小型能带传送量子井红外线检波器

摘要

一种可供检测辐射用之半导体装置，包含复数掺杂的量子井，有至少二束缚状态，以复数超晶格障壁层包围，后者具有小型能带，其平均能量大约等于量子井束缚状态之一。自基态以光激化至掺杂量子井激态之载子，利用外加电场拂掠入小型能带，供集成光电流。结果，可以使用广范围的量子井宽度和障壁层高度，以及各种材料和载子型态，而得半导体装置的较易制造过程，又能改善装置特性，例如降低无光电流。

主权项

1.一种半导体小型能带传送量子井红外线检波器,包括:基材:设在该基材上的多层结构,含有复数掺杂量子井,包括在不同位准的基态和激态,以及设在各该量子井上的复数超晶格障壁层,该复数超晶格障壁层形成小型能带,其平均能量连续于检波器全面形成的各小型能带,并局限各该激态于该复数掺杂量子井内的不同位准;以及第一和第二接触层,分别设在该多层结构之顶表面和底表面者。2.如申请专利范围第1项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该小型能带宽度在50meV和70meV范围者。3.如申请专利范围第1项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该激态的不同位准形成预定形态者。4.如申请专利范围第3项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该激态不同位准的预定形态包括:相当于该小型能带低位准之第一位准,相当于该小型能带中位准之第二位准,以及相当于该小型能带高位准之第三位准者。5.如申请专利范围第1项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该量子井包括复数一带隙者。6.如申请专利范围第5项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该超晶格障壁层包括复数轮流交替的第一和第二层,该第一层相当于该复数的第一带隙,而该第二层相当于较该第一带隙为大之复数第二带隙者。7.如申请专利范围第6项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该量子井包括GaAs者。8.如申请专利范围第7项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括GaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括A GaAs者。9.如申请专利范围第6项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该量子井包括InGaAs者。10.如申请专利范围第9项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括InGaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括InAAs者。11.如申请专利范围第6项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该量子井包括InGaAs者。12.如申请专利范围第11项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括InGaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括InAGaAs者。13.如申请专利范围第1项之半导体小型能带传送量子井红外线检波器,又包括机构,可供在该第一和第二接触层间施加电场,在该超晶格层内展现一系列拟似分立状态者。14.一种小型能带传送量子井红外线检波器用之半导体结构,包括:基材;以及设在该基材上的多层结构,该多层结构包含第一复数掺杂量子井,包括不同位准的基态和激态,和第一复数超晶格障壁层,设在各该量子井上,该复数超晶格障壁层形成小型能带,其平均能量连续于检波器全面形成的各小型能带,并局限各该激态于该复数掺杂量子井内的不同位准者。15.如申请专利范围第14项之半导体结构,其中,该量子井包括复数第一带隙者。16.如申请专利范围第15项之半导体结构,其中,该超晶格障壁层包括复数轮流交替的第一和第二层,该第一层相当于该复数的第一带隙,而该第二层相当于较该第一带隙为大之复数第二带隙者。17.如申请专利范围第16项之半导体结构,其中,该量子井包括GaAs者。18.如申请专利范围第17项之半导体结构,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括GaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括A GaAs者。19.如申请专利范围第16项之半导体结构,其中,该量子井包括InGaAs者。20.如申请专利范围第19项之半导体结构,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括InGaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括InA As者。21.如申请专利范围第16项之半导体结构,其中,该量子井包括InGaAs者。22.如申请专利范围第21项之半导体结构,其中,该超晶格障壁层之该第一层包括InGaAs,而该超晶格障壁层之该第二层包括InA GaAs者。23.如申请专利范围第14项之半导体结构,其中,该小型能带宽度在50meV和70meV范围者。24.如申请专利范围第14项之半导体结构,其中,该激态的不同位准形成预定形态者。25.如申请专利范围第14项之半导体结构,其中,该激态不同位准的预定形态包括:相当于该小型能带低位准之第一位准,相当于该小型能带中位准之第二位准,以及相当于该小型能带高位准之第三位准者。26.一种利用半导体装置检测热辐射之方法,包括步骤为:提供复数掺杂量子井,包括不同位准的基态和激态;由设在各该量子井上的复数强力偶合超晶格障壁层形成小型能带,其平均能量连续于装置全面形成的各小型能带,并局限各该激态于该复数掺杂量子井内的不同位准;将载子以光激化,自该量子井之该基态至该小型能带内之该激态;以及施加电场跨越该超晶格障壁层和该量子井,以传送载子通过该小型能带,集成光电流,相当于热辐射之检测者。27.如申请专利范围第26项之方法,又包括步骤为,选择该量子井在该基态和该一激态间的预定能量差异,相当于所需波峰波长感应,以检测热辐射者。28.如申请专利范围第26项之方法,又包括步骤为,选择该超晶格障壁层的厚度和组成份参变数,而得所需带宽以检测热辐射者。29.如申请专利范围第28项之方法,又包括步骤为,因应该电场变化,而调谐波峰吸收和热辐射之带宽者。30.如申请专利范围第26项之方法,其中,该小型能带形成宽度在50meV和70meV间之范围者。31.如申请专利范围第26项之方法,其中,该量小井内之该激态的不同位准形成预定形态者。32.如申请专利范围第31项之方法,其中,该激态不同位准的预定形态包括:相当于该小型能带低位准之第一位准,相当于该小型能带中位准之第二位准,以及相当于该小型能带高位准之第三位准者。