(57)【特許請求の範囲】
【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、
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
を備え、
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、
照射された光が前記第一及び第二の電極層の前記近接部を透過するように前記第一及び第二の電極が配されたフォトコンダクタ。
【請求項２】
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１又は２に記載のフォトコンダクタ。
【請求項４】
前記第一及び第二の電極が、前記第一及び第二の電極層に接合する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３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６】
前記第一及び第二の電極層は、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に記載のフォトコンダクタ。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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）。
【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。
【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５２ａ、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２０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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００２０】
まず、フォトコンダクタの一つであるＭＳＭ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。
【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。
【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、
0004141582.tif 000002
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２０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ｈν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。
【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、GaAs、LT-（Low Temprature：低温成長）GaAs、LT-InGaAs、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。
【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、InP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Ｒｏｎ）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σphoto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３０、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。
【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、４１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λｇ［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、ｈυ＞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、λｇｏｈｍｉｃ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２０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。
【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。
【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InP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３０、３１の吸収端波長をλｇｏｈｍｉｃとすると、λｇｏｈｍｉｃ＜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。
【００４０】
本実施形態において光伝導半導体薄膜層２０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。
【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３２ａ、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３２ａ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３０、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。
【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３２ａ、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、３２ｂ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３２ｂ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図３】本実施形態のフォトコンダクタの断面図である。
【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。
【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。
【符号の説明】
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
【図１】
0004141582.tif 000003
【図２】
0004141582.tif 000004
【図３】
0004141582.tif 000005
【図４】
0004141582.tif 000006
【図５】
0004141582.tif 000007