性の劣化を招く。それゆえ、中間層４へのｎ型ドーピング量は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下が好ましい。ｎ型ドーパントは何でも良いが、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅなどが挙げられる。特にＳｎは活性化率が高く好ましい。
【００３４】
（５）第２の層
第２の層５は、中間層４上に形成され、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなるものである。第２の層５は、中間層４の効果で欠陥が低減され、結晶性の改善された層であることが好ましい。この結晶性の良い第２の層５を量子型赤外線センサの光吸収層として用いることが好ましい。欠陥は、赤外線吸収で発生した電子、正孔が再結合してしまう要因となるため、キャリアのライフタイムの低下を招く。その結果、取り出せる光電流は減少してしまい、赤外線センサの特性が悪化する。欠陥が十分に低減された第２の層５を量子型赤外線センサの光吸収層として用いることで、良好な特性を有する量子型赤外線センサの実現が可能となる。
【００３５】
但し、第２の層５中の一部にｎ型ドーピングし、ｎ型コンタクト層として用いても良い。この場合には、第２の層５上に光吸収層を形成することで、量子型赤外線センサとして動作することが可能となる。光吸収層の材料としては、ＩｎＡｓＳｂなどを用いることが可能である。ｎ型コンタクト層である第２の層５の結晶性を向上させることで、その上に形成する光吸収層の結晶性を向上させることが可能となり、量子型赤外線センサの特性向上に寄与する。また、第２の層５へのドーピング量が多い方が、ｎ型コンタクトの接触抵抗低減の効果が得られるが、多すぎると結晶性の劣化を招く。このため、第２の層５へのドーピング量は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下が好ましい。ｎ型ドーパントは何でも良いが、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅなどが挙げられる。特にＳｎは活性化率が高く、好ましい。また、第２の層５中の高濃度にｎ型ドーピングされた箇所は、バースタイン‐モス効果で、無駄な光吸収も防ぐことができる。
【００３６】
第２の層５のＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）におけるＡｓの組成比ｙは、特に限定されないが、Ａｓの組成比ｙを所望の値に設定することで、赤外線検出のピーク波長を、３μｍから１０μｍの広範囲にわたり制御することが可能である。また、本発明により結晶性改善の効果が特に得られることの観点から、Ａｓの組成比ｙは、０＜ｙ≦０．３５または、０．６５≦ｙ＜１の範囲が好ましい。一般的に、Ａｓの組成比が５０％付近に近くなるにつれて、ＩｎＡｓＳｂの結晶性は悪化する傾向があるため、０＜ｙ≦０．３５または、０．６５≦ｙ＜１の範囲では、特に本発明の効果が顕著となる。
【００３７】
第２の層５の膜厚は、光吸収量を増やすには厚くした方が良いが、厚すぎると形成に時間がかかり、かつ、素子分離のためのメサエッチング工程が困難になるため、０．５μｍ以上３μｍ以下が好ましい。また、第２の層５のＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）におけるＡｓの組成比ｙは、第１の層３のＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）におけるＡｓの組成比ｘと近い値である程、本発明の効果がより得られるため好ましい。特に、上記Ａｓの組成比ｘと、上記Ａｓの組成比ｙとが、−０．１≦ｘ−ｙ≦０．１の関係を満たす場合には、第２の層５の結晶性がより向上するため好ましい。また、上記Ａｓの組成比ｘと、上記Ａｓの組成比ｙとが同じ数値である場合（つまり、ｘ−ｙ＝０）がより好ましい。
【００３８】
ＩｎＡｓＳｂはバンドギャップが非常に小さいため、真性キャリア密度が非常に大きい。このことは、拡散電流の増大や、オージェ再結合過程の促進をもたらす。これらの影響を低減するために、第２の層５にｐ型ドーピングしても良い。ドーピング量は適宜選択することができる。ｐ型ドーパントとしては、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｍｇ、Ｇｅなどが好ましく用いられる。ｐ型ドーパントとして、特に、Ｚｎは活性化率が高く、毒性も低いため、より好ましく用いられる。
【００３９】
（６）ｐ型バリア層
本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサは、第２の層５上にｐ型バリア層６をさらに備えてもよい。第２の層５を光吸収層として用いる場合には、ｐ型バリア層６は拡散電流を防ぐための層として機能する。従って、基板１上から見た場合に、ｐ型バリア層６は光吸収層よりも上（すなわち、光吸収層よりも遠い側）に形成される。この場合、ｐ型バリア層６は、光吸収層である第２の層５に対し、十分な伝導帯のバンドオフセットが取れればよく、バンドギャップが広い材料を選択することが好ましい。
【００４０】
ｐ型バリア層６の材料としては、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂなどが挙げられるが特にこれには限定されない。光吸収層とｐ型バリア層６の格子定数が異なる場合、ｐ型バリア層６の膜厚が臨界膜厚を超えてしまうと、結晶性の劣化を招くので、材料選択の際には、伝導帯のバンドオフセット、結晶性の劣化の効果の両方を考慮の上、適宜選択される。
【００４１】
ｐ型バリア層６の膜厚は、センサの抵抗を下げるために、なるべく薄い方が良いが、電極と光吸収層との間にトンネルリークが発生しないだけの膜厚が必要である。このため、ｐ型バリア層６の膜厚は０．０１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．０２μｍ以上である。なお、ｐ型バリア層６の膜厚の上限については、光吸収層とｐ型バリア層６との格子定数との差によって決まる臨界膜厚によって制限される。
【００４２】
ｐ型バリア層６では、拡散電流を防ぐことの他、光吸収層で発生した正孔が、ｐ型バリア層６側へ流れ込むことも重要である。そのため、ｐ型バリア層６には十分なｐ型ドーピングをする必要があり、ドーピング濃度は１×１０１８／ｃｍ３以上が好ましい。ｐ型ドーパントとしては、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｍｇ、Ｇｅなどが好ましく用いられる。ｐ型ドーパントとして、特に、Ｚｎは活性化率が高く、毒性も低いため、より好ましく用いられる。
【００４３】
（７）ｐ型コンタクト層
本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサは、ｐ型バリア層６上にｐ型コンタクト層７をさらに備えてもよい。ｐ型コンタクト層７は、光吸収層が赤外線を吸収することにより発生した光電流を取り出すための、電極とのコンタクト層７として機能する。ｐ型コンタクト層７の材料としては、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＧａＩｎＳｂ、ＡｌＧａＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂなどが挙げられる。ｐ型コンタクト層７のシート抵抗は、熱ノイズであるジョンソンノイズの原因となるため、シート抵抗はできるだけ小さい方が良い。その観点からは、ｐ型コンタクト層７の材料は、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓＳｂであることが好ましい。
【００４４】
ｐ型コンタクト層７の膜厚は、シート抵抗を下げるために、なるべく厚い方が好ましい。しかし、厚すぎると形成に時間がかかり、かつ、素子分離のためのメサエッチング工程が困難になる。このため、ｐ型コンタクト層７の膜厚は０．１μｍ以上１μｍ以下が好ましい範囲として挙げられる。
ｐ型コンタクト層７には、コンタクト抵抗を下げるために十分なｐ型ドーピングがされることが必要である。そのため、ｐ型ドーピング濃度としては、１×１０１８／ｃｍ３以上が好ましい。またｐ型ドーパントとしては、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｍｇ、Ｇｅなどが好ましく用いられる。ｐ型ドーパントとして、特に、Ｚｎは活性化率が高く、毒性も低いため、より好ましく用いられる。
【００４５】
（８）パッシベーション層
パッシベーション層８は、絶縁性の膜であればよい。パッシベーション層として、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）などが挙げられる。
【００４６】
（９）電極
電極９は、例えば、ｐ型コンタクト層７に電気的に接続する第１の電極と、中間層４に電気的に接続する第２の電極とを有する。電極９は、導電性の膜で構成されていればよい。電極９を構成する導電性の膜として、Ａｕ／Ｔｉや、Ａｕ／Ｃｒ等の積層膜などが挙げられる。なお、上記の積層膜では、Ａｕが上層の膜で、Ｔｉ又はＣｒが下層の膜である。
【００４７】
＜量子型赤外線センサの製造方法＞
本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサの製造方法を説明する。本発明の実施形態では、図１に示した化合物半導体積層体を用いて、図２に示した量子型赤外線センサを作製することが可能である。
図３は、本発明の実施形態に係る量子型赤外線センサの製造方法を工程順に示す断面図である。図３（ａ）に示すように、まずは、基板１の表面上に、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法を用いて化合物半導体積層体を形成後、酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などを用いて、ｐ型コンタクト層７と、ｐ型バリア層６と、第２の層５とを順次、部分的に除去して、中間層４とコンタクトを取るための段差形成を行う。
【００４８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、段差形成がされた化合物半導体積層体に対して、素子分離のためのメサエッチングを行う。ここでは、段差の底部に現れている中間層４と、第１の層３と、バッファ層２とを順次、部分的に除去する。これにより、素子分離領域では、基板１の表面が露出する。
次いで、ＳｉＮやＳｉＯ２などのパッシベーション層８を形成して、基板１の表面及び素子分離された化合物半導体積層体の表面及び側面を覆う。次いで、図３（ｃ）に示すように、パッシベーション層８のうち電極９を形成する部分をエッチングして除去し、貫通穴１１を形成する。（すなわち、窓開けする）。そして、この貫通穴１１を埋め込むように、Ａｕ／ＴｉやＡｕ／Ｃｒ等の電極９を形成する。電極９はリフトオフ法などで形成する。このようにして、図２に示した量子型赤外線センサを作製する。
【００４９】
本発明の実施形態では、基板１上に作製した複数の量子型赤外線センサを、電気的に直列接続する構造とすることも好ましい。このような構造とすることで、単一の量子型赤外線センサの出力を足し合わせることが可能となり、出力を飛躍的に向上させることができる。
量子型赤外線センサは、この量子型赤外線センサから出力される電気信号を処理する集積回路部と、同一パッケージ内にハイブリッドに形成しても良い。量子型赤外線センサと集積回路部との電気的な接続法は特に限定されない。パッケージに関しても、赤外線の透過率が高い材料であれば特に制限はなく、中空パッケージなどを用いても良い。また、特定の光の影響を完全に避けるため、量子型赤外線センサの受光面（例えば、基板１の裏面側）にフィルタを取り付けてもよい。さらに、検知する距離や方向性を定め、集光性をより高めるため、量子型赤外線センサの受光面（例えば、基板１の裏面側）にフレネルレンズを設けてもよい。
【００５０】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、バッファ層２と、ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ（０＜ｘ＜１）からなる第１の層３と、中間層４と、ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ（０＜ｙ＜１）からなる第２の層５と、を備える。基板１と第１の層３との間にバッファ層２が配置されることにより、第１の層３上に形成される中間層４の欠陥を軽減することができる。その結果、中間層４による、第２の層５の欠陥低減効果をより顕著なものとすることができ、第２の層５の結晶性を良好なものとすることができる。
【００５１】
これにより、第２の層５が光吸収層として用いられる量子型赤外線センサでは、光吸収層の欠陥が少なく、赤外線吸収で発生した電子、正孔の再結合を抑制することができる。それゆえ、キャリアのライフタイムの低下を防ぐことができ、取り出せる光電流の減少を抑制することができる。したがって、良好な特性を有する量子型赤外線センサを実現することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、その発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることは言うまでもない。
（実施例１）
ＭＢＥ法により、半絶縁性のＧａＡｓ単結晶基板上に、バッファ層と、第１の層と、中間層と、第２の層と、ｐ型バリア層と、ｐ型コンタクト層とを順次積層した。この積層工程では、バッファ層としてＳｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。また、第１の層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ０．０３８Ｓｂ０．９６２層を０．５μｍ形成した。また、中間層としてＳｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。また、第２の層として、ノンドープのＩｎＡｓ０．０３８Ｓｂ０．９６２層を２μｍ形成した。また、ｐ型バリア層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＡｌ０．２Ｉｎ０．８Ｓｂ層を０．０２μｍ形成した。また、ｐ型コンタクト層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。
【００５３】
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、３８０ａｒｃｓｅｃであった。
この化合物半導体積層体を用いて、量子型赤外線センサを作製した。
ここでは、中間層であるＩｎＳｂ層をｎ型コンタクト層として用い、第２の層を光吸収層として用いた。
【００５４】
まず、ｎ型コンタクト層とのコンタクトをとるための段差形成を酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などを用いて行った。次いで、段差形成がされた化合物半導体積層体に対して、素子分離のためのメサエッチングを行った。その後、全面（ＧａＡｓ基板及びＧａＡｓ基板上に形成された化合物半導体積層体）をＳｉＮパッシベーション層で覆った。次いで、形成されたＳｉＮパッシベーション層上で、電極形成部分のみ窓開けを行った。次いで、ｎ型コンタクト層の段差部分上及びｐ型コンタクト層上の２箇所に、Ａｕ／ＴｉをＥＢ（電子ビーム）蒸着し、リフトオフ法により電極を形成した。
【００５５】
（比較例１）
比較例１は、実施例１のバッファ層と中間層とを省略し、第１の層の膜厚を２倍、すなわち１μｍにした。また、第１の層をｎ型コンタクト層として用いた。これ以外は、実施例１と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、５９０ａｒｃｓｅｃであった。比較例１は、実施例１と比較して、結晶性が悪いことが理解される。すなわち、バッファ層、中間層を挿入することで、結晶性改善の効果が得られることが理解される。
【００５６】
（比較例２）
比較例２は、実施例１のバッファ層を省略したこと以外は実施例１と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、４５０ａｒｃｓｅｃであった。比較例２は、中間層を挿入することで、比較例１よりは結晶性は改善しているものの、バッファ層にＩｎＳｂを用いた実施例１と比較すると、結晶性が悪いことがわかる。
【００５７】
（実施例２）
ＭＢＥ法により、半絶縁性のＧａＡｓ単結晶基板上に、バッファ層と、第１の層と、中間層と、第２の層と、ｐ型バリア層と、ｐ型コンタクト層とを順次積層した。この積層工程では、バッファ層としてＳｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。また、第１の層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ０．１５Ｓｂ０．８５層を０．５μｍ形成した。また、中間層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。また、第２の層として、ノンドープのＩｎＡｓ０．１５Ｓｂ０．８５層を２μｍ形成した。また、ｐ型バリア層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＡｌ０．２Ｉｎ０．８Ｓｂ層を０．０２μｍ形成した。また、ｐ型コンタクト層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。
【００５８】
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、４９０ａｒｃｓｅｃであった。
この化合物半導体積層体を用いて、量子型赤外線センサを作製した。
ここでは、中間層であるＩｎＳｂ層をｎ型コンタクト層、第２の層を光吸収層として用いた。
【００５９】
まず、ｎ型コンタクト層とのコンタクトをとるための段差形成を酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などを用いて行った。次いで、段差形成がされた化合物半導体積層体に対して、素子分離のためのメサエッチングを行った。その後、全面（ＧａＡｓ基板及びＧａＡｓ基板上に形成された化合物半導体積層体）をＳｉＮパッシベーション層で覆った。次いで、形成されたＳｉＮパッシベーション層上で、電極形成部分のみ窓開けを行った。次いで、ｎ型コンタクト層の段差部分上及びｐ型コンタクト層上の２箇所に、Ａｕ／ＴｉをＥＢ蒸着し、リフトオフ法により電極を形成した。
【００６０】
（比較例３）
比較例３は、実施例２のバッファ層と中間層を省略し、第１の層の膜厚を２倍、すなわち１μｍにした。また、第１の層をｎ型コンタクト層として用いた。これ以外は実施例２と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、１０４０ａｒｃｓｅｃであった。比較例３は、実施例２と比較して、結晶性が悪いことが理解される。すなわち、バッファ層、中間層を挿入したことで、結晶性改善の効果が得られることが理解される。
【００６１】
（比較例４）
比較例４は、実施例２のバッファ層を省略した以外は実施例２と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、７５０ａｒｃｓｅｃであった。比較例４は、中間層を挿入したことで、比較例３よりは結晶性は改善しているものの、バッファ層も挿入した実施例２と比較すると、結晶性が悪いことが理解される。
【００６２】
（実施例３）
ＭＢＥ法により、半絶縁性のＧａＡｓ単結晶基板上に、バッファ層と、第１の層と、中間層と、第２の層と、ｐ型バリア層と、ｐ型コンタクト層とを順次積層した。この積層工程では、バッファ層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成し、更にその上に、Ａｓの組成比を０．１から０．２５まで連続的に変化させ、同じくＳｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたグレーデッドＩｎＡｓＳｂ層を０．４μｍ形成した。また、第１の層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ０．３１Ｓｂ０．６９層を０．５μｍ形成した。また、中間層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。また、第２の層として、ノンドープのＩｎＡｓ０．３１Ｓｂ０．６９層を２μｍ形成した、また、ｐ型バリア層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＡｌ０．２Ｉｎ０．８Ｓｂ層を０．０２μｍ形成した。また、ｐ型コンタクト層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＳｂ層を０．５μｍ形成した。
【００６３】
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、７５０ａｒｃｓｅｃであった。
この化合物半導体積層体を用いて、量子型赤外線センサを作製した。
ここでは、中間層であるＩｎＳｂ層をｎ型コンタクト層、第２の層を光吸収層として用いた。
【００６４】
まず、ｎ型コンタクト層とのコンタクトをとるための段差形成を酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などを用いて行った。次いで、段差形成がされた化合物半導体積層体に対して、素子分離のためのメサエッチングを行った。その後、全面（ＧａＡｓ基板及びＧａＡｓ基板上に形成された化合物半導体積層体）をＳｉＮパッシベーション層で覆った。次いで、形成されたＳｉＮパッシベーション層上で、電極形成部分のみ窓開けを行った。次いで、ｎ型コンタクト層の段差部分上及びｐ型コンタクト層上の２箇所に、Ａｕ／ＴｉをＥＢ蒸着し、リフトオフ法により電極を形成した。
【００６５】
（比較例５）
比較例５は、実施例３のバッファ層と中間層を省略し、第１の層の膜厚を２倍、すなわち１μｍにした。また、第１の層をｎ型コンタクト層として用いた。これ以外は実施例３と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、１２００ａｒｃｓｅｃであった。比較例５は、実施例３と比較して、結晶性が悪いことが理解される。すなわち、バッファ層として、ＩｎＳｂとグレーデッドＩｎＡｓＳｂ層の積層構造、中間層としてＩｎＳｂを用いることで、結晶性改善の効果を得ることができることが理解される。
【００６６】
（比較例６）
比較例６は、実施例３のバッファ層を省略した以外は実施例３と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、１０５０ａｒｃｓｅｃであった。比較例６は、中間層としてＩｎＳｂを用いたことで、比較例５よりは結晶性は改善しているものの、バッファ層にＩｎＳｂとグレーデッドＩｎＡｓＳｂ層の積層構造を用いた実施例３と比較すると、結晶性が悪いことが理解される。
【００６７】
（実施例４）
ＭＢＥ法により、半絶縁性のＧａＡｓ単結晶基板上に、バッファ層と、第１の層と、中間層と、第２の層と、ｐ型バリア層と、ｐ型コンタクト層とを順次積層した。この積層工程では、バッファ層としてＳｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ層を０．５μｍ形成した。第１の層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ０．８Ｓｂ０．２層を０．５μｍ形成した。中間層として、Ｓｎを７×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ層を０．５μｍ形成した。第２の層として、ノンドープのＩｎＡｓ０．８Ｓｂ０．２層を２μｍ形成した。ｐ型バリア層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＡｌ０．２Ｉｎ０．８Ａｓ０．８Ｓｂ０．２層を０．０２μｍ形成した。ｐ型コンタクト層として、Ｚｎを３×１０１８／ｃｍ３ドーピングしたＩｎＡｓ層を０．５μｍ形成した。
【００６８】
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、６００ａｒｃｓｅｃであった。
この化合物半導体積層体を用いて、量子型赤外線センサを作製した。
ここでは、中間層であるＩｎＡｓ層をｎ型コンタクト層、第２の層を光吸収層として用いた。
【００６９】
まず、ｎ型コンタクト層とのコンタクトをとるための段差形成を酸によるウェットエッチングまたはイオンミリング法などを用いて行った。次いで、段差形成がされた化合物半導体積層体に対して、素子分離のためのメサエッチングを行った。その後、全面（ＧａＡｓ基板及びＧａＡｓ基板上に形成された化合物半導体積層体）をＳｉＮパッシベーション層で覆った。次いで、形成されたＳｉＮパッシベーション層上で、電極形成部分のみ窓開けを行った。次いで、ｎ型コンタクト層の段差部分上及びｐ型コンタクト層上の２箇所に、Ａｕ／ＴｉをＥＢ蒸着し、リフトオフ法により電極を形成した。
【００７０】
（比較例７）
比較例７は、実施例４のバッファ層と中間層を省略し、第１の層の膜厚を２倍、すなわち１μｍにした。また、第１の層をｎ型コンタクト層として用いた。これ以外は実施例４と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、１１００ａｒｃｓｅｃであった。比較例７は、実施例４と比較して、結晶性が悪いことが理解される。すなわち、バッファ層、中間層としてＩｎＡｓを用いることで、結晶性改善の効果を得ることができる。
【００７１】
（比較例８）
比較例８は、実施例４のバッファ層を省略した以外は実施例４と同様の条件で、化合物半導体積層体及び量子型赤外線センサを作製した。
光吸収層として用いる第２の層のＸ線回折ピークのロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ値）を評価したところ、８５０ａｒｃｓｅｃであった。比較例８は、中間層としてＩｎＡｓを用いたことで、比較例７よりは結晶性は改善しているものの、バッファ層にＩｎＡｓ層を用いた実施例４と比較すると、結晶性が悪いことが理解される。
【００７２】
（対比）
実施例１〜４及び比較例１〜８について、第１の層におけるＡｓの組成比ｘ、第２の層におけるＡｓの組成比ｙ、バッファ層の有無、中間層の有無、ロッキングカーブの半値幅をそれぞれ表１、２に示す。
【００７３】
【表１】
0006734678.tif 000002
【００７４】
【表２】
0006734678.tif 000003
【００７５】
表１、２から、例えば実施例１と、比較例１、２とのように、第１の層（ＩｎＡｓｘＳｂ１−ｘ層）が互いに同一組成であり、かつ、第２の層（ＩｎＡｓｙＳｂ１−ｙ層）も互いに同一組成である場合、バッファ層及び中間層の両方が存在することによって、第２の層の結晶性が著しく改善されていることがわかる。
【００７６】
（付記）
以上、本発明について実施形態及び実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態及び実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることが可能であり、また、上記実施形態及び実施例を任意に組み合わせてもよい。その様な変更等が加えられた態様も本発明の技術的範囲に含まれ得る。
【符号の説明】
【００７７】
１  基板
２  バッファ層
３  第１の層
４  中間層
５  第２の層
６  ｐ型バリア層
７  ｐ型コンタクト層
８  パッシベーション層
９  電極
１１  貫通穴
【図１】
0006734678.tif 000004
【図２】
0006734678.tif 000005
【図３】
0006734678.tif 000006