辐射探测器的制作方法

专利名称：辐射探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据预先给定的光谱灵敏度分布的用于探测辐射的辐射探测器， 其中该灵敏度分布在预先给定的波长λ ^处有最大值，所述辐射探测器包括半导体本体 (Halbleiterkoerper)，该半导体本体具有用于探测器信号产生的、且为了辐射接收而设置 的有源区。特别地，本发明涉及一种根据预先给定的人眼的光谱灵敏度分布的、用于探测辐 射的辐射探测器。
背景技术：
为了以在预先给定的波长λ ^处具有最大值的预先给定的光谱灵敏度分布来探 测辐射，经常应用具有特殊匹配的外部过滤器装置、诸如干扰过滤器anterferenzfilter) 或单色器的辐射探测器。这种探测器的特色在于与预先给定的光谱灵敏度分布的良好匹 配，但是在其操作和制造方面在大多数情况下较昂贵和成本密集。此外，它们经常具有大的 位置需求，使得它们不可或只是受限地用于小空间上的应用。如果预先给定的光谱灵敏度分布是人眼的光谱灵敏度分布，那么为了根据该灵敏 度探测入射的辐射，通常使用硅光电二极管。光电二极管的灵敏度此外依赖于入射辐射的波长。对于大于与带隙相应的边界波 长的波长而言，灵敏度非常小，因为对于在该波长范围内的入射辐射而言，在二极管的有源 区-例如Si-中的功能材料的带隙大于入射辐射的能量，并由此该能量不足以产生电子空 穴对。另一方面，在变小的波长范围内，灵敏度也降低，因为伴随减小的波长，所产生的电子 空穴对例如由于表面复合而更多地不再贡献于光电流。在中间区域，二极管的灵敏度具有 最大值，在常规的硅光电二极管的情况下，该区域可位于超过SOOnm处。将这种硅光电二极管应用为具有适应光亮的人眼的光谱灵敏度分布的探测 器-其中人眼在大约555nm处具有灵敏度最大值_需要附加的开销，因为灵敏度最大值的 波长明显彼此不同，且两个光谱灵敏度分布因此较差地彼此相匹配。探测器灵敏度与人眼 灵敏度分布的匹配可通过附加的过滤器来改善。总之，由此大致得到人眼的灵敏度分布。

发明内容
本发明的任务是，说明一种上面提及类型的辐射探测器，其可简化地制造。此外， 本发明的任务是，说明一种上面提及类型的辐射探测器，其具有减小的位置需求。该任务通过具有根据本发明的实施例的特征的辐射探测器来解决。在第一实施形式中，根据预先给定的光谱灵敏度分布的-该分布在预先给定的波 长λ 0处具有最大值-根据本发明的用于探测辐射的辐射探测器，包括半导体本体，该半导 体本体具有用于产生探测器信号的、且为了辐射接收而设置的有源区，其中该有源区包括多个功能层，这些功能层具有不同的带隙和/或厚度并且如此来构造，使得这些功能层至 少部分地吸收在这样波长范围内的辐射，该波长范围包括大于波长λ ^的波长。在一种优选的扩展方案中，预先给定的光谱灵敏度分布是人眼的光谱灵敏度分布。在本发明的另一优选的扩展方案中，半导体本体、特别是有源区或功能层，含有例 如来自材料体系InxGayAlh_yP、InxGayAl1^yN或InxGayAl1TyAs之一中的至少一种III-V族 半导体材料，其中分别有l、0<y< 1和1。此外，半导体本体、特别是有源 区或功能层，可含有来自材料体系LyGiVyAsxPh的材料，其中0彡χ彡1和0彡y彡1。符合目的地，使用这样的III-V族半导体材料，其可具有在波长的范围内或在 预先给定的光谱灵敏度分布的范围内的带隙。所提及的III-V族半导体材料特别对于在紫外的(例如LxGayAl1^N)、经过可见 光的(InfayAlh_yN、InxGayAl1^yAs, InxGayAl1^yP)直到在红外的(例如 LxGiiyAl^P 或 InxGayAl1^yAs)光谱范围内的辐射是特别适合的。如果预先给定的光谱灵敏度分布是人眼 的光谱灵敏度分布，那么特别是MxGayAl1TyAs或MxGayAl1^P适合作材料体系。在材料体 系MxGayAl1TyP中可获得特别高的量子效率。在本发明的另一优选的扩展方案中，半导体本体、特别是有源区或功能层，含有 至少一种II-VI族半导体材料，譬如来自材料体系a!yMgl_ysxsei_x的一种半导体材料，其中 0彡X彡1和0彡y彡1。II-VI族半导体材料也可适合于上面提及的光谱范围。然而，相 对于II-VI族半导体材料，III-V族半导体材料的特色常常在于简化地可实现的高量子效率。在第二实施形式中，根据预先给定的人眼光谱灵敏度分布的-该分布在波长λ0 处具有最大值-根据本发明的用于探测辐射的辐射探测器，包括具有用于产生探测器信号 的、且为了辐射接收而设置的有源区的半导体本体，其中该半导体本体含有至少一种III-V 族半导体材料，且该有源区包括多个功能层。优选地，功能层至少部分地如此来构造，使得它们吸收在这样的波长范围内的辐 射，该波长范围包括大于波长λ^的波长，和/或具有至少部分地不同的带隙和/或厚度。入射到在上面实施形式中所描述的辐射探测器之一的辐射可被功能层吸收，其中 相应的功能层的厚度确定了在其中被吸收的辐射功率的部分，并且带隙确定了被吸收的辐 射的波长。通过功能层的构建，可这样来构造有源区，使得由辐射探测器产生的信号(例如 光电流或取决于光电流的量)根据预先给定的光谱灵敏度分布而变化。特别地，这优选适 用于预先给定的具有大于λ^的波长的光谱灵敏度分布的长波侧。有利的是，可省去用于将探测器灵敏度与预先给定的光谱灵敏度、特别是其长波 侧匹配的、设置在半导体本体之外的外部过滤器。在常规的硅光电二极管的情况中，昂贵的 以外部过滤器的过滤特别经常地进行。省去外部的过滤器能够实现辐射探测器的节约位置 的构造。此外，与具有外部的光学过滤器的辐射探测器相比较，这种辐射探测器的探测器 信号的强度有利地提高了，因为在省去外部光过滤器的条件下长波辐射也可增加地产生信号。根据以上两种实施形式的一种有利的构型，在有源区之后设置有过滤层结构，该
5结构包括至少一个过滤层。通过在这样的波长范围内辐射的吸收-其中该波长范围包括小 于λ ^的波长，过滤层结构优选地根据预先给定的光谱灵敏度分布确定探测器灵敏度的短 波侧。通过过滤层结构，特别是在小于λ ^的波长的短波侧，辐射探测器的灵敏度可有利 地与预先给定的光谱灵敏度分布相匹配。根据另一实施形式，根据本发明的用于根据预先给定的光谱灵敏度分布-该分布 在预先给定的波长λ 0处具有最大值-探测辐射的辐射探测器，包括半导体本体，该半导体 本体具有用于产生探测器信号的、且为了辐射接收而设置的有源区，其中在有源区之后设 置有过滤层结构，该结构包括至少一个过滤层，并且通过在这样的波长范围内的波长的吸 收-其中该波长范围包括小于λ ^的波长，过滤层结构根据预先给定的光谱灵敏度分布确 定探测器灵敏度的短波侧。在一种优选的扩展方案中，预先给定的光谱灵敏度分布是人眼的光谱灵敏度分布。在另一优选的扩展方案中，半导体本体含有至少一种III-V族或II-VI族半导体 材料。在另一优选的扩展方案中，有源区包括多个功能层，功能层至少部分地吸收在这 样的波长范围内的辐射，该波长范围包括大于波长λ ^的波长，和/或这些功能层具有不同 的带隙和/或厚度。过滤层结构相应地确定探测器灵敏度的短波侧，并且必要时结合合适的功能层， 使得构造小且紧凑的、具有根据预先给定的光谱灵敏度分布的探测器灵敏度的辐射探测器 变得容易。在本发明的另一优选的扩展方案中，两个任意的功能层具有不同的带隙和/或不 同的厚度。在本发明的另一优选的扩展方案中，根据预先给定的光谱灵敏度分布，功能层通 过其构造确定针对大于λ^的波长的探测器灵敏度。在本发明的再另一优选的扩展方案中，功能层在其中吸收的波长范围基本上是相 连的和/或基本上包括大于λ ^的波长。对于预先给定的灵敏度分布的不同的波长范围，在有源区中设置优选为不同地构 造的功能层。特别优选地，所有的或至少一个功能层具有相应于大于λ ^的波长的带隙。对于其中预先给定的灵敏度分布具有较高的值的波长范围，优选的是功能层相应 厚地来构造，使得吸收在该波长范围内的相应高的辐射功率，并因此产生较大的光电流。 对于具有预先给定的灵敏度分布的更小的值的波长范围，优选的是功能层相应薄地来构 造。通过相应功能层的厚度，在与相应的功能层对应的波长范围中的辐射探测器的响应度 (Responsivitaet)(产生的信号强度与入射到探测器上的辐射功率的关系)可有针对地受 到影响，并且通过功能层彼此间厚度的关系，特别是在大于λ ^的波长的长波侧，可实现探 测器灵敏度与预先给定的光谱灵敏度分布的匹配。特别优选地，至少一个功能层在波长K 周围的区域内具有带隙，使得在该区域中产生较大的信号。根据本发明的一种优选的扩展方案，在半导体本体中随后设置的功能层的带隙至 少部分地在入射辐射的方向上、特别是在射入到半导体本体中的待接收的辐射的辐射射入
6侧的方向上，增大或减小。通过这种方式，有利地使得构造具有根据预先给定的灵敏度的探 测器灵敏度的辐射探测器变得容易，因为相对于功能层的任意的设置，具有在辐射射入侧 的方向上增加或减小的功能层带隙的半导体本体的制造被有利地简化了。在本发明的另一优选的扩展方案中，在半导体本体中随后设置的功能层的带隙至 少部分地在入射辐射的方向上增大。根据本发明的一种有利的改进方案，这些功能层这样设置，使得功能层的带隙从 有源区的中央区域出发，在朝向半导体本体的辐射射入侧的垂直方向上以及在相反的方向 上增加。从中央区域出发，功能层的带隙优选阶梯形地增加，使得在入射辐射的方向上和与 此相反的方向上产生从中央区域出发阶梯形地下降的带隙分布。在中央区域中所产生的电 子空穴对由此可由于减小的势垒而相对不受阻碍地离开中央区域，由此可有利地提高辐射 探测器的效率。为了信号产生，功能层优选地设置在半导体本体的空间电荷区中。该空间电荷区 可借助P型导电的、优选为高掺杂的层和η型导电的、优选为高掺杂的层形成，和/或在ρ 型导电的、优选为高掺杂的层和η型导电的、优选为高掺杂的层之间形成。在本发明中特别优选的是，基本上只有在半导体本体的空间电荷区中产生的电子 空穴对为探测器信号做出贡献。此外优选的是，至少一部分功能层基本上不掺杂地或本征地构造。半导体本 体由此可基本上相应于Pin 二极管结构。这种结构的特色在于有利地小的响应时间 (Ansprechzeiten)0有源区优选地相应于异质结构、如单或多异质结构来构造。异质结构的特色可在 于有利地高的内部量子效率。在本发明的另一有利的扩展方案中，在相连的波长范围内的预先给定的光谱灵敏 度分布和/或探测器灵敏度不为零。在本发明的另一有利的扩展方案中，特别是在辐射射入侧方面，过滤层结构在有 源区之后设置在辐射射入侧上。特别地，过滤层结构优选这样地设置在有源区之后，使得由 辐射探测器待接收的辐射部分地穿过过滤层结构，并在穿过之后为了信号产生而射到有源 区上。过滤层结构可设置在辐射探测器的辐射射入面和有源区或半导体本体之间。过滤层结构优选是半导体本体的部分，并单片集成在半导体本体中。在过滤层结 构中被吸收的辐射部分并未射到有源区上，并且在其中过滤层结构吸收的波长范围内只产 生相应地减小的信号。优选的是，过滤层结构设置在有源区和半导体本体的辐射射入侧之 间。过滤层结构优选地含有例如来自上面提及的材料体系之一的III-V族或II-VI族 半导体材料。在本发明的一种优选的扩展方案中，其中过滤层结构吸收的波长范围基本上相 连，和/或基本上包括小于Xci的波长。特别优选的是，过滤层结构的过滤层的带隙大于在 半导体本体方面设置在过滤层结构之后的功能层的带隙。在本发明的第一有利的改进方案中，过滤层结构基本上包括单个的过滤层，其具 有直接带隙和/或间接带隙。优选的是，直接带隙大于在有源区方面设置在过滤层之后的、 特别是任意的功能层的带隙。
此外优选的是，过滤层通过在这样的波长范围中的经过间接带隙的辐射吸收-该 波长范围包括小于λ ^的波长，确定探测器灵敏度的短波侧。通过过滤层的厚度，可确定通 过在过滤层中的间接带隙吸收的辐射的部分。符合目的的是，为此过滤层的厚度大于1 μ m、 特别是IOym或更大。过滤层的直接带隙优选地确定探测器灵敏度的短波边界。入射到辐射探测器上的 具有小于短波边界波长的辐射基本上完全地在过滤层中被吸收，并且在小于边界波长的波 长范围内基本上不产生探测器信号。含有GaP或AlGaAs的半导体材料特别适合于在根据眼睛灵敏度的探测器中的过 滤层，因为它们可不仅具有直接带隙，而且具有间接带隙，这些带隙相应于适合眼睛灵敏度 的波长范围。在一种第二有利的改进方案中，过滤层结构具有多个优选为不同带隙和/或厚度 的过滤层。特别地，过滤层结构的每两个任意的过滤层可具有不同的带隙和/或厚度。特 别优选的是，过滤层结构通过在包括小于λ ^的波长的波长范围中的、经过相应的过滤层的 直接带隙的辐射吸收，确定探测器灵敏度的短波侧。特别优选的是，过滤层结构的优选任意 过滤层的带隙、特别是直接带隙，大于在半导体本体方面设置在过滤层结构之后的、优选任 意功能层的带隙。与通过间接带隙确定探测器灵敏度的短波侧的单个过滤层相比较，借助多个过滤 层和主要经过其直接带隙的在相应的过滤层中的吸收，可将过滤层结构的总厚度保持为有 利地小。借助厚度为1 μ m或更小的、具有多个过滤层的过滤层结构，已经可实现探测器灵 敏度与预先给定的光谱灵敏度分布的非常良好的匹配。此外由于过滤层的较小的层厚度，可避免针对小于短波边界波长的波长的探测器 灵敏度的突然降低。这样对于小于过滤层结构的过滤层的最大直接带隙的波长而言，也仍 可产生有意义的信号。根据另一优选的扩展方案，具有功能层的半导体本体单片集成，例如通过在生长 衬底上的外延生长来制造。这使得制造根据本发明的辐射探测器变得容易。在一种有利的改进方案中，半导体本体与有源区、功能层和过滤层结构单片集成 地来制造。相应地，这种单片集成的半导体芯片可这样构造，使得根据预先给定的灵敏度分 布来构造半导体芯片的灵敏度。基于这样单片集成地构造的半导体本体，在辐射探测器中 可有利地省去外部设置的过滤器、如干扰过滤器或单色器，这使得构造具有小的位置需求 的辐射探测器变得容易。本发明可特别地用作相应于预先给定的光谱灵敏度分布的环境光传感器。辐射探测器的其他应用可包括控制照明装置或显示的亮度以及控制照明装置的 开和/或关时间点。这些照明装置可作为用于居室、街道或汽车的内部和外部照明以及显 示器、譬如移动电话或其他电信设备的显示器、汽车显示设备、汽车仪表盘或LCD屏幕的背 部照明来实现。对于最后提及的应用，辐射探测器的小的位置需求是特别令人感兴趣的。在所提及的本发明的应用中，预先给定的灵敏度优选地通过人眼的灵敏度来给 出。由此譬如所提及的照明装置的亮度-通过提高或降低亮度-可有利地相应于人眼的感 觉而控制。


结合附图从以下的实施例的描述中得出本发明的其他优点、特征和符合目的性。其中图1借助示意性的剖面图示出根据本发明的辐射探测器的第一实施例，图2在图加和2b中示出对于第一实施例的两个变形方案的、探测器灵敏度的和 人眼的预先给定的灵敏度分布的光谱走向的定性的示图，图3借助示意性的剖面图示出根据本发明的辐射探测器的第二实施例，图4在图如和4b中示出对于第二实施例的两个变形方案的、探测器灵敏度的和 人眼的预先给定的灵敏度分布的光谱走向的定性的示图，以及图5示出对于根据第一实施例的探测器和根据第二实施例的探测器的、人眼的预 先给定的灵敏度分布和探测器灵敏度的比较的定性的示图。同种类型的和具有相同作用的元件在附图中标以相同的参考标号。
具体实施例方式在图1中借助示意性的剖面图示出了根据本发明的辐射探测器的第一实施例。半导体本体1设置在承载体2上。在承载体2方面，在半导体本体中设置有η型 导电的层3，其后设置有不同带隙和/或厚度的功能层^、4b、k和4d，它们基本上形成半 导体本体的有源区5，并且用于探测器信号产生。优选地，每两个任意的功能层具有不同的 带隙和厚度。在功能层之后设置有P型导电的层6，并且随后有包括过滤层7的过滤层结 构。优选的是，半导体本体与η型和ρ型导电的层、过滤层以及功能层单片集成地构造。特 别优选的是，承载体通过半导体本体的生长衬底来给出。半导体本体优选通过在合适的生 长衬底上的外延(例如M0VPE)来制造。然而，承载体2也可不同于半导体本体的生长衬底。承载体例如可通过这样的层 来给出，即在该层上，半导体本体在生长衬底上制造之后设置在半导体本体的与生长衬底 相反的侧上。优选的是，生长衬底在半导体本体设置在承载层上之后被分离。在承载层和 半导体本体之间优选地设置有反射层(Spiegelschicht)。该反射层可含有金属，例如Ag、 Au、Al、Pt或具有这些材料中的至少一种的合金或由其所组成。因此可有利地提高辐射探 测器的效率。这种在生长衬底的分离情况下所制造的半导体芯片也称为薄膜芯片。η型导 电的和P型导电的层与功能层和过滤层的相对设置于是相应于半导体本体在这种承载层 上的设置地、必要时以不同于图1中所示的顺序来实施。过滤层必要时在承载体上的设置 之后被沉积到具有功能层和η型及ρ型导电的层的结构上。η型或ρ型导电的层优选如此高地被掺杂，使得构造扩展的空间电荷区，其从ρ型 导电的层一直伸至η型导电的层。功能层优选地设置在该空间电荷区内部。这样的空间电 荷区根据掺杂物质的浓度例如可具有llOOnm、优选为1200nm或更大的垂直扩展。根据其精确的构造-特别是在厚度和带隙方面-功能层可从入射到半导体本体的 辐射8中吸收确定的波长。随着吸收产生电子空穴对，只要它们在空间电荷区中生成，则它 们就为光电流做出贡献。在此，依赖于波长的光电流强度确定了具有这种半导体本体或半 导体芯片(在承载体上的半导体本体)作为辐射探测元件的探测器的灵敏度。
过滤层结构符合目的地在半导体本体的辐射射入侧11方面，设置在有源区5之 后，其中待探测的辐射的大部分优选地通过该辐射射入侧11射入到半导体本体中。特别 地，过滤层结构可设置在有源区5和辐射射入侧11之间。通过过滤层7和功能层^、4b、k和4d的设置和构造，半导体本体的灵敏度可调 整到预先给定的光谱灵敏度分布，其在波长λ 0处具有最大值。优选的是，在此过滤层7通过吸收小于波长λ ^的入射辐射的波长而导致探测器 灵敏度与预先给定的灵敏度的匹配。具有在该范围内的波长的辐射由此还仅以减小的强度 射到有源区上，并且在该波长范围中所产生的信号通过吸收而与预先给定的灵敏度分布相 匹配。通过在过滤层中的辐射的吸收而产生的电子空穴对优选基本上不对光电流做出 贡献。为此，过滤层设置在空间电荷区之外。通过过滤层在空间电荷区之外的这种设置，有 利地使得将探测器灵敏度调整到预先给定的灵敏度分布变得容易，因为过滤层与功能层分 离(entkoppelt)并由此降低了在过滤层中所产生的电子空穴对对光电流的干扰影响的危 险，其中所述光电流在功能层的区域中根据预先给定的灵敏度分布而产生。决定探测器灵 敏度的光电流优选基本上在有源区中产生。过滤层7优选地通过经由间接带隙的吸收来确定探测器灵敏度的短波侧的走向。 为此，过滤层根据目的地相应厚地来实施。过滤层的直接带隙优选地确定了探测器灵敏度的短波边界。对于小于短波边界的 波长，探测器灵敏度消失或可忽略。根据对于大于λ。的波长的预先给定的灵敏度分布，在功能层中所产生的光电流 优选地确定至少探测器灵敏度的长波侧。特别优选的是，功能层的带隙至少部分地相应于 大于λ。的波长。通过这种方式，可使得在短波侧将探测器灵敏度调整到预先给定的灵敏 度变得容易，因为该灵敏度基本上只通过过滤层来确定，并因此可减小将功能层和过滤层 相互协调的开销。功能层优选地这样来构造，使得功能层决定吸收的带隙随着与承载体的增大的距 离而增加。与入射到半导体本体上的辐射8的主要入射面间隔最远的功能层如相应优选 地具有在功能层中最小的带隙，并且朝向入射辐射8的功能层4d具有在功能层中最大的带 隙。通过功能层的带隙，可调整相应功能层的待吸收的波长或待吸收的波长范围，并 且功能层的厚度确定所吸收的辐射功率的部分，并由此确定在相应的功能层中所产生的光 电流。优选的是，半导体本体这样来调整，使得在半导体本体上的入射辐射8绝大部分地在 作为对于半导体本体的信号产生区域的窗口层而起作用的过滤层7方面出现。具有这种半导体本体的辐射探测器允许根据预先给定的灵敏度分布、通过过滤层 和功能层的设置和构造来形成辐射探测器的特性。在功能层方面，这优选地适用于探测器 灵敏度的长波侧，而过滤层7优选地根据预先给定的光谱灵敏度分布来确定探测器灵敏度 的短波侧。这种探测器可非常节约位置且简单地来制造。可省去用于与预先给定的灵敏度匹 配的附加的外部过滤器。功能层的数目优选地按预先给定的灵敏度分布的光谱宽度而定。分布越宽，功能层的数目就越大。已经证明，为了将所产生的光电流与预先给定的、特别是人眼的光谱灵敏 度分布协调一致，在异质结构中设置四个不同的功能层通常是很合适的。在图1中所示的半导体本体1可设置有电端子-例如在半导体本体上所设置的金 属化物，以便可进一步处理在半导体本体中所产生的信号。在此，这些端子可设置在承载体 的不同侧或设置在承载体的具有半导体本体的一侧。如果端子设置在承载体的不同侧，那 么承载体为了提高其传导能力而优选相应地掺杂。此外，半导体本体可设置在辐射探测器的外壳内，该外壳保护半导体本体免受有 害的外部影响。半导体本体也可至少部分地被包封包围或成形，包封例如可设置在该壳体 的凹进部分中。优选的是，这种包封含有反应树脂，例如丙烯酸树脂、环氧树脂或硅树脂或 者硅酮。壳体的凹进部分的壁可设置有反射增强的、例如主要为金属的材料，通过这种方式 有利地提高入射到半导体本体上的辐射功率。特别优选的是，辐射探测器作为可表面安装的组件(SMD 可表面安装的器件)来 实施。在辐射探测器的一种优选的扩展方案中，辐射探测器为了根据人眼的灵敏度来探 测辐射而构造，人眼在大约、=555nm情况下(适应光亮，昼视)或在、=500nm情况 下(适应昏暗，夜视)具有灵敏度最大值。对于根据眼睛灵敏度的、特别是适应光亮的人眼的辐射探测器，半导体本体1优 选地基于III-V族半导体材料体系MxGayAl1TyP或InxGayAl1TyAs。功能层^、4b3c和4d 优选由这些材料体系来构造。在此，带隙可通过改变Al含量来调整，其中更高的Al含量可 相应于更大的带隙。这一点至少适用于这些Al含量，即对于这些Al含量而言，所提及的半 导体材料体系形成直接半导体，这些直接半导体对于功能层的构造是优选的。特别优选的 是，半导体本体基于(Gi^xAlx)mP或LxGayAl1TyAs,通过这种方式，可使得例如通过改 变Al含量来制造具有限定的带隙的功能层变得容易。过滤层7在根据眼睛灵敏度的辐射探测器中优选地由AlfiihAsa)彡χ彡1)或 GaP形成。有利的是，具有所提及的功能层材料或过滤层材料的半导体本体可单片集成地 来制造。承载体例如通过生长衬底来给出，生长衬底对于上面提及的材料体系例如可含有 GaAs或由GaAs组成。对于过滤层所提及的材料可具有直接或间接带隙，其中直接带隙优选地相应于小 于λ ^的波长，该波长特别优选地确定探测器灵敏度的短波边界。GaP例如具有直接带隙(EG 2. 73eV)，其相应于大约455nm的波长，而Ala8GEta2As 的直接带隙(EG ^ 2. 53eV)相应于大约490nm的波长。通过间接带隙对入射的辐射的吸收 优选地确定探测器灵敏度针对小于λ^的波长的短波侧。通过间接带隙所吸收的辐射功率 的部分可通过过滤层的厚度而受到影响。在辐射探测器或半导体本体的另一优选的扩展方案中，其灵敏度在波长λΒ处具 有最大值，波长λ D与预先给定的光谱灵敏度分布的最大值的波长入“尤选为相差〗。!!!!!^. 别优选为相差IOnm或更少。预先给定的光谱灵敏度分布、特别是人眼的光谱灵敏度分布经常这样来说明，即 它在波长λ。处的值为1或100%。依赖于信号强度的探测器灵敏度经常以安培每瓦特入 射的辐射功率来说明。
为了将探测器灵敏度与预先给定的光谱灵敏度分布相比较，因此将两个灵敏度这 样彼此匹配是符合目的的，即预先给定的灵敏度分布在λ ^处和探测器灵敏度在λ D处的值 为100% (相对灵敏度)。只要没有另外说明，本说明书涉及相对灵敏度。在图2中，以图加或2b定性地示出了依赖于入射的辐射波长的、根据本发明的辐 射探测器的第一实施例的两个变形方案的、相对的探测器灵敏度(Srel)的以及预先给定 的眼睛灵敏度分布的走向。在图2中，眼睛灵敏度通过相应于CIE(国际照明委员会)的 V(A)曲线而示出。在图加和2b中示出的关系由模拟计算得出，与从属于这些关系的半导体本体的 组成相应的数据被作为基础。在相应于图加的第一变形方案中，辐射探测器包括根据图1的半导体本体，其单 片集成地制造并且基于MxGayAl1TyPt5半导体本体外延地、例如借助MOVPE方法在由GaAs构 成的生长衬底2上生长。首先，由Ina5Ala5P构成的大约IOOnm厚的高掺杂的(η+)η型导电的 层3在含有GaAs的衬底2上生长。随后，制造有源区5，该有源区5包括基本上不掺杂的功 能层 4a(In。.5G￡i。.5P、厚度 50nm、EG ^ 1. 91eV、λ G ^ 650nm)、4b (In。.5 (Gei。.9A1。.)。. 5P、厚度 ^ 100nm、EG ^ 1. 97eV、Ag^ 630nm)、4c (In0.5(G￡i0.7Al0.3)0.5P、厚度 400nm、EG ^ 2. 07eV、 Ag^ 600nm)和 4d(In。5(G￡i。.5Al。.5)。.5P、厚度 500nm、EG ^ 2. 20eV、Ag^ 565nm)。在此， EG表示相应材料的决定性的带隙，并且λ e表示相应于该带隙的波长。随后制造大约IOOnm 厚的P型导电的高掺杂的(P+) Ina5Ala5P层6，其后跟随有过滤层7。由η型导电的层3和 P型导电的层6引起的空间电荷区延伸穿过功能层。过滤层7设置在空间电荷区之外。必须说明，功能层的Al含量可不同于这里说明的含量。因此必要时，根据眼睛灵 敏度的辐射探测器例如也可通过这样的功能层实现，这些功能层的Al含量与上面说明的 Al含量相差10%或更少、优选地相差5%或更少。在根据图加的第一变形方案中，构造了由GaP构成的并且约15 μ m厚的过滤层， 并且示出了关于眼睛灵敏度9的探测器灵敏度10。在此，眼睛灵敏度和探测器灵敏度的最大值几乎一致，其中λ D略大于λ—这些 波长彼此间的差别优选地为lOnm，特别优选地为5nm或更小。在此，探测器灵敏度10的短 波侧101通过过滤层7来确定。在边界波长X1( 455-465nm)以下，探测器灵敏度几乎为 零。该边界波长大约相应于GaP的直接带隙(EG ^ 2. 73eV)。对于大于λ :的波长，过滤层 7通过经过其间接带隙的吸收确定探测器灵敏度的短波侧的走向。因为GaP具有较平的吸 收边沿，所以过滤层以15 μ m地相对厚地实施，以在小于λ ^的波长范围内，实现探测器灵 敏度与预先给定的灵敏度分布的匹配。探测器灵敏度的长波侧102通过功能层的构造来确定。对于其中探测器灵敏度和 预先给定的灵敏度具有高的值的、大约550至大约620nm的波长范围，相应的功能层4d和 4c如上所述地以500nm或400nm地较厚地实施，使得在辐射探测器中在这个波长范围内产 生相应高的光电流信号。相反，层4b以IOOnm地较薄地实施，因为对于在大于大约620nm 的范围内的波长，眼睛灵敏度较小。在大于大约640至680nm、特别是至700nm的范围内，以 及在μ m范围内，眼睛灵敏度非常小，并且相应的功能层如因此以50nm地较薄地实施。辐射探测器优选这样地构造，使得在任意的预先给定的波长情况下，探测器灵敏 度的相对值与预先给定的灵敏度分布的偏差优选为小于20%，特别优选为小于15%。对于大于大约60%的灵敏度值，在任意的预先给定的波长情况下，两个灵敏度的差优选为小于 10%，特别优选为小于5%。然而，具有15 μ m厚的过滤层，这种半导体本体1对于辐射探测器而言较厚。在根据图2b的第二变形方案中，过滤层7基本上由Ala8tlGiia2ciAs以及大约1. 5 μ m 厚地实施。如在图加中所示，探测器灵敏度10的长波侧102通过功能层来确定。由 于过滤层变化的组成，与图加相比较，功能层的构造变化了。在对于图2b的模拟计 算中，基于如下的功能层的构造功能层4a (In0.5Ga0.5P、厚度 50nm、EG 1. 91eV、 Ag^ 650nm)、功能层 4b α%5 (Geici9AIci. Jtl5P、厚度 lOOnm、EG ^ 1. 97eV、Ag^ 630nm)、 功能层 4can。.5(G￡i。.7Al。.3)。.5P、厚度 300nm、EG 2. 07eV、λ G ^ 600nm)和功能层 4d(Ina5O^a5Ala5)Q.5P、厚度 700nm、EG 2. 20eV、λ G ^ 565nm)。与图 2a 中的扩展方案 的差别在于功能层4c和4d的厚度，功能层如和4d由于过滤层改变的组成而比根据图加 的实施更薄或更厚地构造。图2b中的探测器灵敏度10的长波侧102的基本走向与在图加 中所示的探测器灵敏度的走向基本上一致。[103]然而，图2b中的通过过滤层7确定的短波侧101不同于在图加中所示的走 向和眼睛灵敏度9。因为在根据图2b的变形方案中的短波侧由含有AWaAs的过滤层来确 定，且Ala8tlGiia2ciAs与GaP相比较具有更陡峭的吸收边沿，所以在短波范围101内的探测器 灵敏度10的走向与在图加中所示的走向相比更陡峭。[104]探测器灵敏度λ D的最大值在大约560至565nm处，并由此略微位于人 眼的预先给定的光谱灵敏度分布的最大值的右边，该最大值位于大约555nm的λ ^处。 短波的边界波长λ丨在大约475nm至490nm处，这大约相应于Ala8ciG^2tlAs的直接带隙 (EG ^ 2. 53eV)。图3中借助剖面图示意性地示出了根据本发明的辐射探测器的第二实施例。根据图3的第二实施例基本上相应于图1中所示的第一实施例。与此不同，具有 多个过滤层7a、7b和7c的过滤层结构70在半导体本体1中单片集成。这些过滤层优选地 具有不同的带隙和/或厚度。特别地，P型导电的层6也可被构造用于过滤，然而这并非是 一定必需的。优选地，过滤层结构的至少一个层、特别优选的是所有层都被高掺杂，譬如P 型导电(P+)地掺杂。在过滤层结构的过滤层中的吸收基本上通过相应过滤层的直接带隙来进行。与根 据图1的实施例相反-在根据图1的实施例中，在短波侧的过滤和特别是探测器灵敏度的 匹配主要通过经过间接带隙的吸收来实现，根据图3的过滤层结构可较薄地实施。特别地， 过滤层结构70的厚度可总计为1 μ m、优选为0. 9 μ m或0. 8 μ m或更小。此外优选的是，半 导体本体1单片集成地来构造。随着过滤层结构厚度的减小，用于这种半导体本体的制造成本例如由于减少的外 延时间而有利地降低。特别地，通过具有多个过滤层的过滤层结构70可避免探测器灵敏度在过滤层的 直接带隙区域内、譬如在图加或2b中的X1周围的区域内较快地下降。由此，探测器灵敏 度也可在过滤层的直接带隙区域内、或在预先给定的光谱灵敏度分布的伸出的短波边侧的 区域内更好地与预先给定的分布相匹配。
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在图4中，定性地示出了对于在图如和4b中的第二实施例的两个变形方案的、人 眼的预先给定的灵敏度分布和探测器灵敏度的光谱走向。在图4中分别对于第二实施例的两个变形方案，根据入射到辐射探测器上的辐射 8的波长，以每瓦特入射的辐射功率所产生的光电流的安培数，示出了辐射探测器的响应 度。相对于该响应度，示出了人眼的光谱灵敏度分布。在图4中所示的依从关系如在图2 中那样通过相应的模拟计算来得到。根据图如和4b的探测器灵敏度10的长波侧102通过在有源区5中的功能层4a、 4b,4c和4d来确定。在图如中功能层根据图加的实施形式来构造，并且在图4b中根据图 2b的实施形式来构造。长波侧102基本上相应于人眼的预先给定的灵敏度分布9的长波侧伸展。在图4 中的长波侧的走向基本上相应于在图2中所示的走向。然而差别在于探测器灵敏度的短波侧101。与在图加或2b中的探测器灵敏度10 相比，由于在过滤层结构中的不同带隙和/或厚度的多个过滤层，有利地改善了匹配。已经证明，对于人眼的预先给定的光谱灵敏度分布而言，三个过滤层7a、7b和7c 的数目是特别有利的。根据图如的探测器灵敏度10譬如借助这样的过滤层结构而产生，该过滤层结 构包括过滤层 7a(In(1.5AlQ.5P、厚度 400nm)、7ba%5(GEia3Ala7)。.5P、厚度 250nm)和 7c(GaP、厚度 lOOnm)。优选地，如果如图3中所示，ρ型导电的层6作为过滤层7a来构 造，则η型导电的层3 (Ina5Ala 5Ρ、厚度 400nm)以与ρ型导电的层6对应的组分和厚度来 实施。过滤层结构的厚度因此大约为750nm。在适应光亮的眼睛的灵敏度最大值的波长λ0 555nm处，辐射探测器的响应度 优选为大约0. 37A/W。对于小于大约460nm的波长而言，由于多个过滤层7a、7b和7c，给出 了探测器灵敏度与预先给定的光谱灵敏度分布的匹配。与根据图加的过滤层7相比，含有 GaP的过滤层7c非常薄地实施，且基本上用作对于未示出的、并设置在它之上的含有金属 的端子的接触层，因为GaP的特色一方面在于至含有金属的端子的有利的接触特性，并且 另一方面在于至由III-V族半导体材料体系LxGayAl1TyP构成的材料的有利的接触特性。与根据图加和2b的变形方案相比，P型导电的层6作为用于过滤的层7a，以400nm 地相对厚地实施。根据图4b的用于具有灵敏度10的辐射探测器的过滤层结构70例如包括过滤 层 7a(In0 5Al0 5P、厚度 400nm)、7b (A10.7Gei0.3As、厚度 250nm)和 7c (AI0 8Gei0.2As、厚度 ^ 200nm)。该辐射探测器的响应度最大值略位于根据图如的探测器的响应度最大值以下， 为大约0. 34A/W。过滤层结构的总厚度为大约850nm。在图4b中，短波侧101也在较小波长的、譬如小于490nm的范围内，良好地与预先 给定的光谱灵敏度分布9相匹配。总之，可借助多个过滤层和基本上通过过滤层的直接带隙的吸收来改善探测器灵 敏度与预先给定的光谱灵敏度分布的匹配。同时获得过滤层结构的有利地小的厚度。在图5中，为了比较根据图1和图3的实施例，彼此相对地定量地示出了根据图加 的辐射探测器的灵敏度102a、根据图4b的辐射探测器的灵敏度104b和人眼的预先给定的 光谱灵敏度9。探测器灵敏度基于灵敏度测量，该测量针对具有相应地制造的半导体本体的辐射探测器而执行。在曲线10 的情况下，出现以较厚的、基于GaP的过滤层为条件的短波的边界 λ i，在该边界的那边，探测器灵敏度基本上可忽略不计。相反，在曲线104b的情况下，由于 具有多个过滤层的过滤层结构，在小于波长X1的范围内也给出探测器灵敏度与眼睛灵敏 度的良好匹配。在本发明中，辐射探测器可特别是这样地构造，使得在任意预先给定的波长情况 下，相对的探测器灵敏度和预先给定的光谱灵敏度分布彼此相差20%，优选为相差10%， 特别优选为相差5%，或者更少。必须说明，本发明并不限于根据眼睛灵敏度的辐射探测器。通过合适地构造功能 层和过滤层，也可实现其他的探测器灵敏度，例如根据预先给定的光谱的矩形分布。此外， 功能层的数目-在该实施例中为四个功能层-不能视为是限制。在根据本发明的辐射探测 器中也可设置与此不同数目的功能层。此外必须说明，在本发明中，有源区的这些功能层不必一定以对于相应功能层是 典型的、固定的组合而依次制造，譬如以在上文中说明的、具有相应的Al含量的功能层4a、 4b,4c和4d的组合来制造。更确切地说，在制造功能区域时，功能层也可借助制造参数的有针对性的改变而 在功能区域中被构造。优选的是，通过制造参数可特别优选地在外延期间和在生长方向上 改变在功能区域中的带隙。制造参数可逐段地或全部连续地、优选为线性地改变。优选地， 制造参数从预先给定的初始值一直改变到预先给定的终值。在此，初始值和终值依赖于预 先给定的光谱灵敏度分布。对于在其中希望相对高的信号强度的波长范围而言，在外延时关于在垂直方向的 生长速度方面的制造参数可较慢地变化，使得在功能区域中构造较大“厚度”的“功能层”， 在该功能层的垂直的走向上，制造参数只是相对慢地改变或基本上是不变的。Al含量例如可相应于具有根据图加或2b的、针对人眼的预先给定的光谱灵敏度 分布的探测器灵敏度的走向的、在图1中的辐射探测器的功能层^、4b、k和4d，在功能区 的制造期间，连续地从0 (初始值)经过0. 1和0. 3 —直改变到0. 5 (终值)，其中与在更薄 地实施的功能层的情况中相比，对于更厚地实施的功能层，Al含量相对于功能层的生长速 度更慢地改变。在对于功能层而言所希望的制造参数的值之间的值域中，例如在0. 1和0.3的Al 含量之间，制造参数相对于生长速度优选为较快地改变。这种借助制造参数的改变而构造的功能区域可作为缓变指数分离限制异质结构 (graded index separate confinement heterostructure)(缩写为Grinsch 结构)来实 施。概念“缓变指数(graded index) ”涉及制造参数的、譬如逐渐的变化，该变化通常随着 折射率的改变而出现。对于功能区中的载流子的可能的势垒层可设置在功能区之外(分离 限制(s印arateconfinement))，且总体上功能区可作为异质结构(heterostructure)来构 造。有利的是，借助改变制造参数而构造的功能区就制造功能区期间与对于功能层所 希望的制造参数的值的略微的偏差或波动而言，是相对宽容的。在分别地相继制造的、具 有各自分离地调整的恒定的制造参数的功能层的情况下，存在这样的危险，即与制造参数的值的小的偏差已经导致探测器的光谱灵敏度分布与预先给定的光谱灵敏度分布的较大 的偏差。借助通过将制造参数从初始值至终值的改变来制造功能区，可减小该危险。只须 在制造功能区时，较精确地实现通过预先给定的光谱灵敏度分布所预先给定的初始值和终 值，而在这些值之间的区域中有利地提高了对于与对于功能层所希望的值的偏差的宽容。本专利申请要求2004年3月31日的102004015931. 9,2004年7月30日的 102004037020. 6和2004年11月4日的1020040533172的德国专利申请的优先权，其全部 公开内容通过回引而明确地结合于本专利申请中。根据上述描述可知，本发明的实施例涵盖但不限于以下技术方案方案1 一种根据预先给定的光谱灵敏度分布9的用于探测辐射8的辐射探测器， 其中该灵敏度分布9在预先给定的波长λ ^处具有最大值，所述辐射探测器包括半导体本 体1，该半导体本体1具有用于产生探测器信号的且为了辐射接收而设置的有源区5，其中， 所述有源区5包括多个功能层如、仙、如、4(1，其中所述功能层具有不同的带隙和/或厚度并 且被如此地构造，使得这些功能层至少部分地吸收在这样的波长范围内的辐射，所述波长 范围包括大于波长λ 0的波长。方案2 按照方案1所述的辐射探测器，其中所述预先给定的光谱灵敏度分布9是 人眼的光谱灵敏度分布。方案3 按照方案1或2所述的辐射探测器，其中所述半导体本体1含有至少一种 III-V族半导体材料。方案4 按照上述方案之一所述的辐射探测器，其中在所述有源区之后设置有过 滤层结构70，所述过滤层结构70包括至少一个过滤层7、7a、7b、7c，其中所述过滤层结构70 根据预先给定的所述光谱灵敏度分布9，通过吸收在这样的波长范围中的辐射来确定所述 探测器灵敏度10的短波侧101，其中所述波长范围包括小于λ ^的波长。方案5 —种根据预先给定的人眼的光谱灵敏度分布9的用于探测辐射的辐射探 测器，其中所述灵敏度分布9在波长λ0’处具有最大值，所述辐射探测器包括半导体本体 1，所述半导体本体1具有用于产生探测器信号的且为了辐射接收而设置的有源区5，其中 所述半导体本体1含有至少一种III-V族半导体材料，并且所述有源区5包括多个功能层。方案6 按照方案5所述的辐射探测器，其中所述功能层4a、4b、4c、4d至少部分地 吸收在这样的波长范围内的辐射8，其中所述波长范围包括大于所述波长λ0’的波长。方案7 按照方案5或6所述的辐射探测器，其中所述功能层4a、4b、4c、4d具有不 同的带隙和/或厚度。方案8 按照方案5至7之一所述的辐射探测器，其中在所述有源区之后设置有过 滤层结构70，所述过滤层结构70包括至少一个过滤层7、7a、7b、7c，其中所述过滤层结构70 根据预先给定的所述光谱灵敏度分布9，通过吸收在这样的波长范围中的辐射来确定所述 探测器灵敏度10的短波侧101，其中所述波长范围包括小于λ0’的波长。方案9. 一种根据预先给定的光谱灵敏度分布9用于探测辐射8的辐射探测器，其 中所述灵敏度分布9在预先给定的波长λ 0处具有最大值，所述辐射探测器包括半导体本 体1，所述半导体本体1具有用于产生探测器信号的且为了辐射接收而设置的有源区5，其 中在所述有源区之后设置有过滤层结构70，所述过滤层结构70包括至少一个过滤层7、7a、 7b、7c，其中所述过滤层结构70根据预先给定的所述光谱灵敏度分布9，通过吸收在这样的波长范围中的波长来确定所述探测器灵敏度10的短波侧101，其中所述波长范围包括小于 入Q的波长。方案10 按照方案9所述的辐射探测器，其中所述预先给定的光谱灵敏度分布9 是人眼的光谱灵敏度分布。方案11 按照方案9或10所述的辐射探测器，其中所述半导体本体1含有至少一 种III-V族半导体材料。方案12 按照方案9至11之一所述的辐射探测器，其中所述有源区5包括多个功
會邑Μ。方案13 按照方案12的辐射探测器，其中所述功能层^、4b、k、4d至少部分地吸 收在这样的波长范围内的辐射8，其中所述波长范围包括大于波长λ ^的波长。方案14 按照方案12或13所述的辐射探测器，其中所述功能层^、4b、k、4d具 有不同的带隙和/或厚度。方案15 按照上述方案之一所述的辐射探测器，其中所述过滤层结构70在朝向入 射的辐射8的方向上设置在所述有源区5之后。方案16 按照上述方案之一所述的辐射探测器，其中所述过滤层结构70包括单个 的过滤层7，所述过滤层7具有直接带隙和间接带隙。方案17 按照方案16的辐射探测器，其中所述直接带隙大于在所述有源区5方面 设置在所述过滤层7之后的功能层的带隙。方案18 按照方案16或17所述的辐射探测器，其中所述过滤层7通过由间接带 隙来吸收在这样波长范围内的辐射而确定所述探测器灵敏度的短波侧，其中所述波长范围 包括小于λ ^的波长。方案19 按照方案16至18之一所述的辐射探测器，其中所述直接带隙确定所述 探测器灵敏度的短波边界。方案20 按照方案16至19之一所述的辐射探测器，其中所述过滤层7的厚度大 于Ιμπι，特别是10 μ m或更多。方案21 按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述过滤层结构70 具有不同带隙和/或厚度的多个过滤层7a、7b、7c。方案22 按照方案21的辐射探测器，其中所述过滤层结构70通过由相应的过滤 层7a、7b、7c的直接带隙来吸收在这样的波长范围内的辐射而确定所述探测器灵敏度10的 短波侧，其中所述波长范围包括小于λ。的波长。方案23 按照方案21或22所述的辐射探测器，其中所述过滤层结构70具有1 μ m 或更小的厚度。方案M 按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述功能层^、4b、 4c、4d根据预先给定的光谱灵敏度分布9，通过其构造确定针对大于λ ^的波长的、所述探 测器灵敏度10的长波侧102。方案25 按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中在所述半导体本体 1中随后设置的功能层^、4b、k、4d的带隙至少部分地在朝向所述入射的辐射8的方向上 增加。方案沈按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述功能层^、4b、
174c、4d或所述功能层的至少一部分基本上不掺杂。 方案27 按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述有源区5包括 至少一种异质结构。方案28:按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述有源区5、特 别是所述功能层或所述过滤层结构70含有至少一种III-V族半导体材料，优选地含有 InxGayAl!^yPUnxGayAl!^yAs 或 InxGayAl1TyN,其中分别有 0 彡 χ 彡 1、0 彡 y 彡 1 和 x+y 彡 1。方案29 按照上述方案中的至少之一所述的辐射探测器，其中所述半导体本体1、 特别是具有所述过滤层结构70的半导体本体是单片集成的。本发明并未由于借助实施例的描述而受到限制。更确切地说，本发明包括各种新 的特征以及各种特征组合，其特别地包含在权利要求中的特征的各种组合，即使这些特征 或该组合本身并未在权利要求或实施例中明确地说明。
权利要求
1.一种根据预先给定的人眼的光谱灵敏度分布(9)的用于探测辐射的辐射探测器，其 中所述灵敏度分布(9)在波长λ ^’处具有最大值，所述辐射探测器包括半导体本体(1)，所 述半导体本体(1)具有用于产生探测器信号的且为了辐射接收而设置的有源区(5)，其特 征在于，所述半导体本体(1)含有至少一种III-V族半导体材料，并且所述有源区( 包括 多个功能层。
2.根据权利要求1所述的辐射探测器，其特征在于，所述功能层(^、4b、k、4d)至少部 分地吸收在包括大于所述波长λ0’的波长的波长范围内的辐射(8)。
3.根据权利要求1或2所述的辐射探测器，其特征在于，所述功能层(^、4b、k、4d)具 有不同的带隙和/或厚度。
4.根据权利要求1至3之一所述的辐射探测器，其特征在于，在所述有源区之后设置有 过滤层结构(70)，所述过滤层结构(70)包括至少一个过滤层(7、7a、7b、7c)，其中所述过滤 层结构(70)根据预先给定的所述光谱灵敏度分布(9)通过吸收在包括小于的波长的 波长范围中的辐射来确定所述探测器灵敏度(10)的短波侧(101)。
5.根据权利要求4所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层结构(70)在朝向入射 的辐射(8)的方向上设置在所述有源区( 之后。
6.根据权利要求4或5所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层结构(70)包括单 个的过滤层(7)，所述过滤层(7)具有直接带隙和间接带隙。
7.根据权利要求6的辐射探测器，其特征在于，所述直接带隙大于在所述有源区(5)方 面设置在所述过滤层(7)之后的功能层的带隙。
8.根据权利要求6或7所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层(7)通过由间接带 隙来吸收在包括小于λ^的波长的波长范围内的辐射而确定所述探测器灵敏度的短波侧。
9.根据权利要求6至8之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述直接带隙确定所述探 测器灵敏度的短波边界。
10.根据权利要求6至9之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层(7)的厚度 大于1 μ m，特别是IOym或更多。
11.根据权利要求4至10之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层结构(70) 具有不同带隙和/或厚度的多个过滤层(7a、7b、7c)。
12.根据权利要求11的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层结构(70)通过由相应的 过滤层(7a、7b、7c)的直接带隙来吸收在包括小于λ ^的波长的波长范围内的辐射而确定 所述探测器灵敏度(10)的短波侧。
13.根据权利要求11或12所述的辐射探测器，其特征在于，所述过滤层结构(70)具有 Ιμπι或更小的厚度。
14.根据上述权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述功能层 (4a,4b,4c,4d)根据预先给定的光谱灵敏度分布(9)通过其构造确定针对大于λ ^的波长 的、所述探测器灵敏度(10)的长波侧(102)。
15.根据上述权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，在所述半导体本 体(1)中下属的功能层(^、4b、k、4d)的带隙至少部分地在朝向所述入射的辐射(8)的方 向上增加。
16.根据上述权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述功能层(4a,4b,4c,4d)或所述功能层的至少一部分基本上不掺杂。
17.根据上述权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述有源区(5) 包括至少一种异质结构。
18.根据上述权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述有源区 (5)、特别是所述功能层或所述过滤层结构(70)含有至少一种III-V族半导体材料，优选 地含有 LxGEiyAl1TyP JnxGEtyAl1TyAs 或 Inj^ayAl1TyN,其中分别有 0 彡 χ 彡 1、0 彡 y 彡 1和 x+y 彡 1。
19.根据前面权利要求中的至少之一所述的辐射探测器，其特征在于，所述半导体本体 (1)、特别是具有所述过滤层结构(70)的半导体本体是单片集成的。
全文摘要
本发明涉及一种根据预先给定的人眼的光谱灵敏度分布(9)的用于探测辐射的辐射探测器，其中所述灵敏度分布(9)在波长λ0’处具有最大值，所述辐射探测器包括半导体本体(1)，所述半导体本体(1)具有用于产生探测器信号的且为了辐射接收而设置的有源区(5)，其中所述半导体本体(1)含有至少一种III-V族半导体材料，并且所述有源区(5)包括多个功能层。
文档编号H01L31/0352GK102136502SQ20111003143
公开日2011年7月27日 申请日期2005年3月10日 优先权日2004年3月31日
发明者彼得·施陶斯, 赖纳·温迪施, 阿恩特·耶格 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司