(57)【要約】【課題】冷却装置を要することなく熱励起に起因する暗電流を低減し、室温近傍で検出器を動作させた場合に十分な特性を発揮し得る量子型赤外線検出器を提供すること。【解決手段】量子型赤外線検出器（１０）は、井戸層（１３）、第１の障壁層（１４）、ならびに井戸層（１３）および第１の障壁層（１４）の間に設けられた井戸層（１３）に隣接する第２の障壁層（１５）から構成される多重量子井戸層（１６）と、多重量子井戸層（１６）を挟み込むように設けられた一対のコンタクト層と、を備え、第１および第２の障壁層（１４，１５）は、それぞれＡｌ組成比の異なるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓと、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓとで構成され、第２の障壁層（１６）のＡｌ組成比ｙは、第１の障壁層（１５）のＡｌ組成比ｘより高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
井戸層、前記井戸層の両主面側に設けられた一対の第１の障壁層、ならびに前記井戸層および前記第１の障壁層の間にそれぞれ設けられ、前記井戸層に隣接する第２の障壁層から構成される多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟み込むように設けられた一対のコンタクト層と、を備え、
前記第２の障壁層の障壁高さが前記第１の障壁層の障壁高さよりも高いことを特徴とする量子型赤外線検出器。
【請求項２】
前記第２の障壁層の障壁高さは、前記井戸層において少なくとも１つのサブバンドエネルギー準位を有し、前記井戸層内の基底準位に位置するキャリアの励起準位よりも高いことを特徴とする請求項１記載の量子型赤外線検出器。
【請求項３】
前記第１および第２の障壁層は、それぞれＡｌ組成比の異なるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓと、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓとで構成され、前記第２の障壁層のＡｌ組成比ｙは、前記第１の障壁層のＡｌ組成比ｘより高いことを特徴とする請求項１または請求項２記載の量子型赤外線検出器。
【請求項４】
前記井戸層はＧａＡｓ層であり、前記第１の障壁層はＡｌ組成比ｘが０．４５以下であるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓで構成され、前記第２の障壁層はＡｌＡｓ層であることを特徴とする請求項３記載の量子型赤外線検出器。
【請求項５】
前記第１の障壁層の障壁高さは、前記井戸層内の基底準位に位置するキャリアの励起準位よりも低いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の量子型赤外線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出器に関し、特に、化合物半導体層で構成される多重量子井戸層内に発生するサブバンド間遷移を利用し、赤外線を吸収して電気信号に変換する量子型赤外線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化合物半導体をナノメートルスケールで積層し、量子化された準位のエネルギー差を用いて赤外線を検出する量子井戸型赤外線検出器（ＱＷＩＰ；Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）が注目されている。このような量子井戸型赤外線検出器２０は、図６に示すように、基板２１上に形成された下部コンタクト層２２と、井戸層２３とこの井戸層２３に対するポテンシャル障壁を有する障壁層２４とによって構成される多重量子井戸層２５（ＭＱＷ；Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）と、上部コンタクト層２６と、を順に積層した素子構造を有する。すなわち、量子井戸型赤外線検出器２０は、一対のコンタクト層（下部コンタクト層２２および上部コンタクト層２６）で多重量子井戸層２５を挟み込んだ素子構造である。
【０００３】
量子井戸型赤外線検出器２０は、図６に示すように、下部コンタクト層２２および上部コンタクト層２６間に、所定のバイアス電圧を印加した状態で用いられる。
【０００４】
量子井戸型赤外線検出器２０では、井戸層２３において、少なくとも１つのサブバンドエネルギー準位を有し、井戸層２３内の基底準位に位置する電子（キャリア）が、外部から照射された赤外線によって励起準位あるいは連続準位に励起される。一対のコンタクト層間には所定のバイアス電圧が印加されているため、励起された電子（キャリア）は、一対のコンタクト層間を移動し、電流（光電流）を生じる。
【０００５】
このように、量子井戸型赤外線検出器２０は、一対のコンタクト層（下部コンタクト層２２および上部コンタクト層２６）間に所定のバイアス電圧を印加した状態で、外部から照射された赤外線により励起された電子（キャリア）を電流として検知することで、赤外線を検出する。このような量子井戸型赤外線検出器に関する基礎的な検討としては、例えば非特許文献１などがある。
【０００６】
ところで、量子井戸型赤外線検出器の特性向上のためには、赤外線が照射されていないにもかかわらず流れてしまう暗電流を低減し、光電流を増加することが重要である。暗電流を低減するために、例えば、２種類の障壁層を用いる素子構造が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１では、多重量子井戸層の一部に膜厚もしくはポテンシャル高さの異なる障壁層を部分的に配置して暗電流を低減する技術が提案されている。特許文献２では、電子の有効質量が異なる材料で構成された２つの障壁層を隣接して配置して、暗電流を低減する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４１０２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１９８８４９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】B.F.Levine, ”Quantum-well infraredphotodetector”, J.Appl.Phys.74(8), 15 October 1993
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の量子井戸型赤外線検出器によれば、トンネル電流が支配的な低温状態での暗電流を低減することはできるが、熱励起電流が支配的な室温近傍での暗電流を低減することはできない。一般に、熱励起電流による暗電流を低減するためには、検出器の温度を低下させる対応がとられるが、従来の量子井戸型赤外線検出器の構造では、十分な特性を得るために、例えば、液体窒素により７７Ｋ程度まで検出器を冷却する必要がある。冷却のためには、大がかりな装置、例えば、クライオスタットやスターリングクーラーなどが必要となり、検出器のコスト、小型化などの点で問題がある。さらには、冷却剤の補充など定期的なメンテナンスが必要なことから、連続運転可能時間が短くなるといった問題がある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、冷却装置を要することなく熱励起に起因する暗電流を低減し、室温近傍で検出器を動作させた場合に十分な特性を発揮し得る量子型赤外線検出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】
【００１１】
本発明の量子型赤外線検出器は、井戸層、前記井戸層の両主面側に設けられた一対の第１の障壁層、ならびに前記井戸層および前記第１の障壁層の間にそれぞれ設けられ、前記井戸層に隣接する第２の障壁層から構成される多重量子井戸層と、前記多重量子井戸層を挟み込むように設けられた一対のコンタクト層と、を備え、前記第２の障壁層の障壁高さが前記第１の障壁層の障壁高さよりも高いことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、井戸層を挟み込むように障壁高さの高いポテンシャル障壁が形成されるので、井戸層での電子（キャリア）の閉じ込め状態が改善され、熱励起により井戸層から抜け出す電子（キャリア）を低減することができる。これにより、例えば室温近傍の高温状態で量子型赤外線検出器を動作させた場合における、暗電流の主要な構成要素である熱励起電流を低減することができ、十分な特性を発揮し得る量子型赤外線検出器を実現することが可能となる。
【００１３】
上記量子型赤外線検出器においては、前記第２の障壁層の障壁高さは、前記井戸層において少なくとも１つのサブバンドエネルギー準位を有し、前記井戸層内の基底準位に位置するキャリアの励起準位よりも高いことが好ましい。この場合には、井戸層内の電子（キャリア）が、熱励起によって第２の障壁層のポテンシャルを超え、井戸層から抜け出すことによって生じる熱励起電流を抑制することができる。
【００１４】
上記量子型赤外線検出器においては、前記第１および第２の障壁層は、それぞれＡｌ組成比の異なるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓと、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓとで構成され、前記第２の障壁層のＡｌ組成比ｙは、前記第１の障壁層のＡｌ組成比ｘより高いことが好ましい。この場合には、井戸層を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さを大きくすることができ、井戸層での電子（キャリア）の閉じ込めを改善することが可能となる。
【００１５】
上記量子型赤外線検出器においては、前記井戸層はＧａＡｓ層であり、前記第１の障壁層はＡｌ組成比ｘが０．４５以下であるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓで構成され、前記第２の障壁層はＡｌＡｓ層であることが好ましい。この場合には、井戸層を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さを非常に大きくすることができ、井戸層での電子（キャリア）の閉じ込めをさらに改善することが可能となる。
【００１６】
上記量子型赤外線検出器においては、前記第１の障壁層の障壁高さは、前記井戸層内の基底準位に位置するキャリアの励起準位よりも低いことが好ましい。この場合には、光電流を低減させることなく、トンネル電流の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷却装置を要することなく熱励起に起因する暗電流を低減し、室温近傍で検出器を動作させた場合に十分な特性を発揮し得る量子型赤外線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る量子井戸型赤外線検出器の構造を示す断面模式図である。
【図２】上記量子井戸型赤外線検出器の多重量子井戸層を構成する量子井戸を示す模式的なエネルギーバンド図である。
【図３】上記量子井戸型赤外線検出器のデバイス特性計算のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】上記量子井戸型赤外線検出器のデバイス特性計算のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】上記量子井戸型赤外線検出器のデバイス特性計算のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】従来の量子井戸型赤外線検出器の構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る量子井戸型赤外線検出器の構造を示す断面模式図である。この量子井戸型赤外線検出器１０は、基板１１上に形成された下部コンタクト層１２と、多重量子井戸層１６と、上部コンタクト層１７と、を順に積層した素子構造を有する。すなわち、量子井戸型赤外線検出器１０は、一対のコンタクト層（下部コンタクト層１２および上部コンタクト層１７）で多重量子井戸層１６を挟み込んだ素子構造である。
【００２０】
多重量子井戸層１６は、井戸層１３と、井戸層１３に対するポテンシャル障壁をもつ第１の障壁層１４と、第１の障壁層１４に対するポテンシャル障壁をもつ第２の障壁層１５と、から構成される二重障壁量子井戸層を複数周期（例えば、１０周期）繰り返し積層して構成される。第１の障壁層１４は井戸層１３に隣接せず、第２の障壁層１５のみが井戸層１３に隣接する。すなわち、第２の障壁層１５は、井戸層１３の上側および下側に、井戸層１３を挟み込むように設けられている。また、第２の障壁層１５は、井戸層１３と第１の障壁層１４との間に設けられている。したがって、図１に示す多重量子井戸層１６は、第１の障壁層１４／第２の障壁層１５／井戸層１３／第２の障壁層１５／第１の障壁層１４の順で積層される。なお、図１においては、下部コンタクト層１２および上部コンタクト層１７に第１の障壁層１４が接しているが、この構成に限られず、多重量子井戸層１６を形成するいずれの層が下部コンタクト層１２および上部コンタクト層１７に接していてもよい。
【００２１】
量子井戸型赤外線検出器１０は、図１に示すように、下部コンタクト層１２および上部コンタクト層１７間に、所定のバイアス電圧を印加した状態で用いられる。量子井戸型赤外線検出器１０では、井戸層１３において、少なくとも１つのサブバンドエネルギー準位を有し、井戸層１３内の基底準位に位置する電子（キャリア）が、外部から照射された赤外線によって励起準位あるいは連続準位に励起される。一対のコンタクト層間には所定のバイアス電圧が印加されているため、励起された電子（キャリア）は、一対のコンタクト層間を移動し、電流（光電流）を生じる。量子井戸型赤外線検出器１０においては、この電流（光電流）を検知することで、赤外線を検出することができる。
【００２２】
図２は、量子井戸型赤外線検出器１０の多重量子井戸層１６を構成する量子井戸を示す模式的なエネルギーバンド図である。なお、図２における図示左右方向は、図１における多重量子井戸層１６の積層方向（図１における図示上下方向）に一致する。図２に示すように、第１の障壁層１４と第２の障壁層１５とは、障壁高さが異なるように構成されており、第２の障壁層１５の障壁高さが第１の障壁層１４の障壁高さよりも高くなるよう構成されている。すなわち、第１の障壁層１４と第２の障壁層１５とは、第２の障壁層１５の伝導帯のエネルギーレベルと第１の障壁層１４の伝導帯のエネルギーレベルとが不連続となるように（図２に示すように、第１の障壁層１４の伝導帯のエネルギーレベルよりも第２の障壁層１５の伝導帯のエネルギーレベルが高くなるように）構成されている。
【００２３】
第２の障壁層１５の障壁高さは、井戸層１３において少なくとも１つのサブバンドエネルギー準位を有し、井戸層１３内の基底準位に位置する電子（キャリア）の励起準位よりも高くなるように設定されている。これにより、井戸層１３内の電子（キャリア）が、熱励起によって第２の障壁層１５のポテンシャルを超え、井戸層１３から抜け出すことによって生じる熱励起電流を抑制することができる。
【００２４】
第１の障壁層１４の障壁高さは、井戸層１３内の基底準位に位置する電子（キャリア）の励起準位よりも低くなるように設定されている。これにより、光電流を低減させることなく、トンネル電流の発生を抑制することができる。
【００２５】
第２の障壁層１５の厚さは、十分に薄膜化されていることが好ましい。例えば、第２の障壁層１５の厚さは、３ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、第２の障壁層１５の厚みによって電子（キャリア）の透過確率が低下してしまい、熱励起電流に起因する暗電流だけでなく、光電流まで低下してしまう事態を防ぐことができる。
【００２６】
第１の障壁層１４の厚さは、井戸層１３内に閉じ込められた電子（キャリア）が障壁層をトンネルして外部に流れ出すことを防ぐために、トンネル電流を抑制するために十分な厚さを有することが好ましい。例えば、第１の障壁層１４の厚さは、２０〜８０ｎｍであることが望ましい。
【００２７】
量子井戸型赤外線検出器１０の多重量子井戸層１６を構成する量子井戸を、このような構成にすることにより、井戸層１３を挟み込むように障壁高さの高いポテンシャル障壁が形成されるため、井戸層１３での電子（キャリア）の閉じ込め状態が改善される。したがって、熱励起によって井戸層１３から抜け出す電子（キャリア）を低減することができる。また、第２の障壁層１５は薄膜化されているため、第２の障壁層１５があることによる光電流の低下（コンタクト層間を移動するキャリア量の減少）を抑制することができる。これにより、例えば、室温近傍で量子井戸型赤外線検出器１０を駆動させた場合の、暗電流の主要な構成要素である熱励起電流を低減することができ、検出感度が良好な量子井戸型赤外線検出器１０を実現できる。
【００２８】
図２に示すようなエネルギーバンド図をもつ第１の障壁層１４および第２の障壁層１５の材料について説明する。第１の障壁層１４と第２の障壁層１５とは、異なる材料によって構成され、これらの材料は、第２の障壁層１５の伝導帯のエネルギーレベルと第１の障壁層１４の伝導帯のエネルギーレベルとが不連続となるように（図２に示すように、第１の障壁層１４の伝導帯のエネルギーレベルよりも第２の障壁層１５の伝導帯のエネルギーレベルが高くなるように）選択される。例えば、第１の障壁層１４と第２の障壁層１５とは、第２の障壁層１５の障壁高さを第１の障壁層１４の障壁高さよりも高くするために、それぞれＡｌ組成比の異なるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓと、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓとで構成することができる。ここで、井戸層１３に隣接する第２の障壁層１５のＡｌ組成比ｙは、井戸層１３に隣接しない井戸層１４のＡｌ組成比ｘよりも高く設定する。この組成により、第１の障壁層１４は、井戸層１３に対するポテンシャル障壁をもち、第２の障壁層１５は、第１の障壁層１４に対するポテンシャル障壁をもつように構成される。
【００２９】
続いて、量子井戸型赤外線検出器１０の製造方法の一例について説明する。量子井戸型赤外線検出器１０における各層の成膜は、膜厚や材料組成比などを高度に制御可能な化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法あるいは分子線エピタキシー（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法などの成膜法により行うことができる。
【００３０】
量子井戸型赤外線検出器１０の基板１１としては、例えば、半絶縁性ＧａＡｓ基板を用いることができる。この基板１１上に、例えば、シリコン（Ｓｉ）を７×１０１７ｃｍ−３の濃度となるようにドーピングした、ｎ−ＧａＡｓで構成される下部コンタクト層１２を、膜厚１００ｎｍに成膜する。続いて、下部コンタクト層１２上に、多重量子井戸層１６を成膜する。最後に、多重量子井戸層１６上に、下部コンタクト層１２と同じ条件の上部コンタクト層１７を成膜することで、図１に示す量子井戸型赤外線検出器１０が完成する。
【００３１】
多重量子井戸層１６を構成する井戸層１３は、例えば、シリコン（Ｓｉ）を３×１０１７ｃｍ−３の濃度となるようにドーピングしたｎ−ＧａＡｓを、膜厚４．８ｎｍに成膜して形成する。多重量子井戸層１６を構成する第１の障壁層１４は、例えば、シリコン（Ｓｉ）を４×１０１６ｃｍ−３の濃度となるようにドーピングしたｎ−ＡｌＧａＡｓを成膜して形成する。多重量子井戸層１６を構成する第２の障壁層１５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）を４×１０１６ｃｍ−３の濃度となるようにドーピングしたｎ−ＡｌＧａＡｓを成膜して形成する。なお、第１の障壁層１４と第２の障壁層１５とは、アルミニウム（Ａｌ）の組成比が異なる値のｎ−ＡｌＧａＡｓを用いて成膜する。これにより、２つの障壁層間にポテンシャル障壁が形成される。また、第２の障壁層１５の膜厚は、１０ｎｍ以下、特に３ｎｍ以下となるように成膜することが好ましい。第２の障壁層１５の膜厚が１０ｎｍを超えると、キャリアの透過確率の低下に起因して光電流が低下し、結果として量子井戸型赤外線検出器１０の検出感度が低下する。一方、第２の障壁層１５を薄膜化することにより量子井戸型赤外線検出器１０の感度特性は改善される傾向にあるが、第２の障壁層１５の膜厚が３ｎｍ程度となると、それ以上薄膜化してもこの特性にほとんど差異が認められない。そのため、第２の障壁層１５は、膜厚３ｎｍ以下に成膜することが好ましい。
【００３２】
続いて、このように作製された量子井戸型赤外線検出器１０のデバイス特性計算のシミュレーション結果について説明する。図３〜図５は、量子井戸型赤外線検出器１０のデバイス特性計算のシミュレーション結果を示すグラフである。各グラフにおける◇マーカーのグラフは、従来の単純な単一障壁層（ＳＢＱＷ；Ｓｉｎｇｌｅ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）を備えた量子井戸型赤外線検出器を示す比較例である。
【００３３】
なお、このシミュレーションでは、多重量子井戸層１６を備えた量子井戸型赤外線検出器１０であって、この多重量子井戸層１６を構成する井戸層１３がＧａＡｓ層で構成され、かつ、第１の障壁層１４を構成するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層のＡｌ組成比ｘが０．２７に固定されたモデルにおいて、第２の障壁層１５を構成するＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層のＡｌ組成比ｙを０．３から１．０の範囲で変化させた場合の計算を実施している。井戸層１３に隣接しない第１の障壁層１４が形成するコンダクションバンドの下端は、Ａｌ組成比ｘを０．４５以下とすることでΓ谷となり、Ａｌ組成比ｘを０．４５より大きくすることでＸ谷となる。Ｘ谷は、Γ谷に比べて非常に電子移動度が低いため、第１の障壁層１４が形成するコンダクションバンドの下端がＸ谷である場合には、十分な電気伝導性を確保できなくなり、素子特性の低下を引き起こすおそれがある。また、電子移動度が低いために、応答速度の低下も懸念される。したがって、第１の障壁層１４のＡｌ組成比ｘは、０．４５以下とすることが好ましい。
【００３４】
図３のグラフは、横軸が温度［Ｋ］、縦軸が比検出能力［ｃｍ・Ｈｚ１／２／Ｗ］の値を示している。図３に示すように、第２の障壁層１５のＡｌ組成比ｙを第１の障壁層１４のＡｌ組成比ｘより高めた多重量子井戸層１６を備えたモデルを示すグラフは、いずれも単純な単一障壁層を備えたモデルを示すグラフより縦軸の値が大きく、比検出能力の値が高いことがわかる。すなわち、このシミュレーション結果より、第２の障壁層１５のＡｌ組成比ｙを、第１の障壁層１４のＡｌ組成比ｘより高めることで、熱励起により井戸層１３から抜け出すキャリア（電子）による熱雑音を低減し、量子井戸型赤外線検出器１０の感度特性を高めることが可能となることがわかる。なお、図３より、第２の障壁層１５は、Ａｌ組成比ｙ＝１．０であるＡｌＡｓ層で構成される場合に最も比検出能力の値が高くなるため、この場合に井戸層１３を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さが最大となることがわかる。
【００３５】
また、このモデルの構造においては、中赤外線、すなわち４．６〜７．９μｍの範囲で感度波長ピークを有する。これは、量子井戸型赤外線検出器１０が、光電流を減らすことなく、暗電流を効果的に抑制できることに起因する効果である。
【００３６】
図４のグラフは、横軸が温度［Ｋ］、縦軸が暗電流［ａ．ｕ．］を示している。図４に示すように、第２の障壁層１５のＡｌ組成比ｙを第１の障壁層１４のＡｌ組成比ｘより高めた多重量子井戸層１６を備えたモデルを示すグラフは、いずれも単純な単一障壁層を備えたモデルを示すグラフより縦軸の値が小さく、３００Ｋ（室温）における暗電流を２桁以上少なくできることがわかる。なお、図４より、第２の障壁層１５は、Ａｌ組成比ｙ＝１．０であるＡｌＡｓ層で構成される場合に最も暗電流が小さくなるため、この場合に井戸層１３を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さが非常に大きくなることがわかる。
【００３７】
図５のグラフは、横軸が温度［Ｋ］、縦軸が光電流［ａ．ｕ．］を示している。図５に示すように、第２の障壁層１５のＡｌ組成比ｙを第１の障壁層１４のＡｌ組成比ｘより高めた多重量子井戸層１６を備えたモデルを示すグラフは、いずれも単純な単一障壁層を備えたモデルを示すグラフと比較して、光電流がほとんど低下することがないことがわかる。なお、図５より、第２の障壁層１５は、Ａｌ組成比ｙ＝１．０であるＡｌＡｓ層で構成される場合に最も光電流が大きくなるため、この場合に井戸層１３を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さが非常に大きくなることがわかる。
【００３８】
これらのシミュレーション結果より、量子井戸型赤外線検出器１０は、井戸層１３がＧａＡｓ層であり、井戸層１３に隣接しない第１の障壁層１４がＡｌ組成比ｘ＝０．４５以下のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓで構成され、さらに、第２の障壁層１５がＡｌＡｓ層である場合に、第２の障壁層１５の障壁高さが第１の障壁層１４の障壁高さよりも高く、井戸層１３を挟み込むように形成された障壁層の障壁高さが非常に大きくなり、井戸層１３での電子（キャリア）の閉じ込めを大きく改善することが可能となることがわかる。
【００３９】
なお、上記多重量子井戸層１６を備えたモデルにおいては、井戸層１３の膜厚を調整することにより、量子井戸型赤外線検出器１０に感度波長を、３〜１５μｍの範囲内で制御することが可能となる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  量子井戸型赤外線検出器
１１  基板
１２  下部コンタクト層
１３  井戸層
１４  第１の障壁層
１５  第２の障壁層
１６  多重量子井戸層
１７  上部コンタクト層
２０  量子井戸型赤外線検出器
２１  基板
２２  下部コンタクト層
２３  井戸層
２４  障壁層
２５  多重量子井戸層
２６  上部コンタクト層
【図１】
2013058580.tif 000003
【図２】
2013058580.tif 000004
【図３】
2013058580.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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