DE3345214A1 - Diode - Google Patents

Diode

Info

Publication number
DE3345214A1
DE3345214A1 DE19833345214 DE3345214A DE3345214A1 DE 3345214 A1 DE3345214 A1 DE 3345214A1 DE 19833345214 DE19833345214 DE 19833345214 DE 3345214 A DE3345214 A DE 3345214A DE 3345214 A1 DE3345214 A1 DE 3345214A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intermediate zone
diode according
diode
zones
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833345214
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Prof. Dr.Rer.Nat. 5100 Aachen Beneking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Electronic GmbH
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Electronic GmbH
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Electronic GmbH, Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Telefunken Electronic GmbH
Priority to DE19833345214 priority Critical patent/DE3345214A1/de
Publication of DE3345214A1 publication Critical patent/DE3345214A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/109—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN heterojunction type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/868—PIN diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H01L31/1075—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

  • Diode
  • Beim Aufbau von pn-Dioden und pin-Dioden, die insbesondere als Strahlungsdetektor verwendet werden sollen, müssen möglichst geringe Restströme erzielt werden. Dies ist notwendig, um niedrige Rauschgrößen zu erhalten und um die Stabilität dieser Bauelemente zu gewährleisten. Bei Ausnutzung der Trägervervielfachung (Avalanche-Effekt) zur Verstärkung optisch-detektierter Signale muß ein möglichst gleichmäßiger Durchbruch erzielt werden, um eine definierte Charakteristik des Halbleiterbauelementes sicherzustellen.
  • Dies macht insbesondere bei Dioden aus Verbindungshalbleitermaterialien erhebliche Schwierigkeiten.
  • Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Diode anzugeben, die sehr niedere Rauschgrößen aufweist und die eine sehr gleichmäßige Durchbruchscharakteristik besitzt. Dies wird erfindungsgemäß bei einer Diode der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß im pn-Übergangsbereich eine dünne Zwischenzone aus einem Material mit einem höheren Bandabstand als die benachbarten Halbleiterzonen angeordnet ist.
  • Die zwischengeschaltete sehr dünne Zone aus einem sogenannten Widegap-Material hat den Vorteil, daß die Eigenleitfähigkeit dieser Materialien sehr gering ist. Da diese Größe in den Reststrom eingeht, wird durch die Einfügung der Zwischenzone aus dem Widegap-Material das Rauschen erniedrigt und die Stabilität des Bauelementes verbessert.
  • Will man im Sperrbetrieb den Löcherstrom reduzieren, so wird man die Zwischenzone aus einem n-leitenden Material bilden. Bei einer bevorzugten Reduzierung des Elektronenstroms wird dagegen die Zwischenzone aus einem p-leitenden Material bestehen. Die bevorzugte Reduzierung einer bestimmten Trägerart ist beispielsweise bei Avalanche-Dioden von Bedeutung, da dort die Ionisierung möglichst nur durch eine Trägersorte erfolgen soll, um extrem rauscharme Dioden zu erhalten. Der Einbau einer Zwischenzone in den pn-Übergangsbereich der Diode hat ferner den Vorteil, daß der Feldbereich zwischen der eigentlichen p-leitenden Zone und der n-leitenden Zone ausgeweitet wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Zwischenzone schwach oder sehr niedrig dotiert ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus den Figuren 1 und 2.
  • In der Figur 1 ist eine Halbleiteranordnung dargestellt, die beispielsweise aus einem n-leitenden Substrat 1 aus einkristallinem Galliumarsenid besteht. Auf dieses Grundsubstrat 1 wird beispielsweise durch Flüssigphasenepitaxie eine dünne Schicht 2 aus GaAlAs aufgebracht. Eine geeignete Materialzusammensetzung besteht aus Ga0,8Al0,2As. Die Zwischenzone 2 kann undotiert oder schwach n-leitend bzw.
  • p-leitend sein. Sie wird in jedem Fall schwächer dotiert sein als die benachbarten Zonen 1 und 3. Die Dicke der Zwischenschicht 2 liegt größenordnungsmäßig im Bereich der Diffusionslänge und beträgt ca. 1 ßm oder einen darunterliegenden Wert.
  • Auf die dünne Zwischenschicht 2 wird schließlich eine Halbleiterschicht 3 beispielsweise auch durch Flüssigphasenepitaxie abgeschieden. Diese beim Ausführungsbeispiel dann p-leitende Schicht 3 besteht wiederum vorzugsweise aus Galliumarsenid.
  • In der Figur 2 ist noch dargestellt, wie die Diode mit einer Mesastruktur versehen werden kann. Hierzu werden die Schichten 2 und 3 vorzugsweise mit selektiven Atzmitteln soweit entfernt, daß sich die in der Figur 2 dargestellte mesaförmige Struktur ergibt. Die eigentliche n-Zone 1 wird mit dem Anschlußkontakt 6 und die p-leitende Zone 3 mit dem Anschlußkontakt 5 versehen. Die dargestellte Diode eignet sich insbesondere als Avalanche-Diode und beim Einbau in ein lichtdurchlässiges Gehäuse als Strahlungsdetektor.
  • - Leerseite -

Claims (9)

  1. Patentansprüche 1) Diode mit zwei Zonen unterschiedlichen Leitungstyps, die einen pn-Übergang miteinander bilden, dadurch gekennzeichnet, daß im pn-Übergangsbereich eine dünne Zwischenzone (2) aus einem Material mit einem höheren Bandabstand als die benachbarten Halbleiterzonen (1, 3) angeordnet ist.
  2. 2) Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone (2) eine Ausdehnung von < 1 zm aufweist.
  3. 3) Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone undotiert ist.
  4. 4) Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone schwach n- oder p-dotiert ist.
  5. 5) Diode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierung der Zwischenzone (2) geringer ist als die der beiden benachbarten Zonen (1, 3).
  6. 6) Diode nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallurgische pn-Grenze innerhalb der Zwischenzone liegt.
  7. 7) Diode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone (2) aus GaAlAs und die beiden benachbarten Zonen (1, 3) aus n- bzw. p-leitendem einkristallinem GaAs bestehen.
  8. 8) Diode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone aus Ga0,8Al0,2As besteht.
  9. 9) Verwendung der Diode nach einem der vorangehenden Ansprüche als Avalanche-Diode oder als Strahlungsdetektor.
DE19833345214 1983-12-14 1983-12-14 Diode Withdrawn DE3345214A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833345214 DE3345214A1 (de) 1983-12-14 1983-12-14 Diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833345214 DE3345214A1 (de) 1983-12-14 1983-12-14 Diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3345214A1 true DE3345214A1 (de) 1985-06-27

Family

ID=6216911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833345214 Withdrawn DE3345214A1 (de) 1983-12-14 1983-12-14 Diode

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3345214A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933728A (en) * 1985-03-25 1990-06-12 Hitachi, Ltd. Semiconductor optical device
DE3930658A1 (de) * 1989-09-13 1991-03-21 Abstreiter Gerhard Prof Dr Hochortsaufloesender halbleiterphotodetektor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1370430A (en) * 1970-12-23 1974-10-16 Philips Electronic Associated Methods of manufacturing semi-conductor bodies
DE2557163A1 (de) * 1975-12-18 1977-06-23 Int Rectifier Corp Verfahren zur herstellung eines halbleiterelementes
GB1502380A (en) * 1974-12-24 1978-03-01 Philips Ltd Amphoteric hetero-junction semiconductor devices
DE2556928B2 (de) * 1974-12-20 1978-06-22 Nippon Telegraph And Telephone Public Corp., Tokio Verfahren und Vorrichtung zum Züchten einer epitaktischen Halbleiterschicht in flüssiger Phase
DE2338244B2 (de) * 1972-07-28 1978-06-29 Matsushita Electronics Corp., Kadoma, Osaka (Japan) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtig aufgebauten Halbleiter-Bauelementes mit epitaktischen Aufwachsschichten
DE2757470A1 (de) * 1977-12-22 1979-07-05 Siemens Ag Verfahren zum herstellen einer halbleiteranordnung
US4258375A (en) * 1979-04-09 1981-03-24 Massachusetts Institute Of Technology Gax In1-x Asy P1-y /InP Avalanche photodiode and method for its fabrication
GB2107927A (en) * 1981-10-07 1983-05-05 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd Avalanche photodiode with quantum well layer
DE2227883C2 (de) * 1971-06-18 1983-11-24 RCA Corp., 10020 New York, N.Y. Flüssigphasenepitaxieverfahren

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1370430A (en) * 1970-12-23 1974-10-16 Philips Electronic Associated Methods of manufacturing semi-conductor bodies
DE2227883C2 (de) * 1971-06-18 1983-11-24 RCA Corp., 10020 New York, N.Y. Flüssigphasenepitaxieverfahren
DE2338244B2 (de) * 1972-07-28 1978-06-29 Matsushita Electronics Corp., Kadoma, Osaka (Japan) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtig aufgebauten Halbleiter-Bauelementes mit epitaktischen Aufwachsschichten
DE2556928B2 (de) * 1974-12-20 1978-06-22 Nippon Telegraph And Telephone Public Corp., Tokio Verfahren und Vorrichtung zum Züchten einer epitaktischen Halbleiterschicht in flüssiger Phase
GB1502380A (en) * 1974-12-24 1978-03-01 Philips Ltd Amphoteric hetero-junction semiconductor devices
DE2557163A1 (de) * 1975-12-18 1977-06-23 Int Rectifier Corp Verfahren zur herstellung eines halbleiterelementes
DE2757470A1 (de) * 1977-12-22 1979-07-05 Siemens Ag Verfahren zum herstellen einer halbleiteranordnung
US4258375A (en) * 1979-04-09 1981-03-24 Massachusetts Institute Of Technology Gax In1-x Asy P1-y /InP Avalanche photodiode and method for its fabrication
GB2107927A (en) * 1981-10-07 1983-05-05 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd Avalanche photodiode with quantum well layer

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z: Applied Physics Letters, Bd.35, No.2, Juli 1979, S.180-182 *
US-Z: Applied Physics Letters,n Bd.41, No.1, 1. Juli 1982, S.67-70 *
US-Z: J. Vacuum Science & Technology B, Vol.1, No.2, April-Juni 1983, S.457-461 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933728A (en) * 1985-03-25 1990-06-12 Hitachi, Ltd. Semiconductor optical device
DE3930658A1 (de) * 1989-09-13 1991-03-21 Abstreiter Gerhard Prof Dr Hochortsaufloesender halbleiterphotodetektor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69631664T2 (de) SiC-HALBLEITERANORDNUNG MIT EINEM PN-ÜBERGANG, DER EINEN RAND ZUR ABSORPTION DER SPANNUNG ENTHÄLT
DE2711562C3 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1806624C3 (de) Photodiode
DE3334167A1 (de) Halbleiterdiode
DE1152763B (de) Halbleiterbauelement mit mindestens einem PN-UEbergang
DE102012109902A1 (de) Leistungshalbleiterdiode, IGBT, und Verfahren für ihre Herstellung
DE3027599C2 (de)
DE2616576C3 (de) Schottky-Diode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69017301T2 (de) Halbleiter lichtemittierende Vorrichtung.
DE3531631C2 (de)
DE2364752A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE3687425T2 (de) Transistoranordnung.
DE3345214A1 (de) Diode
DE3512384A1 (de) Lawinenfotodetektor
DE3832732A1 (de) Leistungshalbleiterdiode
EP0361320B1 (de) Leistungshalbleiterdiode
DE3823546A1 (de) Avalanche-fotodetektor
US3534232A (en) Semiconductor device with areal pn-junction
DE3629685C2 (de) Photoempfänger
EP0638940B1 (de) Halbleiter-Photodetektor
DE1284518B (de) Flaechentransistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3709301C2 (de) Monolithisch integrierte Senderanordnung
DE3406361A1 (de) Doppel-heterostruktur-laser und verfahren zu seiner herstellung
DE1932842B2 (de) Laufzeitdiodenoszillator
DE1209213B (de) Unipolartransistor mit einem scheibenfoermigen Halbleiterkoerper und Verfahren zum Herstellen

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee