[go: up one dir, main page]

JP2793875B2 - Composite quantum structure type semiconductor device - Google Patents

Composite quantum structure type semiconductor device

Info

Publication number
JP2793875B2
JP2793875B2 JP2037877A JP3787790A JP2793875B2 JP 2793875 B2 JP2793875 B2 JP 2793875B2 JP 2037877 A JP2037877 A JP 2037877A JP 3787790 A JP3787790 A JP 3787790A JP 2793875 B2 JP2793875 B2 JP 2793875B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantum
type semiconductor
semiconductor device
energy level
electrons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2037877A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03240277A (en
Inventor
裕之 榊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan
Original Assignee
Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan filed Critical Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan
Priority to JP2037877A priority Critical patent/JP2793875B2/en
Publication of JPH03240277A publication Critical patent/JPH03240277A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2793875B2 publication Critical patent/JP2793875B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光検出器等に用いられる複合量子構造型半
導体素子に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite quantum structure type semiconductor device used for a photodetector or the like.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 分子線エピタキシー法や有機金属CVD法等の構造成長
技術を利用した新しい概念のデバイスとして、例えば量
子井戸レーザー、量子井戸細線トランジスタ、量子井戸
光検出器等の量子構造を用いた素子が提案されている。
[Problems to be Solved by the Related Art and the Invention] As devices of a new concept utilizing a structure growth technique such as a molecular beam epitaxy method and an organic metal CVD method, for example, a quantum well laser, a quantum well thin wire transistor, and a quantum well light detection Devices using a quantum structure such as a vessel have been proposed.

量子井戸レーザーは、活性層を電子のド・ブロイ波長
λと同程度(約100Å程度)の厚さの量子構造とするこ
とにより、厚さ方向に電子を量子的に閉じ込め、電子が
膜厚に沿った2次元方向にのみ自由粒子としてふるまう
ことができるようにしたものである。この量子井戸レー
ザーの特徴は、膜厚等の構造制御により発振波長の制御
が可能であり、優れた発振閾値電流特性が得られること
である。
In a quantum well laser, the active layer has a quantum structure with a thickness about the same as the de Broglie wavelength λ of the electrons (about 100 °), so that the electrons are quantum-confined in the thickness direction and the electrons become thinner. It can behave as free particles only in the two-dimensional directions along it. The feature of this quantum well laser is that the oscillation wavelength can be controlled by controlling the structure such as the film thickness, and excellent oscillation threshold current characteristics can be obtained.

上記の如く構造の厚さ方向(z)に電子を量子的に閉
じ込めた量子井戸構造に対して、さらに膜厚に沿った2
次元方向(x,y)も電子を量子的に閉じ込めたのが量子
箱構造であり、これらの一方に電子を量子的に閉じ込め
たのが量子細線構造である。
As described above, with respect to the quantum well structure in which electrons are quantum-confined in the thickness direction (z) of the structure, 2
In the dimension (x, y), the quantum box structure has a quantum confinement of electrons, and the quantum wire structure has a quantum confinement of electrons in one of them.

GaAsと(AlGa)Asの超薄膜を積層化させた多重量子井
戸構造においては、ドナー不純物から供給された電子は
GaAs超薄膜の内部に閉じ込められる。この時、電子は、
山ひとつの定在波、すなわち最低のエネルギーレベル状
態E1にあり、膜面に垂直なz方向の電気伝導に寄与する
ことができない。この構造の膜面に沿って所定の波長の
赤外光を照射すると、電子は光のエネルギーを吸収して
高いエネルギーレベルに持ち上げられる。多重量子井戸
の組成や寸法を適切に選んだ場合、この高いエネルギー
レベルにある電子に対しては閉じ込め作用が有効に作用
せず、z方向への伝導が可能となる。したがって、この
ような構造では、光の照射の有無のより電気伝導率が変
化するため、赤外光の検出器に用いることができる(L.
Esaki and H.Sakaki 「NEW PHOTOCONDUCTOR」IBM Tec
hnical Disclosure Bulltein Vol.20 No.6 November
1977 P2456−2457)。しかし、このような構造では、
高いエネルギーレベルに持ち上げられた電子が極めて短
時間で最低エネルギーレベルに戻るため、伝導率の変化
が極めて小さくなり、検出器としての感度が低くなる欠
点があった。さらに、量子薄膜内でエネルギーレベルE1
からE2へ光学的に励起をするためには、光を薄い膜面に
沿って入射する必要があり、使用上の不便があった。
In a multiple quantum well structure in which GaAs and (AlGa) As ultrathin films are stacked, electrons supplied from donor impurities are
It is confined inside the ultra thin GaAs film. At this time, the electrons
Mountain one of the standing wave, i.e. at the lowest energy level states E 1, it can not contribute to electrical conduction of the z direction perpendicular to the film surface. When infrared light of a predetermined wavelength is irradiated along the film surface of this structure, electrons absorb light energy and are raised to a high energy level. When the composition and dimensions of the multiple quantum well are properly selected, the confinement effect does not effectively act on electrons at this high energy level, and conduction in the z direction becomes possible. Therefore, in such a structure, the electric conductivity changes depending on the presence or absence of light irradiation, so that the structure can be used for an infrared light detector (L.
Esaki and H. Sakaki "NEW PHOTOCONDUCTOR" IBM Tec
hnical Disclosure Bulltein Vol.20 No.6 November
1977 P2456-2457). However, with such a structure,
Since the electrons lifted to a high energy level return to the lowest energy level in a very short time, there is a disadvantage that the change in conductivity is extremely small and the sensitivity as a detector is reduced. Furthermore, the energy level E 1 in the quantum thin film
To optically excite the E 2 from the need to incident light along a thin film surface, there has been inconvenience of use.

本発明は、上記量子井戸、量子細線、量子箱からなる
複合量子構造を用いることにより光検出器としての機能
を持ち、上記の欠点の一方又は両方を克服した半導体素
子を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a function as a photodetector by using a composite quantum structure including the quantum well, the quantum wire, and the quantum box, and overcoming one or both of the above disadvantages. Is what you do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

まず、照射光に対する感度を高めるには、光で電子励
起して新しい状態に移した時に、電子が元の状態に戻
る過程を抑制して電子が励起状態に留まる時間を比較的
長くし、励起の前後の電子の移動度の変化を大きくす
る必要がある。そのために本発明の複合量子構造型半導
体素子では、薄いトンネル障壁を挟んで第1のエネルギ
ーレベルが異なり第2又はそれ以上のエネルギーレベル
が同じ2種類の量子構造A、Bを配置したことを特徴と
し、量子構造AからBへ電子が効率よく移動するが、逆
過程にはより長い時間を要するような状況を作り出すも
のである。さらに、一方の量子構造A又はBとして高い
伝導性を持つ量子構造を使用し、他方の量子構造B又は
Aに不純物や組成の不均一性を加えたり、細線状や島状
構造に加工したり、異種材料のグリッドを埋め込むこと
によって電子の移動に伴う移動度の変化を大きくしたこ
とを特徴とするものである。
First, in order to increase the sensitivity to irradiation light, when electrons are excited by light and transferred to a new state, the process of returning electrons to the original state is suppressed, and the time for electrons to stay in the excited state is set relatively long. It is necessary to increase the change in the mobility of electrons before and after. Therefore, the composite quantum structure type semiconductor device of the present invention is characterized in that two types of quantum structures A and B having different first energy levels and the same second or higher energy level are arranged with a thin tunnel barrier interposed therebetween. This creates a situation in which electrons move efficiently from the quantum structures A to B, but the reverse process requires a longer time. Furthermore, a quantum structure having high conductivity is used as one quantum structure A or B, and the other quantum structure B or A is added with impurities or non-uniformity in composition, or is processed into a fine line or island structure. The feature is that the change in mobility accompanying the movement of electrons is increased by embedding a grid of different materials.

また、本発明の複合量子構造型半導体素子は、薄いト
ンネル障壁を挟んで量子井戸と第1のエネルギーレベル
が異なり第2のエネルギーレベルが同じ量子箱を配置し
たことを特徴とするものであり、薄いトンネル障壁を挟
んで第1のエネルギーレベルが異なり第2のエネルギー
レベルが同じ量子線と量子箱を交互に配列したことを特
徴とするものでもある。
Further, the composite quantum structure type semiconductor device of the present invention is characterized in that quantum wells having different first energy levels from the quantum well and having the same second energy level are arranged with a thin tunnel barrier interposed therebetween, The present invention is also characterized in that quantum wires and quantum boxes having different first energy levels and the same second energy level are alternately arranged with a thin tunnel barrier interposed therebetween.

〔作用〕[Action]

本発明の複合量子構造型半導体素子では、薄いトンネ
ル障壁を挟んで第1のエネルギーレベルが異なり第2又
はそれ以上のエネルギーレベルが同じ二つの量子構造
(A、B)を配列するので、第1のエネルギーレベル
(E1(A))の低い量子構造Aに電子が閉じ込められた
状態で、所定のエネルギーの光が入射すると、それらの
電子が量子構造Aの第2のエネルギーレベル(E
2(A))に移動すると同時に他方の量子構造Bの第2
のエネルギーレベル(E2(B))にも移動する。その
後、短時間で第2のエネルギーレベルにある電子のうち
約半数は、過剰エネルギーを放出して量子構造Aの第1
のエネルギーレベル(E1(A))に戻るが、残りの半分
は、量子構造Bの第1のエネルギーレベル(E1(B))
に収容され、比較的長時間その状態に留まる。この移動
に伴い、量子構造A、Bの第1のエネルギーレベル(E1
(A))と(E1(B))における電子の伝導度μ、μ
を充分に異なる値に設定できれば、複合構造全体に対
する伝導度が変わる。したがって、この性質を光検出器
その他光制御デバイスとして利用することができる。
In the composite quantum structure type semiconductor device of the present invention, two quantum structures (A, B) having different first energy levels and having the same second or higher energy level are arranged with a thin tunnel barrier interposed therebetween. When light of a predetermined energy enters in a state in which electrons are confined in the quantum structure A having a low energy level (E 1 (A)), these electrons become the second energy level (E
2 (A)) and the second quantum structure B
Energy level (E 2 (B)). Thereafter, about half of the electrons at the second energy level in a short time release excess energy to release the first energy of the quantum structure A.
Return to the energy level (E 1 (A)), but the other half is the first energy level (E 1 (B)) of quantum structure B.
And remain in that state for a relatively long time. With this movement, the first energy levels (E 1) of the quantum structures A and B
(A)) and (E 1 (B)) electron conductivities μ A , μ
If B can be set to sufficiently different values, the conductivity for the entire composite structure will change. Therefore, this property can be used as a photodetector and other light control devices.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る複合量子構造型半導体素子の1
実施例構成を示す図、第2図は各量子井戸のエネルギー
レベルを説明するための図、第3図は複合量子構造型半
導体素子の利用形態を説明するための図である。図中、
QWAとQWBは量子井戸、1と2は障壁結晶、3はトンネル
障壁、4と5は電極を示す。
FIG. 1 shows a composite quantum structure type semiconductor device 1 according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment, FIG. 2 is a diagram for explaining the energy level of each quantum well, and FIG. 3 is a diagram for explaining a use mode of the composite quantum structure type semiconductor device. In the figure,
QWA and QWB are quantum wells, 1 and 2 are barrier crystals, 3 is a tunnel barrier, and 4 and 5 are electrodes.

本発明の複合量子構造型半導体素子は、第1図に示す
ように例えばGaAs量子井戸QWAとQWBの間にAlGaAsの薄い
トンネル障壁3を挟み、外側をAlGaAsの障壁結晶1、2
で蓋をしたものを基本構成とするものであり、量子井戸
QWAとQWBは、第2図に示すように第1のエネルギーレベ
ルが異なるが、第2又はそれ以上のエネルギーレベルが
同じものであり、内部に電子を閉じ込めそれぞれのエネ
ルギーレベルで電子の定在波を形成する。量子井戸QWA
とQWBとの間において、第2のエネルギーレベルでは、
レベルが同じで共鳴状態にあるため相互の電子エネルギ
ーの移動はスムーズであり、薄いトンネル障壁3を通し
て自由に行き来できる状態にあるが、このレベルにある
電子は、レベルの低い第1のエネルギーレベルへ時間と
共に徐々に移ってしまう。また、第1のエネルギーレベ
ルは、レベルが異なり第2のエネルギーレベルより結合
状態がよくないが、ここでも、低い方のレベルへ薄いト
ンネル障壁3を通して徐々に滲み出て移ってしまう。従
って、定常状態では、第1のエネルギーレベルでさらに
レベルの低い方の量子井戸例えばQWAに電子が閉じ込め
られている。
In the composite quantum structure type semiconductor device of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, a thin tunnel barrier 3 made of AlGaAs is sandwiched between GaAs quantum wells QWA and QWB, and AlGaAs barrier crystals 1 and 2 are formed on the outside.
The basic structure of the quantum well
QWA and QWB differ in the first energy level as shown in FIG. 2, but have the same second or higher energy level, confine electrons inside, and stand by the standing wave of electrons at each energy level. To form Quantum well QWA
Between QWB and the second energy level,
Since the levels are the same and in a resonance state, the mutual transfer of electron energy is smooth and the state can freely move back and forth through the thin tunnel barrier 3. However, the electrons at this level move to the lower first energy level. It gradually moves over time. Also, the first energy level is different and has a poorer coupling state than the second energy level, but here too, it gradually seeps through the thin tunnel barrier 3 and moves to the lower level. Therefore, in the steady state, electrons are confined in the lower quantum well, for example, QWA at the first energy level.

そこで、上記の構成において、量子井戸QWAに対して
所定のエネルギーhνの光が面に平行に入射すると、第
1のエネルギーレベルにある電子は励磁され第2のエネ
ルギーレベルに移る。そうすると、先に説明したように
第2のエネルギーレベルに移った電子は、量子井戸QWA
とQWBとの間において薄いトンネル障壁3を通して自由
に行き来できる状態となるため、その半分は、トンネル
障壁3を通して量子井戸QWBへ移る。そして、時間の経
過と共に、量子井戸QWAとQWBそれぞれにおいて下のレベ
ルの第1のエネルギーレベルに落ち、さらに、量子井戸
QWBの第1のエネルギーレベルに移った電子も時間が経
過すると、量子井戸QWAの第1のエネルギーレベルに移
って始めの状態に落ち着く。つまり、このことから両端
に電極を接続しておくと、光の入射により面導電率Gの
変化が測定でき、光を検出できることがわかる。その構
成例を示したのが第3図である。
Thus, in the above configuration, when light having a predetermined energy hν is incident on the quantum well QWA in parallel with the surface, the electrons at the first energy level are excited and shift to the second energy level. Then, as described above, the electrons that have moved to the second energy level are
And a half thereof moves to the quantum well QWB through the tunnel barrier 3. Then, over time, the quantum wells QWA and QWB each fall to the lower first energy level, and
As time elapses, the electrons that have moved to the first energy level of the QWB also move to the first energy level of the quantum well QWA and settle in the initial state. That is, from this, it can be understood that when electrodes are connected to both ends, a change in the surface conductivity G can be measured by the incidence of light, and light can be detected. FIG. 3 shows an example of the configuration.

第3図において、電極4と5は、量子井戸QWAとQWBを
並列接続するように配置したものであり、電極4と5と
の間で導電率G(1/R;Rは抵抗)を測定することができ
る。いま、量子井戸QWAの電子の移動度をμ、電子の
面密度をN1、量子井戸QWBの電子の移動度をμ、電子
の面密度をN2とすると、導電率Gは、それぞれの層にお
ける電子の数と流れやすさを合わせたものとなる。すな
わち、 となる。ここで、N=NA+NBは一定値であるので、μ
>>μ又はμ>>μとすると、光の入射によるNA
/N、NB/Nの変化を導電率G(抵抗R)の変化として高感
度で測定することができ、電気伝導に寄与したものが、
光の入射により電気伝導に寄与しなくなったり、その逆
の結果として光検知を行うことができる。さらに、例え
ばμ=0、μ≠0とした場合には、導電率GがNB
変化により高感度で測定することができる。
In FIG. 3, electrodes 4 and 5 are arranged so that quantum wells QWA and QWB are connected in parallel, and conductance G (1 / R; R is resistance) between electrodes 4 and 5 is measured. can do. Assuming that the mobility of electrons in the quantum well QWA is μ A , the areal density of electrons is N 1 , the mobility of electrons in the quantum well QWB is μ B , and the areal density of electrons is N 2 , the conductivity G is The number of electrons in the layer and the ease of flow are combined. That is, Becomes Here, since N = N A + N B is a constant value, μ A
>> When mu B or μ B >> μ A, N A due to the incidence of light
/ N, changes in N B / N can be measured with high sensitivity as changes in conductivity G (resistance R).
Light detection can be performed as a result of no longer contributing to electrical conduction due to the incidence of light or vice versa. Furthermore, for example, mu A = 0, when the mu B ≠ 0 may conductivity G is measured with high sensitivity due to a change in N B.

第4図〜第7図は本発明の他の実施例構成を示す図で
あり、11はトンネル障壁、12と13は電極を示す。
4 to 7 show another embodiment of the present invention, in which 11 is a tunnel barrier, and 12 and 13 are electrodes.

第4図に示す例は、電極12、13の間に量子井戸QWBを
配置し、量子井戸QWAは量子井戸QWBより短くして電極1
2、13と離すように構成したものである。このようにす
ると、電極12、13の間でμ=0、μ≠0とすること
ができる。また、量子井戸QWAに不純物を加えることに
よりμを低くし、量子QWBを高純度とすることにより
μを高くすると、同様に高検知感度を上げることがで
きる。
In the example shown in FIG. 4, the quantum well QWB is arranged between the electrodes 12 and 13, and the quantum well QWA is shorter than the quantum well QWB and the electrode 1
It is configured to be separated from 2 and 13. In this way, mu A = 0 between the electrodes 12 and 13 may be a mu B ≠ 0. Further, to lower the mu A by adding impurities into the quantum well QWA, the higher the mu B by the quantum QWB high purity, it is possible to increase the high detection sensitivity as well.

第5図に示す例は、トンネル障壁23を挟んで配置した
量子井戸21、24の一方、量子井戸21を細線状に切ること
によって電子の移動度を低くし、μ>>μとしたも
のである。
Example shown in Fig. 5, one of the quantum wells 21 and 24 disposed to sandwich a tunnel barrier 23, to lower the electron mobility by cutting a quantum well 21 in a thin line, and a μ B >> μ A Things.

第6図に示す例は、量子細線26と量子箱27とを組み合
わせたものであり、量子細線26と量子箱27との間にトン
ネル障壁28を設けると、上記と同様にμ>>μにな
る。この場合には、先に説明した例と異なり、高の照射
方向を図示上下方向にすることができる。
The example shown in FIG. 6 is a combination of the quantum wire 26 and the quantum box 27. If a tunnel barrier 28 is provided between the quantum wire 26 and the quantum box 27, the same as above, μ B >> μ Become A. In this case, unlike the example described above, the high irradiation direction can be set in the vertical direction in the figure.

また、第7図に示す例は、一方の量子井戸QWBに量子
井戸の材料GaAsとは異種の材料例えばAlGaAsやInGaAs等
を用いたグリッドメッシュ33を埋め込んだものである。
このグリッドメッシュ33又は島状構造は、量子力学的な
効果が起きる程度に近い間隔で配置されたものである。
In the example shown in FIG. 7, a grid mesh 33 using a material different from the material GaAs of the quantum well, for example, AlGaAs or InGaAs is embedded in one quantum well QWB.
The grid meshes 33 or the island-like structures are arranged at intervals close to the extent that quantum mechanical effects occur.

第8図は本発明に係る量子構造を形成する具体的な手
段の例を説明するための図である。
FIG. 8 is a view for explaining an example of specific means for forming a quantum structure according to the present invention.

本発明の複合量子構造型半導体素子は、先に述べたよ
うに薄いトンネル障壁を挟んで第1のエネルギーレベル
が異なり第2のエネルギーレベルが同じ2種類の量子構
造を配置することを基本的な構成とするものであるが、
その量子構造を作る方法としては、例えば第8図(a)
に示すように高純度のGaAsの量子井戸に対してAlを少し
加えたAlGaAsの広めの量子井戸とすることによって、第
1のエネルギーレベルの異なる1組の量子井戸による複
合量子構造型半導体素子を構成することができる。
As described above, the composite quantum structure type semiconductor device of the present invention basically has two types of quantum structures having different first energy levels and the same second energy level with a thin tunnel barrier interposed therebetween. Configuration.
As a method of forming the quantum structure, for example, FIG.
As shown in the figure, a wide quantum well of AlGaAs is obtained by adding a little Al to a high-purity GaAs quantum well, so that a composite quantum structure type semiconductor device having a first set of quantum wells having different first energy levels can be obtained. Can be configured.

また、他の方法としては、同図(b)に示すように一
方の量子井戸にグリッドと同様にAlAsを1層だけ入れ、
或いは同図(c)に示すようにInAsを加えることによっ
ても同様に複合量子構造型半導体素子を構成することが
できる。
As another method, only one layer of AlAs is put in one of the quantum wells as in the grid as shown in FIG.
Alternatively, a composite quantum structure type semiconductor device can be similarly formed by adding InAs as shown in FIG.

上記本発明に係る複合量子構造型半導体素子では、10
μm〜100μm程度の従来あまりよいセンサのない赤外
の長い領域の光センサとして用いることができる。
In the composite quantum structure type semiconductor device according to the present invention, 10
Conventionally, it can be used as an optical sensor in a long infrared region without a very good sensor of about 100 μm to 100 μm.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、光を抵抗等の変化として読み出すようにしたが、光
学特性の変化を利用して光で読み出したりするデバイス
としてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, light is read out as a change in resistance or the like, but a device that reads out light using a change in optical characteristics may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、性
質の異なる量子構造を薄いトンネル障壁を挟んで配置す
るだけで、所定のエネルギーの光が入射すると、量子構
造における電子の空間的な分布が変わり、その結果伝導
度等が変わるので、この性質を光検出器その他光制御デ
バイスとして利用することができる。しかも、従来あま
りよいセンサのない赤外の長い領域の光センサとして用
いることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, only by arranging quantum structures having different properties with a thin tunnel barrier interposed therebetween, when light of a predetermined energy enters, the spatial distribution of electrons in the quantum structure is improved. Is changed, and consequently the conductivity and the like are changed. Therefore, this property can be used as a photodetector and other light control devices. In addition, it can be used as an optical sensor in a long infrared region where there is no conventional good sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る複合量子構造型半導体素子の1実
施例構成を示す図、第2図は各量子井戸のエネルギーレ
ベルを説明するための図、第3図は複合量子構造型半導
体素子の利用形態を説明するための図、第4図〜第7図
は本発明の他の実施例構成を示す図、第8図は本発明に
係る量子井戸を形成する具体的な手段の例を説明するた
めの図である。 QWAとQWB……量子井戸、1と2……障壁結晶、3……ト
ンネル障壁、4と5……電極。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of a composite quantum structure type semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the energy level of each quantum well, and FIG. FIG. 4 to FIG. 7 are diagrams showing another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an example of a specific means for forming a quantum well according to the present invention. It is a figure for explaining. QWA and QWB ... quantum well, 1 and 2 ... barrier crystal, 3 ... tunnel barrier, 4 and 5 ... electrodes.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】薄いトンネル障壁を挟んで第1のエネルギ
ーレベルが異なり第2又はそれ以上のエネルギーレベル
が同じ2種類の量子構造を配置したことを特徴とする複
合量子構造型半導体素子。
1. A composite quantum structure type semiconductor device comprising two types of quantum structures having different first energy levels and having the same second or higher energy level with a thin tunnel barrier interposed therebetween.
【請求項2】量子構造として量子井戸を使用し、一方の
量子井戸に不純物又は不均一な合金組成を加えることに
よって電子の移動度を低くしたことを特徴とする請求項
1記載の複合量子構造型半導体素子。
2. The composite quantum structure according to claim 1, wherein a quantum well is used as the quantum structure, and electron mobility is reduced by adding an impurity or a non-uniform alloy composition to one of the quantum wells. Type semiconductor element.
【請求項3】量子構造として量子井戸を使用し、一方の
量子井戸に対して他方の量子井戸を細線状に切ることに
よって電子の移動度を低くしたことを特徴とする請求項
1記載の複合量子構造型半導体素子。
3. The composite according to claim 1, wherein a quantum well is used as the quantum structure, and the other quantum well is cut into a thin line with respect to one of the quantum wells to reduce electron mobility. Quantum structure type semiconductor device.
【請求項4】量子構造として量子井戸を使用し、一方の
量子井戸に対して他方の量子井戸に異種材料のグリッド
を埋め込むことによって電子の移動度を低くしたことを
特徴とする請求項1記載の複合量子構造型半導体素子。
4. The method according to claim 1, wherein a quantum well is used as the quantum structure, and the mobility of electrons is reduced by embedding a grid of a different material in one quantum well with respect to the other quantum well. Composite quantum structure type semiconductor device.
【請求項5】薄いトンネル障壁を挟んで量子井戸と第1
のエネルギーレベルが異なり第2のエネルギーレベルが
同じ量子箱を配置したことを特徴とする複合量子構造型
半導体素子。
5. A quantum well and a first well sandwiching a thin tunnel barrier.
Wherein the quantum boxes having different energy levels and the same second energy level are arranged.
【請求項6】薄いトンネル障壁を挟んで第1のエネルギ
ーレベルが異なり第2のエネルギーレベルが同じ量子線
と量子箱を交互に配列したことを特徴とする複合量子構
造型半導体素子。
6. A composite quantum structure type semiconductor device wherein quantum wires and quantum boxes having different first energy levels and having the same second energy level are alternately arranged with a thin tunnel barrier interposed therebetween.
JP2037877A 1990-02-19 1990-02-19 Composite quantum structure type semiconductor device Expired - Fee Related JP2793875B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2037877A JP2793875B2 (en) 1990-02-19 1990-02-19 Composite quantum structure type semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2037877A JP2793875B2 (en) 1990-02-19 1990-02-19 Composite quantum structure type semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03240277A JPH03240277A (en) 1991-10-25
JP2793875B2 true JP2793875B2 (en) 1998-09-03

Family

ID=12509764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2037877A Expired - Fee Related JP2793875B2 (en) 1990-02-19 1990-02-19 Composite quantum structure type semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2793875B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8927964B2 (en) * 2012-11-20 2015-01-06 Nokia Corporation Photodetection
WO2015127960A1 (en) 2014-02-25 2015-09-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photoconductor for emitting and/or receiving electromagnetic waves

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03240277A (en) 1991-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2618870B2 (en) Light modulator
US5079774A (en) Polarization-tunable optoelectronic devices
KR960008181B1 (en) Infrared radiation detection device and method
US4686550A (en) Heterojunction semiconductor devices having a doping interface dipole
US7473922B2 (en) Infrared detector
US5034783A (en) Semiconductor device including cascadable polarization independent heterostructure
JPH03265827A (en) Quantum well optical device and its manufacture
US5291034A (en) Non-linear quantum dot optical device
JPH10326906A (en) Photodetection element and image-pickup element
JP2781021B2 (en) Magnetic field sensor
JP3461893B2 (en) Optical semiconductor device
EP0385685A2 (en) Semiconductor device including cascaded modulation-doped quantum well heterostructures
JPH0770752B2 (en) Quantum interference device
CN115398761A (en) Two-dimensional photonic crystal laser
JP2575901B2 (en) Quantum structure with grid
US5608230A (en) Strained superlattice semiconductor photodetector having a side contact structure
US5026148A (en) High efficiency multiple quantum well structure and operating method
JPH05502112A (en) quantum well structure
JP2793875B2 (en) Composite quantum structure type semiconductor device
JP3033604B2 (en) Semiconductor optical function device
US10541341B2 (en) Semiconductor light receiving device having a type—II superlattice
JPS639388B2 (en)
JPS60145687A (en) Semiconductor laser
JP2018207096A (en) Semiconductor light receiving device
JP2008147521A (en) Infrared detector and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080619

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees