发明名称 量子点红外线侦测器
摘要 一种量子点红外线侦测器包括有一半导体基板;一缓冲层,形成于半导体基板之上;一未掺杂之第一阻挡层,形成于缓冲层之上;一第一量子点结构层,形成于第一阻挡层之上;一高掺杂(heavily doped)之第一接触层,形成于第一量子点结构层之上;一第二量子点结构层,形成于第一接触层之上;一未掺杂之第二阻挡层,形成于第二量子点结构层之上;以及一掺杂之第二接触层,形成于第二阻挡层之上。在另一实施例中,第一阻挡层与第二阻挡层可选择性地形成。本发明所揭露之量子点红外线侦测器可以增加光电流并抑制暗电流,使得其侦测度提高,并提高操作温度。
申请公布号 TWI269355 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW093141218 申请日期 2004.12.29
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 林时彦;祁锦云;周淑婷;蔡承轩
分类号 H01L21/00(2006.01) 主分类号 H01L21/00(2006.01)
代理机构 代理人 许世正 台北市信义区忠孝东路5段410号4楼
主权项 1.一种量子点红外线侦测器,包括有:一半导体基板;一缓冲层,形成于该半导体基板之上;一未掺杂之第一阻挡层,形成于该缓冲层之上;一第一量子点结构层,形成于该第一阻挡层之上;一高掺杂之第一接触层,形成于该第一量子点结构层之上;一第二量子点结构层,形成于该第一接触层之上;一未掺杂之第二阻挡层,形成于该第二量子点结构层之上;以及一掺杂之第二接触层,形成于该第二阻挡层之上。2.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该半导体基板系为一位掺杂之砷化镓基板。3.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该缓冲层系为一掺杂五族元素之n型砷化镓。4.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一阻挡层系为一高能隙砷化铝镓,其铝之含量为10%~100%。5.如申请专利范围第4项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一阻挡层之厚度约介于10~50nm之间。6.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一量子点结构层包括有:一掺杂之第一位障层;以及复数层量子点,埋入该第一位障层中。7.如申请专利范围第6项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一位障层系为掺杂三族元素之p型砷化镓。8.如申请专利范围第6项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点之层数为3~100层。9.如申请专利范围第6项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为未掺杂之砷化镓铟量子点。10.如申请专利范围第6项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为掺杂五族元素之n型之砷化镓铟量子点。11.如申请专利范围第6项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为Si/Ge/Si。12.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,该高掺杂之第一接触层系为掺杂高浓度三族元素之p型砷化镓。13.如申请专利范围第12项所述之量子点红外线侦测器,其中该高掺杂之第一接触层之厚度为0.1~0.5m。14.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二量子点结构层包括有:一掺杂之第二位障层;以及复数层量子点,埋入该第二位障层中。15.如申请专利范围第14项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二位障层系为掺杂三族元素之p型砷化镓。16.如申请专利范围第14项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点之层数为3~100层。17.如申请专利范围第14项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为未掺杂之砷化镓铟量子点。18.如申请专利范围第14项所述之量子点红外线侦测器,其中该砷化镓铟量子点系为掺杂五族元素之n型之砷化镓铟量子点。19.如申请专利范围第14项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为Si/Ge/Si。20.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二阻挡层系为一高能隙砷化铝镓,其铝之含量为10%~100%。21.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二阻挡层之厚度约介于10~50nm之间。22.如申请专利范围第1项所述之量子点红外线侦测器,其中第二接触层该系为掺杂五族元素之n型砷化镓。23.一种量子点红外线侦测器,包括有:一半导体基板;一缓冲层,形成于该半导体基板之上;一第一量子点结构层,形成于该缓冲层之上;一高掺杂之第一接触层,形成于该第一量子点结构层之上;一第二量子点结构层,形成于该第一接触层之上;以及一掺杂之第二接触层,形成于该第二量子点结构层之上。24.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中更包括有一未掺杂之第一阻挡层,形成于该缓冲层之上。25.如申请专利范围第24项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一阻挡层系为一高能隙砷化铝镓,其铝之含量为10%~100%。26.如申请专利范围第25项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一阻挡层之厚度约介于10~50nm之间。27.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中更包括有一未掺杂之第二阻挡层,形成于该第二量子点结构层之上。28.如申请专利范围第27项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二阻挡层系为一高能隙砷化铝镓,其铝之含量为10%~100%。29.如申请专利范围第28项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二阻挡层之厚度约介于10~50nm之间。30.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中该该半导体基板系为一位掺杂之砷化镓基板。31.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中该缓冲层系为一掺杂五族元素之n型砷化镓。32.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中该第一量子点结构层包括有:一掺杂之第一位障层;以及复数层量子点,埋入该第一位障层中。33.如申请专利范围第32所述之量子点红外线侦测器,其中该第一位障层系为掺杂三族元素之p型砷化镓。34.如申请专利范围第32项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点之层数为3~100层。35.如申请专利范围第32项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为未掺杂之砷化镓铟量子点。36.如申请专利范围第32项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为掺杂五族元素之n型之砷化镓铟量子点。37.如申请专利范围第32项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为Si/Ge/Si。38.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,该高掺杂之第一接触层系为掺杂高浓度三族元素之p型砷化镓。39.如申请专利范围第38项所述之量子点红外线侦测器,其中该高掺杂之第一接触层之厚度为0.1~0.5m。40.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二量子点结构层包括有:一掺杂之第二位障层;以及复数层量子点,埋入该第二位障层中。41.如申请专利范围第40项所述之量子点红外线侦测器,其中该第二位障层系为掺杂三族元素之p型砷化镓。42.如申请专利范围第40项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点之层数为3~100层。43.如申请专利范围第40项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为未掺杂之砷化镓铟量子点。44.如申请专利范围第40项所述之量子点红外线侦测器,其中该砷化镓铟量子点系为掺杂五族元素之n型之砷化镓铟量子点。45.如申请专利范围第40项所述之量子点红外线侦测器,其中该量子点系为Si/Ge/Si。46.如申请专利范围第23项所述之量子点红外线侦测器,其中第二接触层该系为掺杂五族元素之n型砷化镓。图式简单说明:第1图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之第一实施例之结构示意图;第2图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之第二实施例之结构示意图;第3图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之第三实施例之结构示意图;第4图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之第四实施例之结构示意图;第5图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器其电压-电流特性;第6图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器其电压-电流特性;第7图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之低温正偏压频谱响应;第8图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之低温零偏压频谱响应;以及第9图系为本发明所揭露之量子点红外线侦测器之低温正偏压频谱响应。
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