| 研究概要 |
ZnSe系II-VI族ワイドギャップ半導体による新光デバイス(青-緑レーザ/発光ダイオード, 青-紫外線光検出器など)は, 次世代マルチメディアシステムで必須となる高速大容量光ディスクシステム構築のキーデバイスとして期待されているが, 従来の基板はn型GaAs, ZnSeに制約されており, 上部電極コンタクト層にトンネル効果を利用した「超格子電極」を設ける必要がある。
本研究では, 上述した技術課題を根本的に解決するために, 成長界面に「共鳴トンネル超格子層」を導入することでp型GaAs基板結晶からp型ZnSe成長層への正孔注入障壁低減し, 素子構造を反転させた。本技術の確立により, 現在までp型基板上では実現し得なかった新規デバイス構造の採用が可能となった。特に光検出器では窓層を高濃度ドナードープが可能なn型ZnSeとすることができるため, 光吸収損失を低減することが可能となり, 昨年度までに極薄膜(150A)の窓層で紫外(300nm帯)外部量子効率の向上(>40%)を実現した。
本年度は, 特に光検出器において最も重要となる窓層での光吸収損失をさらに低減させることに主眼を置き, 下記の2点のように, 光検出器の大きな効率向上を図ることができた。
1. ZnSSe系PIN型光検出器 : n型窓層をエッチングし, 光を直接活性層に入射させることで, 完全に窓層での光吸収損失を無くし, 紫外(325nm)受光感度の向上(40%)を実現した。
2. ZnSSe系半導体上に窓層として紫外透明な有機導電膜(PEDOT : PSS)を組み合わせた, 有機-無機ハイブリッド光検出器を実現し, 紫外(300nm)で外部量子効率81%, 深紫外(250nm)で70%と大幅な効率向上を実現した。
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