[发明专利]半导体结构、包括这种结构的装置以及制造半导体结构的方法

权利要求书

1.一种半导体结构(5)，其能够接收电磁辐射(λ)并且将该电磁辐射转换为电信号，所述结构包括工作温度额定值，这种结构(5)包括：

－第一和第二区域(20，60)，它们具有相同的传导性类型并且分别由第一和第二半导体材料制成，所述第一和第二半导体材料两者由相同的元素构成，所述元素称为组成元素，这些组成元素中的至少两种的不同比例与所述材料的带隙能量差相对应，第一材料是直接带隙半导体材料，

－势垒区域(40)，其设置在第一和第二区域(20，60)之间，并且在势垒厚度(e₁)上作为第一和第二区域(20，60)的多数载流子的势垒，所述势垒区域(40)由组成元素构成并且在整个势垒厚度(e₁)上具有组成元素的比例，使得势垒区域(40)具有比第一区域(20)的带隙能量高的带隙能量最低值，并且使得两种能量之间的绝对值差值等于在工作温度额定值处的热能的至少10倍，该两种能量一种是与势垒区域的带隙能量最低值的多数载流子相对应的能带极值的能量，另一种是第二区域的相同极值的能量，使势垒区域(40)具有最低带隙能量的组成元素的比例限定了势垒比例(X_b)，

此结构(5)特征在于，其包括设置为在第一接合厚度(e₂)上接合第一区域(20)和势垒区域(40)的第一接合区域(30)，第一接合区域具有在整个接合厚度(e₂)上以及从第一区域(20)到势垒区域(40)上从与第一材料的比例相对应的比例变化到势垒比例(X_b)的组成元素成分，第一接合厚度(e₂)至少等于势垒厚度(e₁)的一半，并且其中，所述结构(5)被提供有设置为在第二接合厚度(e₃)上接合势垒区域(40)和第二区域(60)的第二接合区域(50)，第二接合区域(50)具有在整个第二接合厚度(e₃)上以及从势垒区域(40)到第二区域(60)上从势垒比例(X_b)变化到与第二材料的比例(X2)相对应的成分的组成元素成分，第二接合厚度(e₃)小于势垒厚度(e₁)的一半。

2.如权利要求1所述的结构(5)，其中该结构是nBn结构，也就是第一和第二区域为多数载流子是电子的传导性类型，势垒区域(40)由组成元素构成并且在整个势垒厚度(e₁)上具有组成元素的比例，使得势垒区域(40)具有比第一区域(20)的带隙能量高的带隙能量最低值，并且使得两种能量之间的绝对值差值等于在工作温度额定值处的热能的至少10倍，该两种能量一种是与势垒区域的带隙能量最低值的多数载流子相对应的能带极值的能量，另一种是第二区域的导带的相同极值的能量。

3.如权利要求1或2所述的结构(5)，其中第一和第二材料具有大体上相等的组成元素的比例。

4.如前述任一权利要求所述的结构(5)，其中组成元素是镉(Cd)、汞(Hg)和碲(Te)。

5.如前述任一权利要求所述的结构(5)，其中第一接合厚度(e₂)在一倍势垒厚度(e₁)和两倍势垒厚度(e₁)之间。

6.如前述任一权利要求所述的结构(5)，其中组成元素的比例在整个第一接合厚度(e₂)上大体上均匀地变化。

7.如前述任一权利要求所述的结构(5)，其中第二接合厚度(e₃)小于势垒厚度(e₁)的三分之一，并且优选小于势垒厚度(e₁)的十分之一。

8.如前述任一权利要求所述的结构(5)，其中势垒厚度(e₁)在100和300纳米之间。

9.一种半导体装置(1)，其包括多个半导体结构(5a、b、c、d)，其特征在于，所述结构(5a、b、c、d)中的至少一个是根据前述任一项权利要求所述的结构。