DE10341086B4 - Radiation-receiving semiconductor body with a filter layer - Google Patents

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Abstract

Strahlungsempfangender Halbleiterkörper, der zumindest einen strahlungsabsorbierenden aktiven Bereich (2) aufweist und elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 empfängt, wobei λ2 > λ1, und der Halbleiterkörper eine Filterschicht (5) zwischen dem aktiven Bereich (2) und einer Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) umfaßt, wobei
– der aktive Bereich (2) elektromagnetische Strahlung detektiert, die eine Wellenlänge kleiner als λ2 aufweist,
– die Filterschicht (5) elektromagnetische Strahlung absorbiert, die eine Wellenlänge kleiner als λ1 aufweist, und in Licht umwandelt, das eine Wellenlänge größer λ2 aufweist, und
– die Filterschicht (5) elektromagnetische Strahlung durchläßt, die eine Wellenlänge größer als λ1 aufweist.Radiation-receiving semiconductor body which has at least one radiation-absorbing active region (2) and receives electromagnetic radiation in a wavelength range between λ 1 and λ 2 , where λ 2 > λ 1 , and the semiconductor body has a filter layer (5) between the active region (2) and a radiation coupling surface (9), wherein
The active region (2) detects electromagnetic radiation having a wavelength smaller than λ 2 ,
- The filter layer (5) absorbs electromagnetic radiation having a wavelength less than λ 1 , and converted into light having a wavelength greater than λ 2 , and
- The filter layer (5) transmits electromagnetic radiation having a wavelength greater than λ 1 .

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen strahlungsempfangenden Halbleiterkörper, der zumindest einen strahlungsabsorbierenden aktiven Bereich aufweist und elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 empfängt, wobei λ2 größer ist als λ1. Sie betrifft insbesondere einen Halbleiterkörper, der als Photodiode oder als Phototransistor ausgebildet ist.The invention relates to a radiation-receiving semiconductor body which has at least one radiation-absorbing active region and receives electromagnetic radiation in a wavelength range between λ 1 and λ 2 , where λ 2 is greater than λ 1 . It relates in particular to a semiconductor body which is designed as a photodiode or as a phototransistor.

Üblicherweise wird die Leistung von strahlungsempfangenden Bauelementen, in denen Halbleiterkörper der eingangs genannten Art integriert sind, durch Umgebungs- oder Streulicht negativ beeinflußt. Bei der optischen Freiraumübertragung von Signalen oder Daten wird das zu detektierende Signal in den häufigsten Fällen durch Umgebungs- oder Streulicht gestört bzw. verfälscht. Deshalb werden oft optische Filter vor dem Detektor eingebaut, um das Signal von diesem störenden Licht zu trennen. Mit noch höherem Aufwand kann das Signal alternativ oder zusätzlich elektronisch aufbereitet werden. Solche externen Maßnahmen rufen einen größeren Zeit- und Kostenaufwand hervor.Usually is the performance of radiation-receiving devices in which Semiconductor body of the aforementioned type are integrated, by ambient or Stray light negatively affected. In the optical free space transmission of signals or data becomes the signal to be detected in the common make disturbed or falsified by ambient or scattered light. Therefore Often optical filters are installed in front of the detector to detect the signal from this disturbing To separate light. With even higher Effort, the signal can be processed alternatively or additionally electronically become. Such external measures call a bigger time and Cost out.

Die Druckschrift DE 102 03 875 A1 beschreibt einen optischen Empfänger für leistungsgebundene optische Übertragung. Der beschriebene optische Empfänger ist aus einem Absorptionsfilter und einer PIN-Diode aufgebaut. Beide Komponenten bestehen aus einem Halbleiter mit direktem Bandübergang, wobei die Grenzwellenlänge des Filters kleiner als der Grenzwellenlänge der Diode ist. Derartige optische Empfänger werden für die leistungsgebundene optische Übertragung von Signalen eingesetzt, da sie aufgrund ihrer niedrigen spektralen Detektionsbreite störendes Umgebungslicht weitgehend unterdrücken.The publication DE 102 03 875 A1 describes an optical receiver for power optical transmission. The described optical receiver is composed of an absorption filter and a PIN diode. Both components consist of a direct bandpass semiconductor, with the cut-off wavelength of the filter being less than the cut-off wavelength of the diode. Such optical receivers are used for the power-based optical transmission of signals because they largely suppress disturbing ambient light due to their low spectral detection width.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen strahlungsempfangenden Halbleiterkörper der eingangs genannten Art zu entwickeln, der einen verbesserten Schutz gegen Störung bzw. Verfälschung des zu detektierenden Signals aufweist und der ohne großen technischen Aufwand reproduzierbar ist.task The present invention is to provide a radiation-receiving Semiconductor body to develop the type mentioned, the improved Protection against interference or falsification of the has to be detected signal and without major technical Effort is reproducible.

Diese Aufgabe wird durch einen strahlungsempfangenden Halbleiterkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is by a radiation-receiving semiconductor body with the features of claim 1 solved. Advantageous developments of Invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist ein strahlungsempfangender Halbleiterkörper mit zumindest einem strahlungsabsorbierenden aktiven Bereich eine Filterschicht auf, die zwischen dem aktiven Bereich und einer Strahlungs-Einkopplungsseite angeordnet ist. Der aktive Bereich detektiert nur elektromagnetische Strahlung, die eine Wellenlänge kleiner als λ2 aufweist. Die Filterschicht absorbiert elektromagnetische Strahlung, denen Wellenlänge kleiner als λ1 ist, und läßt elektromagnetische Strahlung durch, die eine Wellenlänge größer als λ1 aufweist. Die von der Filterschicht absorbierte Strahlung wird vorzugsweise in Strahlung umgewandelt, deren Wellenlänge größer als λ2 ist und die somit nicht vom aktiven Bereich detektiert wird. Durch die kombinierte Wirkung des aktiven Bereichs und der Filterschicht empfängt der Halbleiterkörper elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2, wobei λ2 > λ1 ist.According to the invention, a radiation-receiving semiconductor body having at least one radiation-absorbing active region has a filter layer which is arranged between the active region and a radiation coupling-in side. The active region only detects electromagnetic radiation having a wavelength less than λ 2 . The filter layer absorbs electromagnetic radiation of which wavelength is less than λ 1 and transmits electromagnetic radiation having a wavelength greater than λ 1 . The radiation absorbed by the filter layer is preferably converted into radiation whose wavelength is greater than λ 2 and which is thus not detected by the active region. Due to the combined effect of the active region and the filter layer, the semiconductor body receives electromagnetic radiation in a wavelength range between λ 1 and λ 2 , where λ 2 > λ 1 .

Im folgenden wird Strahlung, die eine Wellenlänge größer als λ2 aufweist, langwellige Strahlung genannt und Strahlung, die eine Wellenlänge kleiner als λ1 aufweist, kurzwellige Strahlung. Das gleiche gilt auch für kurzwelliges und langwelliges Licht.In the following, radiation having a wavelength greater than λ 2 , called long-wave radiation and radiation having a wavelength smaller than λ 1 , short-wave radiation. The same applies to short-wave and long-wave light.

Vorzugsweise ist eine Strahlungs-Einkopplungsfläche zumindest teilweise durch die vom aktiven Bereich abgewandte Oberfläche der Filterschicht gebildet. Die Kontaktschicht seitens der Strahlungs-Einkopplungsfläche ist bevorzugt strukturiert und kann zumindest teilweise auf der Filterschicht aufgebracht werden. Damit wird ein Bauelement erzielt, das kompakt ist.Preferably is a radiation-coupling surface at least partially through the surface of the filter layer facing away from the active region is formed. The contact layer on the part of the radiation coupling surface is preferably structured and can be applied at least partially on the filter layer become. This achieves a device that is compact.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der aktive Bereich zwischen zwei Spiegeln angeordnet, wobei der zwischen dem aktiven Bereich und der Strahlungs-Einkopplungsfläche angeordnete Spiegel teildurchlässig ist. Vorzugsweise ist dieser teildurchlässige Spiegel mindestens für Strahlung im Wellenbereich zwischen λ1 und λ2 teildurch lässig. Die Spiegel sind bevorzugt als Bragg-Spiegel ausgebildet. Durch konstruktive Interferenz wird das zu detektierende Signal vorteilhaft verstärkt. Weiterhin können die Spiegel derart um den aktiven Bereich angeordnet sein, daß sie einen Resonator bilden, der auf Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 abgestimmt ist. Ein solcher Resonator hat den Vorteil, dass eine erhöhte Sensitivität des Hauelements in dem gewünschten Wellenlängenbereich, nämlich zwischen λ1 und λ2, erreicht werden kann. Vorzugsweise sind die Spiegel aus Halbleitermaterial hergestellt.In a preferred embodiment of the invention, the active region is arranged between two mirrors, wherein the mirror arranged between the active region and the radiation coupling-in surface is partially transparent. Preferably, this partially transmissive mirror is at least partially permeable to radiation in the wavelength range between λ 1 and λ 2 . The mirrors are preferably designed as Bragg mirrors. Constructive interference advantageously amplifies the signal to be detected. Furthermore, the mirrors may be arranged around the active region such that they form a resonator which is tuned to radiation in the wavelength range between λ 1 and λ 2 . Such a resonator has the advantage that an increased sensitivity of the Hauelements in the desired wavelength range, namely between λ 1 and λ 2 , can be achieved. Preferably, the mirrors are made of semiconductor material.

In einer weiteren Ausführungsform kann der aktive Bereich aus einem Halbleitermaterial hergestellt und als Quantentopfstruktur ausgebildet werden. Vermittels einer Quantentopfstruktur im aktiven Bereich können die spektrale Empfindlichkeit und Selektivität vorteilhaft erhöht werden.In a further embodiment For example, the active region may be made of a semiconductor material and formed as a quantum well structure. By means of a Quantum well structure in the active region can reduce the spectral sensitivity and selectivity advantageously increased become.

Die Filterschicht ist bevorzugt als eine Schichtenfolge ausgebildet, die weiter bevorzugt aus verschiedenen Halbleitermaterialien hergestellt ist. Vorteilhafterweise kann die Filterschicht dann im selben epitaktischen Herstellungsschritt gewachsen werden wie der darunterliegende aktive Bereich und ggf. Spiegel. Das heißt, der aktive Bereich, die Filterschicht und ggf. die zwei Spiegel können in einem Epitaxieschritt auf einem Substrat aufgewachsen werden. Dadurch können Zeit und Kosten in der Herstellung gespart werden.The filter layer is preferably formed as a layer sequence, which is further preferably made of different semiconductor materials. Advantageously, the filter layer can then in sel ben epitaxial manufacturing step are grown as the underlying active area and possibly mirror. That is, the active region, the filter layer and possibly the two mirrors can be grown on a substrate in an epitaxial step. This saves time and money in manufacturing.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Filterschicht eine Quantentopfstruktur auf. Das in der Filterschicht absorbierte Licht erzeugt Ladungsträger, die vor einer Re-Emission in der Quantentopfstruktur eingefangen werden und dort energetisch relaxieren. In der Quantentopfstruktur rekombinieren diese Ladungsträger und erzeugen eine Strahlung, deren Wellenlänge vorzugsweise größer als λ2 ist, also langwellige Strahlung. Diese langwellige Strahlung wird von einer anderen Schicht bzw. Struktur in dem Halbleiterkörper im wesentlichen nicht absorbiert. Damit verläßt die langwellige Strahlung den Halbleiterkörper, ohne detektiert zu werden. Die Filterschicht funktioniert hierbei wie ein Kanten-Filter, der kurzwelliges Licht mit einer Wellenlänge kleiner λ1 absorbiert und langwelliges Licht durchlässt. In Verbindung mit der aktiven Schicht wird somit ein Bandpaß gebildet, der störendes Licht heraus filtert, so dass nur Licht mit einer Wellenlänge zwischen λ1 und λ2 detektiert wird.In a preferred embodiment, the filter layer has a quantum well structure. The light absorbed in the filter layer generates charge carriers which are trapped in the quantum well structure before being re-emitted, where they relax energetically. In the quantum well structure, these charge carriers recombine and produce a radiation whose wavelength is preferably greater than λ 2 , ie long-wave radiation. This long-wave radiation is essentially not absorbed by another layer or structure in the semiconductor body. Thus, the long-wavelength radiation leaves the semiconductor body without being detected. The filter layer functions like an edge filter that absorbs short-wavelength light with a wavelength smaller than λ 1 and transmits long-wave light. In conjunction with the active layer, a bandpass filter is thus formed which filters out interfering light, so that only light having a wavelength between λ 1 and λ 2 is detected.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Halbleiterkörper als Photodiode oder als Phototransistor ausgebildet.in a particularly preferred embodiment is the semiconductor body designed as a photodiode or as a phototransistor.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den 1 bis 3.Further advantages will become apparent from the following description of an embodiment in conjunction with the 1 to 3 ,

Es zeigenIt demonstrate

1 eine schematische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterkörpers, 1 a schematic sectional view of the embodiment of a semiconductor body according to the invention,

2 ein Diagramm der Bandabstände in den verschiedenen Schichten des Halbleiterkörpers von der Strahlungs-Einkopplungsfläche bis zum Substrat und 2 a diagram of the band gaps in the various layers of the semiconductor body from the radiation-coupling surface to the substrate and

3 ein Diagramm der Indium- und Aluminium-Konzentrationen in den verschiedenen Schichten des Halbleiterkörpers von der Strahlungs-Einkopplungsfläche bis zum Substrat. 3 a diagram of the indium and aluminum concentrations in the various layers of the semiconductor body from the radiation coupling surface to the substrate.

Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit demselben Bezugszeichen versehen. Zum besseren Verständnis sind insbesondere die Dicken der Schichten in den Figuren nicht maßstabsgerecht dargestellt.Same or equivalent elements are in the figures with the same Provided with reference numerals. For better understanding, in particular the Thicknesses of the layers in the figures are not drawn to scale.

Der in 1 dargestellte Halbleiterkörper ist als eine resonante Photodiode ausgebildet. Der Halbleiterkörper weist einen aktiven Bereich 2 auf, der eine Quantentopfstruktur mit einer Mehrzahl von GaAs Quantum-Wells umfasst. Der aktive Bereich 2 ist zwischen zwei Spiegeln 3, 4 angeordnet. Die Spiegel 3, 4 sind als Halbleiter-Bragg-Spiegel ausgebildet, die mehrere Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As-Perioden aufweisen. Der Spiegel 4 ist für zumindest das zu detektieren- de Signal teildurchlässig und p-dotiert, der Spiegel 3 entsprechend n-dotiert. Die zwei Spiegel 3, 4 bilden einen Resonator 10, der genau auf das Licht des zu detektierenden Signals abgestimmt ist. Im Ausführungsbeispiel der Spiegel 3 36 Perioden auf und der Spiegel 4 zehn Perioden. Die im aktiven Bereich 2 absorbierte Strahlung erzeugt freie Ladungsträger, die in einem elektrischen Feld zu einem Photostrom führen.The in 1 illustrated semiconductor body is formed as a resonant photodiode. The semiconductor body has an active area 2 comprising a quantum well structure having a plurality of GaAs quantum wells. The active area 2 is between two mirrors 3 . 4 arranged. The mirror 3 . 4 are formed as semiconductor Bragg mirror having a plurality of Al 0.2 Ga 0.8 As / Al 0.9 Ga 0.1 As periods. The mirror 4 is partially transparent and p-doped for at least the signal to be detected, the mirror 3 correspondingly n-doped. The two mirrors 3 . 4 form a resonator 10 which is exactly tuned to the light of the signal to be detected. In the embodiment of the mirror 3 36 periods on and the mirror 4 ten periods. The in the active area 2 absorbed radiation generates free charge carriers, which lead to a photocurrent in an electric field.

Auf dem Spiegel 4 ist eine Filterschicht 5 aufgewachsen, die aus einem Material besteht, das für das Licht des zu detektierenden Signals weitestgehend transparent ist. Je nach Wellenlängenbereich kann hierfür eine Al0.1Ga0.9As-basierende Filterschicht 5 verwendet werden. Die Filterschicht 5 wird in dem selben epitaktischen Schritt wie der aktive Bereich 2 gewachsen.On the mirror 4 is a filter layer 5 grown, which consists of a material that is largely transparent to the light of the signal to be detected. Depending on the wavelength range, an Al 0.1 Ga 0.9 As-based filter layer can be used for this purpose 5 be used. The filter layer 5 becomes in the same epitaxial step as the active area 2 grown.

Kurzwelliges Licht wird in der Filterschicht 5 weitestgehend absorbiert. Vor einer Re-Emission werden die erzeugten Ladungsträger, die sich auch in dieser Filterschicht 5 befinden, in Quantum-Wells eingefangen und relaxieren dort energetisch. Die Quantentopfstruktur besteht aus In0.2Ga0.8As. In den Quantum-Wells rekombinieren diese Ladungsträger und erzeugen eine langwellige Strahlung, die im wesentlichen von keiner anderen Schicht des Halbleiterkörpers absorbiert werden kann.Shortwave light is in the filter layer 5 largely absorbed. Before a re-emission, the generated charge carriers, which are also in this filter layer 5 are caught in quantum wells and relax energetically there. The quantum well structure consists of In 0.2 Ga 0.8 As. In the quantum wells, these charge carriers recombine and generate a long-wave radiation that can not be absorbed by any other layer of the semiconductor body substantially.

Alternativ kann die Rekombination der erzeugten Ladungsträger über Oberflächenzustände stattfinden. In diesem Fall werden in der Regel keine Strahlung emittiert. Die Rekombination über Oberflächenzustände ist insbesondere möglich, wenn die Filterschicht 5 relativ dünn ausgebildet ist, d. h. in der Größenordnung von bis zum 10–6 m. Bei einer relativ dünnen Filterschicht 5 ist es wahrscheinlicher, dass die Ladungsträger an die Oberfläche gelangen und dort über Oberflächenzustände rekombinieren.Alternatively, the recombination of the generated charge carriers can take place via surface states. In this case, no radiation is emitted as a rule. Recombination via surface states is particularly possible when the filter layer 5 is relatively thin, ie in the order of up to 10 -6 m. For a relatively thin filter layer 5 it is more likely that the charge carriers reach the surface and recombine there via surface states.

Auf der Filterschicht 5 ist eine Kontaktschicht 6 aufgebracht. Die Kontaktschicht 6 ist strukturiert In diesem Beispiel ist die Kontaktschicht 6 auf Au:Zn basiert und p-dotiert. Die Flächen der Filterschicht 5, die nicht mit der Kontaktschicht 6 bedeckt sind, bilden die Strahlungs-Einkopplungsfläche 9. Das zu detektierende Signal wird durch die Pfeile 8 angedeutet.On the filter layer 5 is a contact layer 6 applied. The contact layer 6 is structured In this example, the contact layer is 6 based on Au: Zn and p-doped. The surfaces of the filter layer 5 that does not match the contact layer 6 are covered form the radiation coupling surface 9 , The signal to be detected is indicated by the arrows 8th indicated.

Der Spiegel 3 ist auf einem Substrat 1 angeordnet, das GaAs enthält. Das Substrat 1 ist elektrisch leitfähig. Auf der vom Spiegel 3 abgewandte Oberfläche des Substrats 1 ist eine Kontaktschicht 7 aufgebracht. Die Kontaktschicht 7 ist ganzflächig aufge- bracht. In diesem Beispiel ist die Kontaktschicht 7 n-dotiert und enthält eine Legierung aus AuGe.The mirror 3 is on a substrate 1 arranged containing GaAs. The substrate 1 is electrically conductive. On the mirror 3 facing away Surface of the substrate 1 is a contact layer 7 applied. The contact layer 7 is applied over the entire surface. In this example, the contact layer 7 n-doped and contains an alloy of AuGe.

In 2 sind die Bandabstände der verschiedenen Schichten des Halbleiterkörpers gezeigt. Bandabstände sind gegen die Schichtenabfolge, die längs der horizontalen Achse dargestellt ist, aufgetragen.In 2 the band gaps of the different layers of the semiconductor body are shown. Band gaps are plotted against the layer sequence shown along the horizontal axis.

Außer einer Cap-Schicht 13, die auf der Filterschicht 5 angeordnet ist, weist der in 2 dargestellte Halbleiterkörper den gleichen Aufbau wie das in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Cap-Schicht 13 ist aus GaAs und sehr dünn (in der Größenordnung von 10–9 m) ausgebildet. Sie dient als Schutz gegen die Oxidation der Filter schicht 5. Die Filterschicht 5 enthält in der Regel relativ hohe Konzentrationen von Aluminium, das schnell in einer Luft-Umgebung oxidieren kann. Die Cap-Schicht 13 enthält vorzugsweise kein oder kaum Aluminium-Anteile und verhindert daher die Oxidation von Aluminium an der Luft/Halbleiter-Grenzfläche. Eine solche Oxidation kann zur Störung der elektrischen Eigenschaften der Halbleiterschichtenfolge führen.Except for a cap layer 13 on the filter layer 5 is arranged, the in 2 illustrated semiconductor body of the same construction as that in 1 illustrated embodiment. The cap layer 13 is made of GaAs and very thin (on the order of 10 -9 m). It serves as protection against the oxidation of the filter layer 5 , The filter layer 5 typically contains relatively high concentrations of aluminum that can oxidize quickly in an air environment. The cap layer 13 preferably contains no or hardly any aluminum components and therefore prevents the oxidation of aluminum at the air / semiconductor interface. Such oxidation can lead to disturbance of the electrical properties of the semiconductor layer sequence.

Durch die Pfeile 11 ist symbolisch kurzwelliges Licht dargestellt. Das kurzwellige Licht 11 dringt in den Halbleiterkörper bis in die Filterschicht 5 ein. Hier wird das kurzwellige Licht 11 weitgehend absorbiert und durch die in der Filterschicht 5 vorhandene Quantentopfstruktur in langwelliges Licht umgewandelt. Optional kann die Filterschicht 5 eine hohe Energiebarriere 5a für die Ladungsträger an der zur Strahlungs-Einkopplungsfläche 9 hingewandten Oberfläche aufweisen. Eine solche Energiebarriere 5a enthält in der Regel eine viel höhere Aluminium-Konzentration als der Rest der Filterschicht 5. In 2 sind die Quantentopfstrukturen in der Filterschicht 5 und in dem aktiven Bereich 2 durch große vertikale Bandabstände erkennbar.Through the arrows 11 symbolically shortwave light is shown. The short-wave light 11 penetrates into the semiconductor body into the filter layer 5 one. Here is the short-wave light 11 largely absorbed and by the in the filter layer 5 existing quantum well structure converted into long-wave light. Optionally, the filter layer 5 a high energy barrier 5a for the charge carriers at the radiation input surface 9 have facing surface. Such an energy barrier 5a usually contains a much higher aluminum concentration than the rest of the filter layer 5 , In 2 are the quantum well structures in the filter layer 5 and in the active area 2 recognizable by large vertical band gaps.

Langwelliges Licht ist durch die Pfeile 12 symbolisch dargestellt. Das langwellige Licht umfaßt das mittels der Filterschicht 5 umgewandelte Licht sowie langwelliges Umgebungslicht und wird durch den Halbleiterkörper weitgehend durchgelassen. Long-wave light is through the arrows 12 symbolically represented. The long-wavelength light includes that by means of the filter layer 5 converted light and long-wave ambient light and is largely transmitted through the semiconductor body.

Die zu detektierende Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen λ1 und λ2 ist durch die Pfeile 8 angedeutet. Die Strahlung 8 wird durch die Filterschicht 5 und der teildurchlässige Spiegel 4 weitgehend durchgelassen. Die Resonanzwellenlänge des mittels der Spiegel 4, 3 gebildeten Resonators 10 entspricht im wesentlichen der Wellenlänge der Strahlung 8.The radiation to be detected with a wavelength between λ 1 and λ 2 is indicated by the arrows 8th indicated. The radiation 8th is through the filter layer 5 and the partially transmissive mirror 4 largely let through. The resonance wavelength of the mirror 4 . 3 formed resonator 10 corresponds essentially to the wavelength of the radiation 8th ,

In der 3 werden die Indium- und Aluminium-Konzentrationen der Schichten des gleichen Halbleiterkörpers wie in 2 dargestellt. Von der 3 in Verbin dung mit der 3 ist zu erkennen, daß eine höhere Aluminiumkonzentration einem höheren Bandabstand entspricht. Umgekehrt entspricht eine höhere Indiumkonzentration einem niedrigeren Bandabstand.In the 3 For example, the indium and aluminum concentrations of the layers of the same semiconductor body as in 2 shown. Of the 3 in conjunction with the 3 It can be seen that a higher aluminum concentration corresponds to a higher band gap. Conversely, a higher indium concentration corresponds to a lower bandgap.

Claims (15)

Strahlungsempfangender Halbleiterkörper, der zumindest einen strahlungsabsorbierenden aktiven Bereich (2) aufweist und elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 empfängt, wobei λ2 > λ1, und der Halbleiterkörper eine Filterschicht (5) zwischen dem aktiven Bereich (2) und einer Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) umfaßt, wobei – der aktive Bereich (2) elektromagnetische Strahlung detektiert, die eine Wellenlänge kleiner als λ2 aufweist, – die Filterschicht (5) elektromagnetische Strahlung absorbiert, die eine Wellenlänge kleiner als λ1 aufweist, und in Licht umwandelt, das eine Wellenlänge größer λ2 aufweist, und – die Filterschicht (5) elektromagnetische Strahlung durchläßt, die eine Wellenlänge größer als λ1 aufweist.Radiation-receiving semiconductor body having at least one radiation-absorbing active region ( 2 ) and receives electromagnetic radiation in a wavelength range between λ 1 and λ 2 , where λ 2 > λ 1 , and the semiconductor body has a filter layer ( 5 ) between the active area ( 2 ) and a radiation coupling surface ( 9 ), wherein - the active region ( 2 ) detects electromagnetic radiation having a wavelength smaller than λ 2 , - the filter layer ( 5 ) absorbs electromagnetic radiation having a wavelength less than λ 1 and converting it into light having a wavelength greater than λ 2 , and - the filter layer ( 5 ) transmits electromagnetic radiation having a wavelength greater than λ 1 . Halbleiterkörper nach Anspruch 1, bei dem die Filterschicht (5) zumindest eine Quantentopfstruktur aufweist.Semiconductor body according to Claim 1, in which the filter layer ( 5 ) has at least one quantum well structure. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) durch eine vom aktiven Bereich (2) abgewandte Oberfläche der Filterschicht (5) oder durch eine hierauf aufgebrachte Halbleiterschicht gebildet ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the radiation coupling surface ( 9 ) by one from the active area ( 2 ) facing away from the surface of the filter layer ( 5 ) or formed by a semiconductor layer applied thereto. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Filterschicht (5) als Halbleiterschichtenfolge ausgebildet ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the filter layer ( 5 ) is formed as a semiconductor layer sequence. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der aktive Bereich (2) als Quantentopfstruktur ausgebildet ist. Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the active region ( 2 ) is designed as a quantum well structure. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine erste Kontaktschicht (6), die auf der der Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) zugewandten Seite des aktiven Bereichs (2) angeordnet ist, zumindest teilweise auf der Filterschicht (5) aufgebracht ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which a first contact layer ( 6 ) located on the radiation launch surface ( 9 ) side of the active area ( 2 ) is arranged, at least partially on the filter layer ( 5 ) is applied. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein Substrat (1) zwischen dem aktiven Bereich (2) und einer zweiten Kontaktschicht (7) angeordnet ist, die auf der von der Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) abgewandten Seite des aktiven Bereichs (2) auf den Halbleiterkörper aufgebracht ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which a substrate ( 1 ) between the active area ( 2 ) and a second contact layer ( 7 ) located on the surface of the radiation ( 9 ) facing away from the active area ( 2 ) on the semiconductor body brought is. Halbleiterkörper nach Anspruch 7, bei dem das Substrat (1) elektrisch leitfähig ist.Semiconductor body according to Claim 7, in which the substrate ( 1 ) is electrically conductive. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der aktive Bereich (2) zwischen zwei Spiegeln (3, 4) angeordnet ist, wobei der zwischen dem aktiven Bereich (2) und der Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) angeordnete Spiegel (4) teildurchlässig ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the active region ( 2 ) between two mirrors ( 3 . 4 ), which between the active area ( 2 ) and the radiation coupling surface ( 9 ) arranged mirrors ( 4 ) is partially permeable. Halbleiterkörper nach Anspruch 9, bei dem der zwischen dem aktiven Bereich (2) und der Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) angeordnete Spiegel (4) zumindest für Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 teildurchlässig ist.Semiconductor body according to claim 9, wherein the between the active region ( 2 ) and the radiation coupling surface ( 9 ) arranged mirrors ( 4 ) at least for radiation in the wavelength range between λ 1 and λ 2 is partially transmissive. Halbleiterkörper nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Spiegel (3, 4) als Bragg-Spiegel ausgebildet sind.Semiconductor body according to Claim 9 or 10, in which the mirrors ( 3 . 4 ) are formed as Bragg mirror. Halbleiterkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die zwei Spiegel (3, 4) einen Resonator bilden, der auf Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 abgestimmt ist. Semiconductor body according to one of Claims 9 to 11, in which the two mirrors ( 3 . 4 ) form a resonator, which is tuned to radiation in the wavelength range between λ 1 and λ 2 . Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Spiegel (4) seitens der Strahlungs-Einkopplungsfläche (9) zwischen der Filterschicht (5) und dem aktiven Bereich (2) angeordnet ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the mirror ( 4 ) from the radiation input surface ( 9 ) between the filter layer ( 5 ) and the active area ( 2 ) is arranged. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Spiegel (3, 4) ein Halbleitermaterial enthalten.Semiconductor body according to one of the preceding claims, in which the mirrors ( 3 . 4 ) contain a semiconductor material. Halbleiterkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, der als Photodiode oder als Phototransistor ausgebildet ist.Semiconductor body according to one of the preceding claims, which is designed as a photodiode or as a phototransistor.
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