(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子ドットを含む複数の量子ドット層と、
前記複数の量子ドット層を挟み込むように両側に設けられた第１導電型のコンタクト層とを備え、
一方の第１導電型コンタクト層に位置するキャリアに対する障壁となるように、前記一方の第１導電型コンタクト層と前記一方の第１導電型コンタクト層に最も近い第１量子ドット層との間に形成された第１半導体層に第２導電型の不純物が添加されており、
前記第１半導体層と他方の第１導電型コンタクト層との間に形成された量子ドット層に第１導電型の不純物が添加されており、前記第１導電型の不純物の数が前記量子ドットの数に概ね一致していることを特徴とする、光検知器。
【請求項２】
前記一方の第１導電型コンタクト層が、電位差を与えた場合に低電位になる側のｎ型コンタクト層であり、
前記第１量子ドット層が、前記低電位側のｎ型コンタクト層に最も近い量子ドット層であり、
前記第１半導体層が、前記低電位側のｎ型コンタクト層と前記第１量子ドット層との間に形成されており、
前記第２導電型不純物が、ｐ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｎ型不純物であることを特徴とする、請求項１記載の光検知器。
【請求項３】
前記一方の第１導電型コンタクト層が、電位差を与えた場合に高電位になる側のｐ型コンタクト層であり、
前記第１量子ドット層が、前記高電位側のｐ型コンタクト層に最も近い量子ドット層であり、
前記第１半導体層が、前記高電位側のｐ型コンタクト層と前記第１量子ドット層との間に形成されており、
前記第２導電型不純物が、ｎ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｐ型不純物であることを特徴とする、請求項１記載の光検知器。
【請求項４】
他方の第１導電型コンタクト層に位置するキャリアに対する障壁となるように、前記他方の第１導電型コンタクト層と前記他方の第１導電型コンタクト層に最も近い第２量子ドット層を構成する量子ドットとの間に形成された第２半導体層に第２導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、請求項１記載の光検知器。
【請求項５】
前記第２量子ドット層が、前記量子ドットを埋め込む埋込層を備え、
前記第２半導体層が、前記埋込層であることを特徴とする、請求項４記載の光検知器。
【請求項６】
前記第２半導体層と前記第１半導体層との間に形成された量子ドット層に第１導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、請求項４又は５記載の光検知器。
【請求項７】
前記第１導電型コンタクト層が、ｎ型コンタクト層であり、
前記第２導電型不純物が、ｐ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｎ型不純物であることを特徴とする、請求項６記載の光検知器。
【請求項８】
前記第１導電型コンタクト層が、ｐ型コンタクト層であり、
前記第２導電型不純物が、ｎ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｐ型不純物であることを特徴とする、請求項６記載の光検知器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の構成を備えること特徴とする、量子ドット型赤外線検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば量子ドット型赤外線検知器に用いて好適の光検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、量子ドット型赤外線検知器（Quantum Dot Infrared Photodetector；ＱＤＩＰ）は、例えば図１３（Ｂ）に示すように、ＩｎＡｓ量子ドット１００をｉ型ＧａＡｓ埋込層１０１で埋め込んだものを量子ドット層１０２とし、これを繰り返し積層したものをｎ−ＧａＡｓコンタクト層（電極層）１０３で挟み込んだ構造になっている。
ＩｎＡｓ量子ドット１００は、分子線エピタキシャル装置で自己形成法によって形成されるため、成長方向に対して垂直な面内に分布する。通常、赤外線検知効率を高めるために、この面内に分布したＩｎＡｓ量子ドット１００を含む量子ドット層１０２を複数層（例えば１０層）積層したものをデバイスとして用いている。
【０００３】
ここで、図１３（Ａ）は、このような構造の量子ドット型赤外線検知器における伝導帯端プロファイルを示している。この伝導帯端プロファイル形状は、次のように説明することができる。
量子ドット層１０２が複数積層されている領域には不純物が添加されていないため、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３から電子が供給される。
【０００４】
ＩｎＡｓ量子ドット１００の基底準位は、ｉ型ＧａＡｓ埋込層１０１の伝導帯端のエネルギレベルよりも低いため、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３から供給された電子はＩｎＡｓ量子ドット１００の基底準位に位置することになる。
フェルミ準位Ｅfは、電子があるエネルギ準位を占有する確率が１／２となるとき、そのエネルギ準位に等しいと定義される。ここでは、フェルミ準位Ｅfは、ＩｎＡｓ量子ドット１００の基底準位と等しくなっている。
【０００５】
系が熱平衡状態にあるとき、系全体でフェルミ準位Ｅfは一定となる。
このため、概ねｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３のフェルミ準位に等しい伝導帯端のエネルギレベルとＩｎＡｓ量子ドット１００の基底準位とが一定のエネルギレベルとなるように、伝導帯端プロファイルは、図１３（Ａ）に示すように、量子ドット層１０２が積層されている部分の伝導帯端が盛り上がった形状になる。
【０００６】
なお、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３に近い量子ドット層１０２では、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３からの電子の供給が過剰となるため、フェルミ準位が、ＩｎＡｓ量子ドット１００の励起準位にまで達し、伝導帯端の盛り上がりは小さくなる。
このような量子ドット型赤外線検知器は、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３間に電位差を与えた状態で用いられる。
【０００７】
ここで、図１４は、このような構造の量子ドット型赤外線検知器において、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３間に電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示している。なお、ここでは、量子ドット層１０２が積層されている領域に電界が一様に加わるものと仮定している。
このような量子ドット型赤外線検知器では、図１４に示すように、外部から赤外線が入射すると、ｉ型ＧａＡｓ埋込層１０１に埋め込まれたＩｎＡｓ量子ドット１００内の基底準位に位置する電子が、外部から入射してきた赤外線によって、励起準位へ励起される。ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３間に電位差が与えられているため、励起された電子はｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３間を流れ、電流（以下、光電流）となる。この光電流を検知することで赤外線を検知するようになっている。
【０００８】
なお、このような量子ドット型赤外線検知器に関する先行技術文献としては、例えば非特許文献１，２がある。
【非特許文献１】Eui-Tae Kim et al. "Tailoring detection bands of InAs quantum-dot infrared photodetectors using InxGa1-xAs strain-relieving quantum wells", APPLIED PHYSICS LETTERS, VOLUME 79, NUMBER 20, pp.3341-3343, 12 NOVEMBER 2001
【非特許文献２】Eui-Tae Kim et al. "High detectivity InAs quantum dot infrared photodetectors", APPLIED PHYSICS LETTERS, VOLUME 84, NUMBER 17, pp.3277-3279, 26 APRIL 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のような量子ドット型赤外線検知器では、図１４に示すように、赤外線が入射していない状態においても、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３間に加えられた電位差によって低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３に位置していた電子がコンタクト層間を流れ、これが暗電流となる。
つまり、上述の量子ドット型赤外線検知器では、図１４に示すように、電位差を与えた状態で、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３から数層先のｉ型ＧａＡｓ埋込層１０１の伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなるが、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３から流れ出た電子はこれを越えて暗電流となる。
【００１０】
ところで、赤外線検知器の性能は、概ね、光電流と暗電流との比（光電流／暗電流）で決まるため、暗電流を低減することは赤外線検知器の性能を向上させるために重要である。
暗電流を低減するには、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０３から数層先のｉ型ＧａＡｓ埋込層１０１の伝導帯端のエネルギレベルを高くすることが考えられる。
【００１１】
例えば、埋込層の材料として、ｉ型ＧａＡｓの代わりに、これよりもバンドギャップの大きいＡｌＧａＡｓを用いることで、埋込層の伝導帯端のエネルギレベルを高くすることが考えられる。
しかし、ＩｎＡｓ量子ドット１００を成長させる場合、素子温度を５００℃程度にすることが要求されており、６００℃程度の素子温度で成長させることが標準的であるＡｌＧａＡｓ層を量子ドットの近傍に成長させることは、成長条件の最適化が難しいなど困難が伴う。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡易に暗電流を低減し、検知器の性能を向上させることができるようにした、光検知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本発明の光検知器（量子ドット型赤外線検知器）は、量子ドットを含む複数の量子ドット層と、複数の量子ドット層を挟み込むように両側に設けられた第１導電型のコンタクト層とを備える。そして、一方の第１導電型コンタクト層に位置するキャリアに対する障壁となるように、一方の第１導電型コンタクト層と一方の第１導電型コンタクト層に最も近い第１量子ドット層との間に形成された第１半導体層に第２導電型の不純物が添加されている。また、第１半導体層と他方の第１導電型コンタクト層との間に形成された量子ドット層に第１導電型の不純物が添加されており、前記第１導電型の不純物の数が前記量子ドットの数に概ね一致している。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、本発明の光検知器によれば、簡易に暗電流を低減することができ、検知器の性能を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光検知器について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態にかかる光検知器について、図１〜図６を参照しながら説明する。
以下、本発明を、例えば赤外線の入射量に応じて光電流を発生しうる赤外線検知器であって、量子ドットを赤外線吸収部として用いる量子ドット型赤外線検知器に適用した場合を例に説明する。
【００１６】
本実施形態にかかる量子ドット型赤外線検知器は、例えば図１に示すように、ＩｎＡｓ量子ドット１を含む複数の量子ドット層２と、複数の量子ドット層２を挟み込むように両側に設けられたｎ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型コンタクト層；電極層）４Ａ，４Ｂとを備える。
ここでは、量子ドット層２は、ＩｎＡｓ量子ドット１をＧａＡｓ埋込層３で埋め込んだものとして構成している。なお、量子ドット層２は、これに限られるものではなく、例えばＩｎＡｓ量子ドット１をＩｎＧａＡｓキャップ層又はＩｎＡｌＡｓキャップ層で覆い、このキャップ層上にＧａＡｓ中間層を形成したものとして構成しても良い。これにより、量子ドット型赤外線検知器の応答波長の長波長化又は短波長化を図ることができる。
【００１７】
そして、本実施形態では、図１に示すように、一方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ［ここでは電位差（バイアス）を与えた場合に低電位になる側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層］と、この低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近い量子ドット層（第１量子ドット層）２Ａとの間の領域、即ち、この領域に形成されたＧａＡｓ層（第１半導体層）５に、ｐ型不純物（第２導電型の不純物）が添加されている。
【００１８】
このように、量子ドット１を埋め込む埋込層の材料や組成を変えることなく、ｐ型不純物を添加することで、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａと第１量子ドット層２Ａとの間に、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに位置する電子（キャリア）に対する障壁を形成し、暗電流を低減できるようにしている。
ここで、図２は、ＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加した場合の伝導帯端プロファイルを示している。
【００１９】
図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａとこれに最も近い第１量子ドット層２Ａとの間に形成されたＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加すると、ｐ−ｎ接合の原理により、ｐ型不純物を添加したＧａＡｓ層５の伝導帯端のエネルギレベルが、ｐ型不純物を添加していない場合［ｉ−ｎ接合の場合；図１３（Ａ）参照］よりも持ち上がる。
つまり、図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加することで、低電位側のコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５の伝導帯側のエネルギレベルを、従来構造の低電位側のコンタクト層から数層先のｉ型ＧａＡｓ埋込層の伝導帯端のエネルギレベルと同程度のレベルまで上げることができる［図１３（Ａ），図１４参照］。
【００２０】
また、ＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加していない場合、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近い第１量子ドット層２Ａでは、フェルミ準位は、量子ドット１の励起準位にまで達しているが［図１３（Ａ）参照］、ＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加すると、図２に示すように、量子ドット１の基底準位まで下がる。
一方、図２に示すように、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５と他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂとの間に形成されている量子ドット層２では、ｐ型不純物が添加されてＧａＡｓ層５の伝導帯側のエネルギレベルが上がったのに対応して、伝導帯端がｐ型不純物を添加していない場合［図１３（Ａ）参照］よりも持ち上がる。
【００２１】
そして、図２に示すように、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５と他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂとの間の領域では、フェルミ準位が相対的に下がるため（即ち、フェルミ準位が量子ドット１の基底準位よりも下がるため）、量子ドット１内の電子がｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂへ向けて拡散していき、量子ドット１の基底準位に位置する電子数が減少してしまう。量子ドット１の基底準位に位置する電子は、赤外線が入射したときに励起されて光電流の素となるものであるため、その数の減少は光電流量の低下を招くことになる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５と他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ（ここでは電位差を与えた場合に高電位になる側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層）との間の領域（ここではこの領域に形成される量子ドット１）に、ｎ型不純物（第１導電型の不純物）が添加されている。
この場合、不純物数を量子ドット数に概ね一致させておけば、量子ドット１の基底準位に概ね１個の電子が供給され、図３に示すように、フェルミ準位は量子ドット１の基底準位に等しくなる。これにより、量子ドット１の基底準位に位置する電子数が減少してしまうのを抑制することができ、光電流量の低下を抑制することができる。
【００２３】
なお、他の方法によって光電流量の低下を抑制することができるのであれば、第１半導体層５と他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂとの間の領域にｎ型不純物を添加しなくても良い。
ところで、従来のように、ｐ型不純物を添加していない場合、電位差を与えた状態で、低電位側のコンタクト層から数層先のｉ−ＧａＡｓ埋込層の伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなるが、低電位側のコンタクト層から流れ出た電子はこれを越えて暗電流となっていた（図１４参照）。
【００２４】
ここで、図４は、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂ間に電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示している。
上述のように、一方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａとこれに最も近い第１量子ドット層２Ａとの間に形成されたＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加すると、図４に示すように、電位差を与えた場合に、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５の伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなり、これが、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに位置する電子（キャリア）に対する障壁となる。
【００２５】
つまり、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５にｐ型不純物を添加することで、電位差を与えていない状態で、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５の伝導帯側のエネルギレベルを、従来構造の低電位側のコンタクト層から数層先のｉ型ＧａＡｓ埋込層の伝導帯端のエネルギレベルと同程度のレベルまで高くすることができる。これに電位差を与えた場合、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層５の伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなり、これが障壁となる。
【００２６】
この障壁は、ｐ型不純物を添加していない従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ側へ空間的に寄せられている。このため、障壁の高さは、従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも高くなる。これにより、ＧａＡｓ埋込層の材料や組成を変えることなく、暗電流を低減できることになる。
なお、上述のｐ型不純物添加及びｎ型不純物添加は、例えば分子線エピタキシャル法によって形成する場合には、ｐ型不純物として用いるＢｅセルのシャッタ開閉やｎ型不純物として用いるＳｉセルのシャッタ開閉などといった簡易な方法によって行なうことができる。
【００２７】
次に、本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の製造方法の一例について、図５，図６を参照しながら説明する。
なお、本量子ドット型赤外線検知器を構成する各結晶層は例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ；Molecular Beam Epitaxy）法による結晶成長によって形成される。
まず、図５に示すように、ＧａＡｓ基板１０上に、例えば基板温度６００℃で、下部コンタクト層（下部電極層）となるｎ型ＧａＡｓ層（第１導電型のコンタクト層）４Ａを成長させる。厚さは例えば１０００ｎｍとする。ｎ型不純物としてＳｉを用い、その濃度は２×１０18／ｃｍ3とする。
【００２８】
引き続き、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａ上に、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５を成長させる。厚さは例えば５０ｎｍとする。なお、このＧａＡｓ層５を成長させる間に基板温度を例えば６００℃から５００℃に低下させる。
本実施形態では、このＧａＡｓ層５を成長させる際に、例えば厚さ２５ｎｍの領域にｐ型不純物（第２導電型の不純物）としてＢｅを濃度１×１０17／ｃｍ3で添加する。なお、ｐ型不純物添加領域（ＧａＡｓ層５）におけるｐ型不純物添加濃度（厚さ×濃度）は、２．５×１０10〜２．５×１０12／ｃｍ2程度であれば良い。
【００２９】
この結果、ＧａＡｓ層５の伝導帯側のエネルギレベルが上がり（図２，図３参照）、コンタクト層４Ａ，４Ｂ間に電位差を与えた場合に、低電位側のｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａと、このｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａに最も近い量子ドット層（第１量子ドット層）２Ａとの間に障壁が形成される（図４参照）。これにより、暗電流を低減することができる。
【００３０】
その後、例えば基板温度を５００℃に維持したまま、成長速度が例えば０．２ＭＬ／ｓ(原子層／秒)となるように、ＩｎＡｓを供給する。ある程度の量を供給することによりＩｎＡｓに加わる圧縮歪が増し、ＩｎＡｓが３次元成長してＩｎＡｓ量子ドット１が形成される（自己形成法）。
本実施形態では、ＩｎＡｓを供給する期間に、ｎ型不純物としてＳｉを、量子ドット１個あたり例えば１個となる濃度で供給する。その濃度は、量子ドット１個あたり０．１〜１０個程度となる濃度であれば良い。
【００３１】
引き続き、例えば基板温度を５００℃に維持したまま、ｉ型ＧａＡｓ埋込層３を成長させる。厚さは例えば５０ｎｍとする。これにより、ＩｎＡｓ量子ドット１がｉ型ＧａＡｓ埋込層３によって埋め込まれる。なお、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａに最も近い量子ドット層２を第１量子ドット層２Ａという。
なお、ここでは、量子ドット層２は、ＩｎＡｓ量子ドット１をＧａＡｓ埋込層３で埋め込んだものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、ＩｎＡｓ量子ドット１をＩｎＧａＡｓキャップ層又はＩｎＡｌＡｓキャップ層で覆い、このキャップ層上にＧａＡｓ中間層を形成したものとして構成しても良い。これにより、量子ドット型赤外線検知器の応答波長の長波長化又は短波長化を図ることができる。
【００３２】
以後、上述のＩｎＡｓ供給による量子ドット成長工程と、ｉ型ＧａＡｓ層成長工程とを例えば９回繰り返して、量子ドット層２の積層数を全体で例えば１０層とする。なお、最後のＧａＡｓ埋込層３を成長させる間に基板温度を例えば５００℃から６００℃に上昇させる。
本実施形態では、上述のように、各量子ドット層２を構成する量子ドット１にｎ型不純物を添加することで、量子ドット１の基底準位に位置する電子数が減少してしまうのを抑え、光電流量の低下を抑制している。
【００３３】
引き続き、基板温度６００℃で、上部コンタクト層（上部電極層）となるｎ型ＧａＡｓ層（第１導電型のコンタクト層）４Ｂを成長させる。厚さは例えば１０００ｎｍとし、ｎ型不純物としてＳｉを用い、その濃度は２×１０18／ｃｍ3とする。
このようにして、図６に示すように、複数の量子ドット層２がｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂによって挟み込まれた積層構造が形成される。
【００３４】
その後、例えばフォトリソグラフィ及びドライエッチングによって、図６に示すように、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂからｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５までを一部除去し、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａを露出させる。そして、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａ及びｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂ上に、例えば金属蒸着法によって、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極１１を形成する。これにより、図６に示すような量子ドット型赤外線検知器が製造される。
【００３５】
このような構造の量子ドット型赤外線検知器では、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａ上に形成される電極が低電位側となるような極性の電位差を電極間に与え、その間に流れる電流を計測できるようにし、赤外線入射時の電流変化を検知することで、赤外線を検知できるようになっている。
なお、本実施形態では、電位差を与えた場合に低電位になる側のｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５にｐ型不純物を添加しているが、これに限られるものではなく、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂに最も近いＧａＡｓ埋込層（第１半導体層）にｐ型不純物を添加するようにしても良い。この場合、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂ上に形成される電極が低電位側となるような極性の電位差を電極間に与えて検知器を動作させることになる。
【００３６】
また、本実施形態では、ＩｎＡｓ量子ドット１にｎ型不純物を添加しているが、これに限られるものではなく、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５と電位差を与えた場合に高電位になる側のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂとの間に形成された量子ドット層２にｎ型不純物が添加されていれば良い。これにより、光電流量の低下を抑制することができる。
【００３７】
例えば、ｎ型不純物を供給する期間を、各ＩｎＡｓ供給後のＧａＡｓ埋込層３を成長させる期間、あるいは、各ＩｎＡｓ供給開始時から最後のＧａＡｓ埋込層３の成長終了時までの期間［即ち、１層目のＩｎＡｓ供給開始時から１０層目のＧａＡｓ埋込層３の成長終了時までの期間］としても良い。つまり、ＧａＡｓ埋込層３にｎ型不純物を添加するようにしても良いし、ＩｎＡｓ量子ドット１及びＧａＡｓ埋込層３にｎ型不純物を添加するようにしても良い。なお、量子ドット層２をキャップ層及び中間層を備えるものとして構成する場合には、キャップ層又は中間層のみにｎ型不純物を添加するようにしても良い。
【００３８】
この場合、ｎ型不純物添加濃度は、ｐ型不純物を添加したＧａＡｓ層（第１半導体層）５とｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂとの間の領域に添加される全ｎ型不純物数が、その領域にある量子ドット数に対して、例えば１倍となる濃度とる。この濃度の倍率は、０．１〜１０倍程度であれば良い。
したがって、本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）によれば、一方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５にｐ型不純物を添加するだけで、簡易に暗電流を低減させることができ、検知器の性能を向上させることができるという利点がある。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかる光検知器について、図７を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施形態にかかる光検知器は、上述の第１実施形態のものに対し、ｎ-型不純物及びｐ型不純物を添加する領域が異なる。
つまり、本実施形態では、図７に示すように、他方のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層（第１導電型コンタクト層）４Ｂに位置する電子（キャリア）に対する障壁となるように、他方のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂと、他方のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂに最も近い第２量子ドット層２Ｂを構成する量子ドット１Ｂとの間に形成されたＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂに、ｐ型不純物（第２導電型の不純物）が添加されている。つまり、量子ドットを埋め込む埋込層の材料や組成を変えることなく、不純物を添加することで、障壁を形成し、暗電流を低減できるようにしている。なお、図７では、上述の第１実施形態（図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００４０】
なお、ここでは、第２量子ドット層２Ｂを構成するＧａＡｓ埋込層３Ｂにｐ型不純物を添加しているが、これに限られるものではなく、他方のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂと他方のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂに最も近い第２量子ドット層２Ｂとの間にＧａＡｓ層（第２半導体層）を形成し、このＧａＡｓ層（第２半導体層）に、ｐ型不純物（第２導電型の不純物）を添加しても良い。
【００４１】
なお、その他の構成については、上述の第１実施形態のものと同じであるため、以下、異なる点を中心に説明する。
ここで、図８は、ＧａＡｓ層５及びＧａＡｓ埋込層３Ｂにｐ型不純物を添加した場合の伝導帯端プロファイルを示している。
図８に示すように、他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂとこれに最も近い第２量子ドット層２Ｂを構成する量子ドット１Ｂとの間に形成されたＧａＡｓ埋込層３Ｂにｐ型不純物を添加すると、ｐ−ｎ接合の原理により、ｐ型不純物を添加したＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂの伝導帯端のエネルギレベルが、ｐ型不純物を添加していない場合［ｉ−ｎ接合の場合；図１３（Ａ）参照］よりも持ち上がる。
【００４２】
また、ＧａＡｓ埋込層３Ｂにｐ型不純物を添加していない場合、他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂに最も近い第２量子ドット層２Ｂでは、フェルミ準位は、量子ドット１Ｂの励起準位にまで達しているが［図１３（Ａ）参照］、ＧａＡｓ埋込層３Ｂにｐ型不純物を添加すると、図８に示すように、量子ドット１Ｂの基底準位まで下がる。
そして、上述の第１実施形態の場合と同様に、第２量子ドット層２Ｂを構成するＧａＡｓ埋込層３ＢとＧａＡｓ層５との間の領域では、フェルミ準位が相対的に下がるため（即ち、フェルミ準位が量子ドット１の基底準位よりも下がるため）、量子ドット１，１Ｂ内の電子がｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂへ向けて拡散していき、量子ドット１，１Ｂの基底準位に位置する電子数が減少してしまう。量子ドット１，１Ｂの基底準位に位置する電子は、赤外線が入射したときに励起されて光電流の素となるものであるため、その数の減少は光電流量の低下を招くことになる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５と第２量子ドット層２Ｂを構成するＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂとの間の領域、即ち、この領域に形成された量子ドット層２，２Ｂに、ｎ型不純物（第１導電型の不純物）が添加されている。
ここで、図９（Ａ），（Ｂ）は、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂ間に電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示している。
【００４４】
なお、図９（Ａ）は、上述の第１実施形態の場合と同様に、ｎ型ＧａＡｓ下部コンタクト層４Ａ上に形成される電極が低電位側となるような極性（正極性）の電位差を電極間に与えた場合の伝導帯端プロファイルであり、図９（Ｂ）は、極性が逆の電位差、即ち、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂ上に形成される電極が低電位側となるような極性（負極性）の電位差を電極間に与えた場合の伝導帯端プロファイルである。
【００４５】
電極間に正極性の電位差を与えた場合、一方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層（下部コンタクト層）４Ａとこれに最も近い第１量子ドット層２Ａとの間に形成されたＧａＡｓ層（第１半導体層）５にｐ型不純物を添加しているため、図９（Ａ）に示すように、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５の伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなり、これが、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに位置する電子に対する障壁となる。
【００４６】
この障壁は、ｐ型不純物を添加していない従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ側へ空間的に寄せられている。このため、障壁の高さは、従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも高くなる。これにより、ＧａＡｓ埋込層の材料や組成を変えることなく、暗電流を低減できることになる。
一方、電極間に負極性の電位差を与えた場合、他方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層（上部コンタクト層）４Ｂとこれに最も近い第２量子ドット層２Ｂを構成する量子ドット１Ｂとの間に形成されたＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂにｐ型不純物を添加しているため、図９（Ｂ）に示すように、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂに最も近いＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂの伝導帯端のエネルギレベルが最も高くなり、これが、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂに位置する電子に対する障壁となる。
【００４７】
この障壁は、ｐ型不純物を添加していない従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも、低電位側のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ側へ空間的に寄せられている。このため、障壁の高さは、従来構造のエネルギレベルの最も高い部分よりも高くなる。これにより、ＧａＡｓ埋込層の材料や組成を変えることなく、暗電流を低減できることになる。
次に、本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の製造方法について説明する。
【００４８】
本実施形態では、上述の第１実施形態のものに対し、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層（第１導電型コンタクト層）４Ｂの直下のＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂを成長させる工程が異なる。
つまり、ｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂの直下のＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）３Ｂを例えば厚さ５０ｎｍ成長させる際に、例えば厚さ２５ｎｍの領域にｐ型不純物（第２導電型の不純物）としてＢｅを濃度１×１０17／ｃｍ3で添加する。なお、ｐ型不純物添加領域（埋込層３Ｂ）におけるｐ型不純物添加濃度（厚さ×濃度）は、２．５×１０10〜２．５×１０12／ｃｍ2程度であれば良い。
【００４９】
この結果、ＧａＡｓ埋込層３Ｂの伝導帯側のエネルギレベルが上がり（図８参照）、コンタクト層４Ａ，４Ｂ間に電位差を与えた場合に、低電位側のｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂと、このｎ型ＧａＡｓ上部コンタクト層４Ｂに最も近い量子ドット層（第１量子ドット層）２Ｂを構成する量子ドット１Ｂとの間に障壁が形成される［図９（Ｂ）参照］。これにより、暗電流を低減することができる。
【００５０】
なお、その他の工程については、上述の第１実施形態のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）によれば、上述の第１実施形態のものと同様に、簡易に暗電流を低減させることができ、検知器の性能を向上させることができるという利点がある。
【００５１】
特に、本実施形態では、両方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層５、第２半導体層３Ｂ）のそれぞれにｐ型不純物を添加しているため、全ての領域にかかる電界が均一になり、ピーク感度が良くなる（検知したい波長の赤外線のみを検知できるようになる）という利点がある。また、光検知器を動作させる上で、極性の切り替えを行なうような光検知器（例えば、バイアスを切り換えて２波長を検知しうる２波長赤外線検知器）において、どちらの極性においても暗電流を低減させることができるという利点もある。
【００５２】
なお、上述の実施形態では、両方のｎ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ，４Ｂに最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層５、第２半導体層３Ｂ）に対して、同じ濃度のｐ型不純物を添加しているが、上部コンタクト層４Ｂと下部コンタクト層４Ａとでｐ型不純物濃度を変えても良い。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態にかかる光検知器について、図１０〜図１２を参照しながら説明する。
【００５３】
本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）は、上述の第１実施形態のものに対し、コンタクト層が異なり、また、ＧａＡｓ層（第１半導体層）や量子ドットに添加される不純物の導電型が反対になっている点が異なる。つまり、本実施形態では、上述の第１実施形態のものに対し、ｎ型コンタクト層、ｎ型不純物（Ｓｉ）、ｐ型不純物（Ｂｅ）、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極が、それぞれ、ｐ型コンタクト層、ｐ型不純物（Ｂｅ）、ｎ型不純物（Ｓｉ）、ＡｕＺｎ電極に置き換えられたものとして構成される。
【００５４】
具体的には、本量子ドット型赤外線検知器は、例えば図１０に示すように、ＩｎＡｓ量子ドット１を含む複数の量子ドット層２と、複数の量子ドット層２を挟み込むように両側に設けられたｐ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型コンタクト層；電極層）４Ａ′，４Ｂ′とを備える。なお、図１０では、上述の第１実施形態（図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５５】
ここでは、量子ドット層２は、ＩｎＡｓ量子ドット１をＧａＡｓ埋込層３で埋め込んだものとして構成している。なお、量子ドット層２は、これに限られるものではなく、例えばＩｎＡｓ量子ドット１をＩｎＧａＡｓキャップ層又はＩｎＡｌＡｓキャップ層で覆い、このキャップ層上にＧａＡｓ中間層を形成したものとして構成しても良い。これにより、量子ドット型赤外線検知器の応答波長の長波長化又は短波長化を図ることができる。
【００５６】
そして、本実施形態では、図１０に示すように、一方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′［ここでは電位差（バイアス）を与えた場合に高電位になる側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層］と、この高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近い量子ドット層（第１量子ドット層）２Ａとの間の領域、即ち、この領域に形成されたＧａＡｓ層（第１半導体層）５に、ｎ型不純物（第２導電型の不純物）が添加されている。
【００５７】
このように、量子ドット１を埋め込む埋込層の材料や組成を変えることなく、ｎ型不純物を添加することで、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′と第１量子ドット層２Ａとの間に、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａに位置する正孔（キャリア）に対する障壁を形成し、暗電流を低減できるようにしている。
ところで、本実施形態では、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′，４Ｂ′を用いているため、赤外線を検知するのに荷電子帯の量子構造を利用することとなる。つまり、本実施形態にかかる量子ドット型赤外線検知器では、赤外線が入射すると、荷電子帯の量子ドット内に形成される基底準位に位置する正孔が励起され、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ′へ向けて流れる光電流となるため、これを検知することで赤外線を検知するようになっている。
【００５８】
ここで、図１１は、ｎ型不純物及びｐ型不純物を添加した場合の価電子帯端プロファイルを示している。
図１１に示すように、一方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′とこれに最も近い第１量子ドット層２Ａとの間に形成されたＧａＡｓ層（第１半導体層）５にｎ型不純物を添加すると、ｐ−ｎ接合の原理により、ｎ型不純物を添加したＧａＡｓ層５の価電子帯端のエネルギレベルが、ｎ型不純物を添加していない場合（ｉ−ｎ接合の場合）よりも下がる。
【００５９】
この場合、ＧａＡｓ層５にｎ型不純物を添加していない場合、一方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近い第１量子ドット層２Ａでは、フェルミ準位は、量子ドット１の励起準位にまで達しているが、ＧａＡｓ層５にｎ型不純物を添加すると、図１１に示すように、量子ドット１の基底準位まで上がる。
また、上述の第１実施形態と同様に、図１０に示すように、ＧａＡｓ層（第１半導体層）５と他方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ′（ここでは電位差を与えた場合に低電位になる側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層）との間の領域（ここではこの領域に形成される量子ドット１）に、ｐ型不純物（第１導電型の不純物）が添加されている。
【００６０】
この場合、不純物数を量子ドット数に概ね一致させておけば、量子ドット１の基底準位に概ね１個の正孔が供給され、図１１に示すように、フェルミ準位は量子ドット１の基底準位に等しくなる。これにより、量子ドット１の基底準位に位置する正孔数が減少してしまうのを抑制することができ、光電流量の低下を抑制することができる。
ここで、図１２は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′，４Ｂ′間に電位差を与えた場合の価電子帯端プロファイルを示している。
【００６１】
上述のように、一方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′とこれに最も近い第１量子ドット層２Ａとの間に形成されたＧａＡｓ層５にｎ型不純物を添加すると、図１２に示すように、電位差を与えた場合に、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近いＧａＡｓ層５の価電子帯端のエネルギレベルが最も低くなり、これが、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に位置する正孔（キャリア）に対する障壁となる。
【００６２】
つまり、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近いＧａＡｓ層５にｎ型不純物を添加することで、電位差を与えていない状態で、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近いＧａＡｓ層５の価電子帯側のエネルギレベルを、従来構造の高電位側のコンタクト層から数層先のｉ型ＧａＡｓ埋込層の価電子帯端のエネルギレベルと同程度のレベルまで低くすることができる。これに電位差を与えた場合、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近いＧａＡｓ層５の価電子帯端のエネルギレベルが最も低くなり、これが障壁となる。
【００６３】
この障壁は、ｎ型不純物を添加していない従来構造のエネルギレベルの最も低い部分よりも、高電位側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′側へ空間的に寄せられている。このため、障壁の高さは、従来構造のエネルギレベルの最も低い部分よりも高くなる。これにより、ＧａＡｓ埋込層の材料や組成を変えることなく、暗電流を低減できることになる。
なお、その他の構成は、上述の第１実施形態のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００６４】
また、本実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の製造方法は、上述の第１実施形態における光検知器の製造方法において、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層に代えてｐ型ＧａＡｓコンタクト層を用い、ｎ型不純物を添加する工程をｐ型不純物を添加する工程にし、ｐ型不純物を添加する工程をｎ型不純物を添加する工程にすれば良く、基本的には同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６５】
したがって、本実施形態にかかるによれば、上述の第１実施形態と同様に、一方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ａ′に最も近いＧａＡｓ層（第１半導体層）５にｎ型不純物を添加するだけで、簡易に暗電流を低減させることができ、検知器の性能を向上させることができるという利点がある。
なお、本実施形態では、上述の第１実施形態の変形例として説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、本実施形態のものを上述の第２実施形態の変形例として構成しても良い。
【００６６】
つまり、上述の本実施形態の構成に加え、他方の第１導電型コンタクト層（ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ′）と、これに最も近い量子ドット層（第２量子ドット層）を構成する量子ドットとの間に障壁が形成されるように、他方のｐ型ＧａＡｓコンタクト層４Ｂ′と第２量子ドット層を構成する量子ドットとの間に形成されたＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）に、ｎ型不純物（第２導電型の不純物）を添加するようにしても良い。
【００６７】
これにより、上述の第２実施形態と同様に、全ての領域にかかる電界が均一になり、ピーク感度が良くなる（検知したい波長の赤外線のみを検知できるようになる）。また、光検知器を動作させる上で、極性の切り替えを行なうような光検知器（例えば、バイアスを切り換えて２波長を検知しうる２波長赤外線検知器）において、どちらの極性においても暗電流を低減させることができるようになる。
［その他］
なお、本発明は、上述した各実施形態に記載した構成、方法、条件などに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００６８】
例えば、上述の各実施形態では、量子ドットの材料をＩｎＡｓとしているが、これに限られるものではなく、例えば少量のＧａを含むＩｎＧａＡｓとしても良い。
また、上述の各実施形態では、成長方法として分子線エピタキシャル成長法を用いているが、これに限られるものではなく、例えば有機金属気相成長法(ＭＯＣＶＤ法)や原子層成長法(ＡＬＥ法)などの他の成長方法を用いても良い。
【００６９】
また、上述の各実施形態では、量子ドット層を１０層にしているが、量子ドット層数は任意であり、数層から３０層程度の範囲内で適宜選択すれば良い。
（付記１）
量子ドットを含む複数の量子ドット層と、
前記複数の量子ドット層を挟み込むように両側に設けられた第１導電型のコンタクト層とを備え、
一方の第１導電型コンタクト層に位置するキャリアに対する障壁となるように、前記一方の第１導電型コンタクト層と前記一方の第１導電型コンタクト層に最も近い第１量子ドット層との間に形成された第１半導体層に第２導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、光検知器。
【００７０】
（付記２）
前記第１半導体層と他方の第１導電型コンタクト層との間に形成された量子ドット層に第１導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、付記１記載の光検知器。
（付記３）
前記一方の第１導電型コンタクト層が、電位差を与えた場合に低電位になる側のｎ型コンタクト層であり、
前記第１量子ドット層が、前記低電位側のｎ型コンタクト層に最も近い量子ドット層であり、
前記第１半導体層が、前記低電位側のｎ型コンタクト層と前記第１量子ドット層との間に形成されており、
前記第２導電型不純物が、ｐ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｎ型不純物であることを特徴とする、付記２記載の光検知器。
【００７１】
（付記４）
前記一方の第１導電型コンタクト層が、電位差を与えた場合に高電位になる側のｐ型コンタクト層であり、
前記第１量子ドット層が、前記高電位側のｐ型コンタクト層に最も近い量子ドット層であり、
前記第１半導体層が、前記高電位側のｐ型コンタクト層と前記第１量子ドット層との間に形成されており、
前記第２導電型不純物が、ｎ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｐ型不純物であることを特徴とする、付記２記載の光検知器。
【００７２】
（付記５）
他方の第１導電型コンタクト層に位置するキャリアに対する障壁となるように、前記他方の第１導電型コンタクト層と前記他方の第１導電型コンタクト層に最も近い第２量子ドット層を構成する量子ドットとの間に形成された第２半導体層に第２導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、付記１記載の光検知器。
【００７３】
（付記６）
前記第２量子ドット層が、前記量子ドットを埋め込む埋込層を備え、
前記第２半導体層が、前記埋込層であることを特徴とする、付記５記載の光検知器。
（付記７）
前記第２半導体層と前記第１半導体層との間に形成された量子ドット層に第１導電型の不純物が添加されていることを特徴とする、付記５又は６記載の光検知器。
【００７４】
（付記８）
前記第１導電型コンタクト層が、ｎ型コンタクト層であり、
前記第２導電型不純物が、ｐ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｎ型不純物であることを特徴とする、付記７記載の光検知器。
【００７５】
（付記９）
前記第１導電型コンタクト層が、ｐ型コンタクト層であり、
前記第２導電型不純物が、ｎ型不純物であり、
前記第１導電型不純物が、ｐ型不純物であることを特徴とする、付記７記載の光検知器。
【００７６】
（付記１０）
前記量子ドット層が、前記量子ドットを覆うキャップ層と、前記キャップ層上に形成される中間層とを含むことを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項に記載の光検知器。
（付記１１）
前記量子ドットが、ＩｎＡｓからなり、
前記コンタクト層及び前記中間層が、ＧａＡｓからなることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の光検知器。
【００７７】
（付記１２）
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の構成を備えること特徴とする、量子ドット型赤外線検知器。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）のｐ型不純物を添加した場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）のｐ型不純物及びｎ型不純物を添加した場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）において電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の構成及びその製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の構成を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）のｐ型不純物及びｎ型不純物を添加した場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【図９】（Ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）において正極性の電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示す図であり、（Ｂ）は、本発明の第２実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）において負極性の電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）のｐ型不純物及びｎ型不純物を添加した場合の価電子帯端プロファイルを示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる光検知器（量子ドット型赤外線検知器）の電位差を与えた場合の価電子帯端プロファイルを示す図である。
【図１３】（Ａ）は、従来の量子ドット型赤外線検知器の伝導帯端プロファイルを示す図であり、（Ｂ）が、従来の量子ドット型赤外線検知器の構成を示す模式的断面図である。
【図１４】従来の量子ドット型赤外線検知器において電位差を与えた場合の伝導帯端プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ｂ  ＩｎＡｓ量子ドット
２  量子ドット層
２Ａ  第１量子ドット層
２Ｂ  第２量子ドット層
３  ＧａＡｓ埋込層
３Ｂ  ＧａＡｓ埋込層（第２半導体層）
４Ａ，４Ｂ  ｎ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型コンタクト層）
４Ａ′，４Ｂ′  ｐ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型コンタクト層）
５  ＧａＡｓ層（第１半導体層）
１０  ＧａＡｓ基板
１１  ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極
【図１】
0004571920.tif 000002
【図２】
0004571920.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004571920.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004571920.tif 000011
【図１１】
0004571920.tif 000012
【図１２】
0004571920.tif 000013
【図１３】
0004571920.tif 000014
【図１４】
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