2000 Fiscal Year Annual Research Report
青-紫外光域・雪崩増幅型半導体光検出素子(APD)の基礎研究
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12875005
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
安東 孝止 鳥取大学, 工学部, 教授 (60263480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿倍 友紀 鳥取大学, 工学部, 助手 (20294340)
石井 晃 鳥取大学, 工学部, 助教授 (70183001)
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| Keywords | 青-紫外線APD素子 / 短波長半導体光検出素子 / ZnSe系半導体 / MBE成長 |
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| Research Abstract |
[平成12年度研究実績報告]
II-VI系ワイド・バンドギャップ半導体(ZnSe-ZnSSe)による安定な雪崩増倍型光検出素子(APD)を実現することを目的として、MBE成長による結晶品質の改善、p-n伝導制御、及びメサ加工などの素子プロセスを検討した。以下に主要な成果及び顕在化した課題を記述する:
(1)マクロ・ミクロ欠陥制御(MBE成長膜):MBE成長の最適化(VI/II比、不純物添加条件など)により、マクロ欠陥濃度を10^6cm-2以下に制御し、且つミクロ欠陥(深い欠陥準位)を10^<14>cm^<-3>台までに低減した。この改良により雪崩増倍に必要な高電界(106V/cm)の印加が可能となった。
(2)APD素子作成に必要なメサ加工の条件を確立し、30Vバイアス条件で0.1nA/cm^2までに暗電流を低減(Si-APD相当)した。
(3)上記、基礎技によりn-GaAs基板上のZnSep-n接合により、室温下で光電流信号が増幅される(G=45-55:30V)ことを確認した。
このAPD動作は不安定であるが、その直接の原因はミクロ欠陥の活性化ではなく、素子側面での暗電流に起因しているころが判明した。今後、は素子の欠陥のさらなる制御とプロセスの最適化を進め、APD動作の安定性と信号利得の増大(G>60:室温)を目指す。
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[Publications] T,Abe,K.Ando et.al: "Demonstration of blue-ultraviolet avalanche-photo-diodes of II-VI widegap compound grown by MDE"J.Crystal.Growth. 214/215. 1134-1137 (2000)
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[Publications] H.Ishikura,K.Ando et.al: "High quantum efficiency blue-ultraviolet ZnSe pin photo diode grown by MDE"J.Crystal.Growth. 214/215. 1130-1133 (2000)
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[Publications] T.Abe,K.Ando et.al: "Optimization of ZnSe/ZnTe supperlative structured p-contact for ZnSe-based optical device"J.Crystal Growth. 214/215. 492-496 (2000)
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[Publications] T.Abe,K.Anto: "Widegap II-VI Compound Optical Modulators of ZnSe/ZeMgSCe Asymmetric Coupled Quantum Wells"Proceedings of 2000 Conf.on Opto-electronic and Microelectronic Materials and Devices. (COMMAD2000). 12-12 (2000)
