FR2490876A1 - Photodetecteur a bande interdite progressive - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES PHOTODETECTEURS A SEMICONDUCTEUR. UN PHOTODETECTEUR A AVALANCHE COMPREND UNE REGION DE TYPE P 21, UNE REGION DE TYPE N 23 ET UNE REGION D'AVALANCHE A BANDE INTERDITE PROGRESSIVE 22 SITUEE ENTRE LES REGIONS DE TYPE P ET DE TYPE N. LORSQUE LE DISPOSITIF EST POLARISE EN INVERSE, UN TYPE DE PORTEUR DE CHARGE GENERE PAR LE RAYONNEMENT A DETECTER EST INJECTE PAR DIFFUSION DANS LA REGION A BANDE INTERDITE PROGRESSIVE OU IL DECLENCHE UNE DECHARGE D'AVALANCHE. LA VARIATION DE LA LARGEUR DE LA BANDE INTERDITE CREE UNE DIFFERENCE ELEVEE ENTRE LES COEFFICIENTS D'IONISATION DES DEUX TYPES DE PORTEURS DE CHARGE, CE QUI PROCURE UNE REDUCTION DU BRUIT. APPLICATION AUX PHOTODETECTEURS A AVALANCHE A BRUIT REDUIT.
Description
- La présente invention concerne un photodétecteur
à avalanche à semiconducteur comportant un élément semi-
conducteur monocristallin qui comprend: une première ré-
gion d'extrémité d'un premier type de conductivité; une seconde région intermédiaire contiguë à la première région; et une troisième région d'extrémité contiguë à la seconde région et d'un type de conductivité opposé au premier
type de conductivité.
Dans un photodétecteur à avalanche à semiconduc-
teur, le bruit dépend du rapport des coefficients d'ioni-
sation des deux types de porteurs de charge présents dans
le dispositif à semiconducteur et du mécanisme qui dé-
clenche la multiplication des porteurs. Le coefficient
d'ionisation est la probabilité d'apparition d'une colli-
sion ionisante par unité de longueur. Une différence éle-
vée entre les coefficients d'ionisation des électrons et des trous donne une caractéristique de bruit favorable
pour un photodétecteur à avalanche, à condition que l'ava-
lanche soit déclenchée par le type de porteur ayant le coefficient d'ionisation le plus élevé. Dans un détecteur à avalanche parfait, un seul type de porteur de charge subirait des collisions ionisantes. (Voir l'article de McIntyre, R. J., IEEE Transactions on Electron
Devices, volume 13, page 194 (1966)).
On a donc consacré des efforts au développement d'un photodétecteur à avalanche dans lequel un-type de
porteur de charge a un coefficient d'ionisation plus éle-
vé que l'autre et dans lequel l'avalanche est déclenchée par le type de porteur de charge ayant le coefficient
d'ionisation le plus élevé.
Contrairement au silicium, un grand nombre de matières semiconductrices des groupes III-V présentent des
coefficients d'ionisation pratiquement égaux pour les élec-
trons et les trous. On s'est donc trouvé face à un problè-
me pour définir la structure d'un photodétecteur compre-
nant des semiconducteurs des groupes III-V de façon que les deux espèces de porteurs de charge ne s'ionisent pas à
des vitesses pratiquement égales, et de façon que la déchar-
ge d'avalanche soit déclenchée par le type de porteur de
charge ayant le coefficient d'ionisation le plus élevé.
Conformément à l'invention, ce problème est réso-
lu dans un photodétecteur à avalanche du type décrit ci-
dessus, caractérisé en ce que la première région a une bande interdite plus large que la troisième région et est
capable d'absorber le rayonnement à détecter et de géné-
rer des porteurs de charge sous l'effet de ce rayonne-
ment; et la seconde région a une bande interdite qui
varie progressivement depuis une première énergie de ban-
de interdite près de la première région jusqu'à une se-
conde énergie de bande interdite, plus faible, près de la
troisième région.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de
la description qui va suivre de modes de réalisation et en
se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un diagramme de bandes
d'énergie pour un semiconducteur à bande interdite à varia-
tion progressiveutile pour l'explication des principes sur lesquels repose l'invention;
La figure 2 représente schématiquement un photo-
détecteur à avalanche à bruit réduit conforme à un exem-
ple de réalisation de l'invention;
La figure 3 montre le diagramme de bandes d'éner-
gie du photodétecteur de la figure 2;
La figure 4 représente un photodétecteur à ava-
lanche en AlxGai xAs correspondant à un exemple de réali-
sation de l'invention;
La figure 5 représente schématiquement un photo-
détecteur à avalanche à bruit réduit correspondant à un autre exemple de réalisation de l'invention; et La figure 6 représente le diagramme de bandes
d'énergie du photodétecteur de la figure 5.
L'invention consiste en un photodétecteur à ava-
lanche à faible bruit dans lequel la structure de bandes d'énergie fait en sorte qu'un type de porteur de charge
s'ionise à une vitesse plus rapide que l'autre type de por-
teur de charge, et dans lequel la décharge d'avalanche est
déclenchée par le type de porteur de charge ayant la vi-
tesse d'ionisation la plus élevée.
Conformément à l'invention, le photodétecteur à
avalanche comprend une région d'extrémité de semiconduc-
teur de type p; une région d'extrémité de semiconducteur de type n et une région de semiconducteur dans laquelle la bande d'énergie présente une variation progressive, cette région se trouvant entre les régions de type p et de type n. Le rayonnement à détecter est absorbé dans l'une des régions de type p et de type n et l'absorption
génère des porteurs de charge.
Dans un mode de réalisation préféré, le photo-
détecteur a avalanche consiste en un élément semiconduc-
teur monocristallin comprenant: une première région d'extrémité à bande interdite large d'un premier type de conductivité; une seconde région intermédiaire contiguë à la première et dont la bande-interdite présente une
variation progressive; et une troisième région d'extré-
mité, contiguë à la seconde région, ayant un type de conductivité opposé à celui de la première région et une bande interdite plus étroite que celle de la première
région. La seconde région a une énergie de bande inter-
dite qui varie progressivement d'une première valeur près de la première région à une seconde valeur, plus faible,
près de la troisième région.
On envisage l'hypothèse suivante pour le fonc-
tionnement du photodétecteur à avalanche de l'invention.
Le rayonnement d'une longueur d'onde appropriée est ab-
sorbé dans la première région à bande interdite large,
dans laquelle des paires électron-trou sont générées.
Lorsque la structure est soumise à une polarisation en sens inverse, un type de porteur de charge est transporté
par diffusion dans la seconde région à bande interdite pro-
gressive. Ce type de porteur de charge déclenche une dé-
charge d'avalanche dans la région à bande interdite pro-
gressive qui est appauvrie sous l'effet de la tension de polarisation inverse appliquée. Il est avantageux que dans la région à bande interdite progressive, le type de porteur de charge qui déclenche la décharge se déplace vers une région d'énergie de bande interdite décroissante, et
l'autre type de porteur de charge se déplace vers une ré-
gion d'énergie de bande interdite croissante. Du fait que les coefficients d'ionisation augmentent de façon expo- nentielle lorsque la bande interdite diminue, le type de porteur de charge se déplaçant vers la région de bande interdite décroissante a un coefficient d'ionisation plus élevé que le type de porteur de charge qui se déplace vers la région de bande interdite croissante. De plus, les "quasi-champs électriques" différents (voir la descrip_ tion détaillée) auxquels sont soumis les trous et
les électrons dans la région à bande interdite progressi-
ve contribuent encore à la différence entre les coeffi-
cients d'ionisation des électrons et des trous. La diffé-
rence entre les coefficients d'ionisation des deux types
de porteurs de charge conduit à un photodétecteur à ava-
lanche à bruit réduit, à condition que la décharge soit déclenchée par le type de porteur ayant le coefficient
d'ionisation le plus élevé.
A titre d'exemple, on considère que dans
AlxGaî xAs les électrons et les trous présentent des coef-
ficients d'ionisation approximativement égaux. Cependant, les principes de l'invention indiquent que, en faisant
varier progressivement la valeur de x pour former un semi-
conducteur à bande interdite progressive, on peut obtenir un détecteur au AlxGa -xAs dans lequel les coefficients
d'ionisation des électrons et des trous ne sont pas égaux.
On prévoit avantageusement que l'utilisation des principes de l'invention est susceptible de conduire à des rapports de coefficients d'ionisation de l'ordre de 10 ou davantage. Pour des raisons de'clarté, les figures n'ont
pas été dessinées à l'échelle.
La figure 1 montre la structure de bandes d'éner-
gie d'un type de matière semiconductrice à bande interdi-
te progressive, en l'absence de champ électrique de char-
ge d'espace. La courbe 11 est la limite inférieure de la
bande de conduction et la courbe 12 est la limite supérieu-
re de la bande de valence. Un électron 13 situé dans la bande de conduction de la figure 1 est soumis à une force ou "quasi-champ électrique" qui est dû au gradient de l'énergie de la bande de conduction Ec. Cette force est indiquée par la flèche 14. Un trou 15 situé dans la bande de valence de la figure 1 est également soumis à une force ou un "quasi-champ électrique" qui résulte du gradient de
l'énergie de la bande de valence Ev. Cette force est indi-
quée par la flèche 16. Il est clair qu'aucune de ces for-
ces ne résulte d'un champ électrique vrai, qui est tou-
jours une solution des équations de Maxwell, du fait que les charges de signe opposé se déplacent dans la même direction. (Voir l'article de Kroemer, H., RCA Review,
volume 18, septembre 1957, page 332).
Pour la structure de bandes représentée sur la figure 1, le quasi-champ électrique auquel sont soumis les électrons est supérieur au quasi-champ électrique auquel sont soumis les trous, du fait que le gradient de l'énergie de la bande de conduction Ec est supérieur au gradient de l'énergie de la bande de valence E. Conformément à un exemple de réalisation de
l'invention, le photodétecteur à avalanche à semiconduc-
teur à bruit réduit comprend: une région d'extrémité de type p; une région d'extrémité de type n ayant une bande interdite plus étroite que celle de la région de type p et une région située entre les régions de type p et de type n et dont la bande interdite présente une variation
progressive. La région à bande interdite progressive pré-
sente une énergie de bande interdite qui varie progressi-
vement d'une première valeur près de la région de type p jusqu'à une seconde valeur, plus faible, près de la région de type n à bande interdite plus étroite. Le rayonnement à détecter est absorbé dans la région de type p à bande interdite plus large et des paires électron-trou sont
générées dans cette région.
L'exemple de réalisation de l'invention mention-
né ci-dessus est représenté sur la figure 2. La région 22 comporte une bande interdite progressive et elle peut être constituée par un semiconducteur de type p faiblement dopé,
un semiconducteur de type n faiblement dopé, ou un semi-
conducteur compensé. A titre d'exemple, la région 22 est formée par la matière dont la structure de bandes d'énergie
est représentée sur la figure 1; La région 23 est un semi-
conducteur de type n dont l'énergie de bande interdite est inférieure à celle de la région de type p 21. Selon une variante, la région à bande interdite plus large, 21, peut
être de type n et la région à bande interdite plus étroi-
te, 23, peut être de type p. La figure 3 montre le diagramme de bandes du
dispositif de la figure 2 lorsqu'il est soumis à une ten-
sion de polarisation inverse. Les régions correspondantes
sur les figures 2 et 3 portent les mêmes numéros de réfé-
rence. Le champ de charge d'espace qui est produit par la
tension de polarisation inverse est transversal par rap-
port aux couches, c'est-à-dire dans la direction x. Il convient de noter que pour des électrons dans la bande de
conduction, le champ électrique de charge d'espace appli-
qué et le quasi-champ électrique exercent des forces dans la même direction (flèches 14 et 14' sur les figures 1 et 3), tandis que pour les trous, le champ électrique de charge d'espace et le quasi-champ électrique exercent dels forces dans des directions opposées (flèches 16 et 16'
sur les figures 1 et 3).
L'explication suivante, qui n'est pas destinée
à limiter la portée des revendications, peut être utilisée
pour comprendre le fonctionnement du détecteur de l'inven-
tion représenté sur la figure 2. Des photons (par exemple ) d'unefréquence appropriée sont absorbés dans la
région 21 dans laquelle sont générées des paires électron-
trou (par exemple 26). Le rayonnement doit avantageusement être absorbé sur une distance ne dépassant pas une longueur de diffusion à partir de la frontière 28. Les électrons générés par les photons sont injectés par diffusion dans
la région à bande interdite progressive 22 qui est appau-
vrie à cause de la tension de polarisation inverse appli-
quée. Les électrons injectés sont accélérés par le champ électrique intense qui est présent dans la région à bande interdite progressive lorsque le dispositif est polarisé en sens inverse et ils déclenchent une multiplication par avalanche en étant soumis à des collisions ionisantes. Dans le semiconducteur à bande interdite progressive, les
électrons présents dans la bande de conduction se dépla-
cent vers une région d'énergie de bande interdite décrois-
sante et sont soumis à un champ électrique total relati-
vement élevé, approximativement égal à la somme du champ
électrique de charge d'espace et du quasi-champ électrique.
Les trous présents dans la bande de valence de la région à bande interdite progressive se déplacent vers une région d'énergie de bande interdite croissante et sont soumis à un champ électrique total relativement faible, dont la valeur est approximativement égale à la différence entre le champ électrique de charge d'espace et le quasi-champ
électrique. De façon générale, le coefficient d'ionisa-
tion d'une espèce de porteur augmente exponentiellement en présence d'un champ électrique croissant et diminue
exponentiellement en présence d'une énergie de bande inter-
dite croissante. Physiquement, le champ électrique accé-
lère un porteur de charge jusqu'à ce qu'il ait une énergie suffisante pour subir une collision ionisante. L'énergie d'ionisation est approximativement égale aux trois-demis dé l'énergie de bande interdite (E. - 3 E /2). Pour la situation considérée à titre d'exemple et représentée sur la figure 3, on voit clairement que les électrons ont un coefficient d'ionisation supérieur à celui des trous du
fait qu'ils se déplacent sous l'effet d'un champ électri-
que plus élevé vers une région d'énergie d'ionisation plus faible.
Dans un mode de réalisation particulier de l'in-
vention, on peut former le photodétecteur de la figure 2 à partir de semiconducteurs des groupes III-V, tels que InxGa 1XAsyP1_y GaxAl 1XAs, ou AlxGalxSbdontles réseaux sont adaptés sur des plages de composition relativement
étendues aux réseaux respectifs de InP, GaAs, et GaSb.
A titre d'exemple, la région 21 de la figure 2 peut consister en AlyGa1_yAs, O /y. 1; la région 23
peut consister en AlzGa OzAs, 0 z 1, z.y; et la ré-
gion 22 peut consister en AlxGa 1xAs, x variant progres-
S sivement depuis une valeur pratiquement égale à y près de la frontière 28 jusqu'à une valeur pratiquement égale à z
près de la frontière 29.
La figure 4 représente un exemple d'un tel dé-
tecteur. Ce détecteur ne constitue qu'un exemple et les paramètres numériques indiqués en relation avec ce mode de réalisation particulier de l'invention ne limitent
en rien la portée des revendications. Une couche de GaAs
de type n, 42,ayant un niveau de dopage d'environ 1018 cm-3 et une épaisseur d'environ 2 microns est formée par dépôt
épitaxial sur un substrat de GaAs de type n, 41. La ré-
gion à bande interdite progressive 43 est contiguë à la couche 42. La région à bande interdite progressive est de type n et elle a un niveau de dopage de l'ordre de 1015cm-3 ou moins. La région 43 consiste en AlxGal_ xAs et x varie progressivement d'environ 0,0 près de la frontière
51 à environ 0,45 près de la frontière 52, sur une dis-
tance comprise dans la plage approximative de 0,3 pm à 1,5 um. La couche de type p 44 qui consiste en Al 45Ga 55As est contiguë à la région 43 et elle a une
épaisseur d'environ 2 pm. La couche 44 a une concentra-
18 -3 tion en agent de dopage d'environ 101 cm. Les régions de semiconducteur 42, 43, 44 sont monocristallines et elles sont formées de manière épitaxiale en employant un procédé tel que l'épitaxie en phase liquide ou l'épitaxie par jet moléculaire. (Voir l'article de Kordos, P., et col. "Growth and Properties of Graded Bandgap AlxGal yAs Layers", Applied Physics Letters, Vol. 34, N 6, 15 mars 1979, pages 366-368 pour avoir un exemple de couche à bande interdite
progressive formée par épitaxie en phase liquide; et l'ar-
ticle de Tsang, W. T., et col., "Multi-Dielectrics for GaAs MIS Devices Using Composition Graded AlxGal xAs and Oxidized AlAs", Applied Physics Letters, Vol. 34, N0 6, mars 1979, page 408, pour avoir un exemple d'une couche à bande interdite progressive formée par épitaxie par jet
moléculaire). A titre d'exemple, le détecteur 40 de la fi-
gure 4 a une configuration géométrique de type mésa. La région à bande interdite progressive peut être à variation
continue ou peut être formée par plusieurs couches discrè-
tes ordonnées de telle manière que la bande interdite
augmente à partir de la frontière 51 vers la frontière 52.
On applique une polarisation inverse dans la plage appro-
ximative de 15-150 volts, en fonction de l'épaisseur de la région à bande interdite progressive, en utilisant des
contacts ohmiques 47 et 48 qui sont respectivement conti-
gus au substrat et à la couche 44. En présence de la ten-
sion de polarisation inverse, la région à bande interdite
progressive est avantageusement appauvrie de façon nota-
ble et le champ électrique de charge d'espace est prati-
quement constant. Le contact 48 comporte une ouverture
permettant de faire pénétrer le rayonnement dans le dé-
tecteur. Le détecteur 40 est sensible au rayonnement ayant des longueurs d'onde dans la plage d'environ 0,62 pm
à 0,87 pm.
Le AlxGai xAs est une matière à bande interdite
directe pour 0,0 Z x 40,45. Dans cette plage, 85% envi-
ron du gradient de la bande interdite se trouve dans la
bande de conduction et les 15% environ restants du gra-
dient de la bande interdite sont dans la bande de valence.
(Voir l'ouvrage de Casey, H. C., et Panish, M. B., "Heterostructure Lasers", Academic Press 1978; Part A, page 196). Ainsi, dans le cas du détecteur représenté sur la figure 4, les électrons sont soumis à un quasi-champ
électrique plus élevé que celui qui agit sur les trous.
- La figure 5 montre un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 6 montre le diagramme de bandes d'énergie du dispositif de la figure 5, lorsqu'il est soumis à une tension de polarisation inverse. Les éléments correspondants des figures 5 et 6 portent les mêmes numéros
de référence.
Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur les figures 5 et 6, la région d'extrémité 61 consiste en un semiconducteur de type p. La région d'extrémité 63 consiste en un semiconducteur de type n ayant
une bande interdite plus étroite que celle de la région 61.
Selon une variante, la région à bande interdite plus lar- ge, 61, peut être de type n et la région à bande interdite plus étroite, 63, peut être de type p. La région 62 est
située entre les régions d'extrémité 61 et 63 et elle com-
prend plusieurs zones 62a, 62b et 62c. La zone 62a est contiguë à la région 61 et la zone 62c est contiguë à la
région 63. La région 62 peut consister en un semiconduc-
teur de type p faiblement dopé, un semiconducteur de
type n faiblement dopé, ou un semiconducteur compensé.
Chaque zone a une bande interdite qui varie progressive-
ment depuis une première valeur dans la partie de la zone
qui est la plus proche de la région 61, jusqu'à une se-
conde valeur dans la partie de la zone qui est la plus proche de la région 63. Par exemple, la bande interdite de la zone 62b varie depuis une valeur (Eg1) près de la frontière 65 jusqu'à une valeur inférieure (Eg2) près de la frontière 66. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, la région 62 peut comporter un nombre de
zones à bande interdite progressive supérieur ou infé-
rieur à trois. Chacune des zones 62a, 62b et 62c des fi-
gures 5 et 6 peut être formée par une matière ayant une structure de bandes d'énergie du type représenté sur la
figure 1.
On envisage dans ce cas l'hypothèse suivante
pour le fonctionnement du détecteur de l'invention repré-
senté sur les figures 5 et 6. Des photons (par exemple 71) de la fréquence appropriée peuvent êtr.e absorbés dans la région 62 ou des paires électron-trou (par exemple 72) sont générées. Le rayonnement doit avantageusement être absorbé
sur une distance ne dépassant pas une longueur de diffu-
sion à partir de la frontière 64. Les électrons générés par les photons sont injectés par diffusion dans la région 62 qui est appauvrie à cause de la tension de polarisation inverse appliquée. Les électrons injectés sont accélérés par 1l le champ électrique intense qui est présent dans la région
62 lorsque le dispositif est soumis à une tension de pola-
risation inverse et il déclenchent une multiplication par avalanche en subissant des collisions ionisantes. Les électrons présents dans la bande de conduction de la zone 62a sont en présence d'une énergie de bande interdite décroissante et d'un champ électrique total pratiquement égal à la somme du champ électrique de charge d'espace et du quasi-champ électrique. Les trous qui se trouvent dans la bande de valence de la zone 62a sont en présence d'une
énergie de bande interdite croissante et d'un champ élec-
trique total plus faible, d'intensité pratiquement égale
à la différence entre le champ électrique de charge d'es-
pace et le quasi-champ électrique. Ainsi, les électrons
présents dans la zone 62a ont un coefficient d'ionisa-
tion supérieur à celui des trous dans la zone 62a. Du fait qu'ils ont une "température" élevée (>.0,5 eV), de
nombreux électrons (par exemple 81) de la zone 62a peu-
vent vaincre la barrière 82 lorsqu'ils atteignent la
frontière 65 et peuvent entrer dans la zone 62b dans la-
quelle ils subissent des collisions ionisantes supplé-
mentaires tout en étant soumis à une énergie de bande
interdite décroissante et un champ électrique relative-
ment élevé. Lorsqu'ils atteignent la frontière 66, un
grand nombre des électrons chauds entrent dans la ré-
gion 62c dans laquelle d'autres collisions ionisantes encore peuvent avoir lieu, ce qui donne au détecteur un gain accru résultant de la mise en cascade de plusieurs
zones à bande interdite progressive.
Le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 5 et 6 peut souvent fonctionner avec une
tension de polarisation inverse inférieure à celle du mo-
de dé réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, du fait que le gain du détecteur à avalanche augmente en même temps que la longueur de la région d'avalanche,
celle-ci pouvant être plus longue dans le mode de réalisa-
tion de la figure 5 que dans le mode de réalisation de la figure 2. Ainsi, dans le mode de réalisation de l'invention
représenté sur la figure 5, on peut obtenir un gain rela-
* tivement grand pour un champ électrique appliqué relati-
vement faible et des coefficients d'ionisation réduits de
façon correspondante.
En outre, les coefficients d'ionisation dépen-
dent plus fortement du champ électrique dans la bande inter-
dite aux valeurs faibles du champ qu'aux valeurs élevées du champ. (Voir l'ouvrage de Sze, S. M., "Properties of Semiconductor Devices", John Wiley and Sons, 1969, pages
59-65.) Il en résulte que la différence entre les coef-
ficients d'ionisation des deux types de porteurs de char-
ge est plus grande aux valeurs inférieures du champ élec-
trique appliqué.
A titre d'exemple, la région 61 de la figure 5 consiste en Al Ga As de type p, elle a une épaisseur
0,45 0,55
d'environ 2 um et elle a une concentration en agent de
18 -3
dopage d'environ 10 cm. Chacune des zones 62a, 62b et 62c peut consister en AlxGaixAs de type n faiblement
dopé (environ 10 15cm), x variant d'environ 0,45 à envi-
ron 0,0 sur des distances dans la plage allant d'environ 0,1 pim à environ 0,3 pm. La région 63 peut consister en GaAs de type n ayant une concentration en agent de dopage d'environ 10 1cm 3 et une épaisseur d'environ 2 pm. Toutes ces régions sont avantageusement monocristallines et elles peuvent être réalisées par dépôt épitaxial sur un substrat
de GaAs de type n (non représenté), en utilisant l'épi-
taxie par jet moléculaire.
On notera enfin que les dispositifs décrits ci-
dessus ne sont destinés qu'à illustrer les principes de l'invention. Conformément à ces principes, l'homme de
l'art peut concevoir de nombreuses configurations de struc-
ture, sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, on peut dans certains buts intercaler une ou plusieurs couches supplémentaires entre les deux couches d'extrémité des dispositifs de l'invention, ces couches intermédiaires
ayant une épaisseur suffisamment faible pour ne pas pertur-
ber de façon appréciable le fonctionnement des dispositifs.
Claims (5)
1. Photodétecteur à semiconducteur à avalanche comportant un élément semiconducteur monocristallin qui
comprend: une première région d'extrémité (21) d'un pre-
mier type de conductivité; une seconde région intermédiai- re (22) contiguë à la première région; et une troisième région (23) contiguë à la seconde région et d'un type de
conductivité opposé au premier type de conductivité, ca-
ractérisé en ce que la première région (21) a une bande
interdite plus large que la troisième région et est ca-
pable d'absorber un rayonnement à détecter et de générer des porteurs de charge sous l'effet du rayonnement; et
la seconde région a une bande interdite qui varie pro-
gressivement depuis une première énergie de bande inter-
dite près de la première région jusqu'à une seconde éner-
gie de bande interdite, plus faible, près de la troisième région.
2. Photodétecteur selon la revendication 1, ca-
ractérisé en ce que les première, seconde et troisième
régions consistent en composés des groupes III-V.-
3. Photodétecteur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la première énergie de bande inter-
dite est pratiquement égale à l'énergie de bande inter-
dite de la première région; et la seconde énergie de bande interdite, plus faible, est pratiquement égale à
l'énergie de bande interdite de la troisième région.
4. Photodétecteur selon la revendication 3, ca-
ractérisé en ce que la première région consiste en AlyGa YAs, 0 y L 1; la troisième région consiste en AlzGa -ZAs, O /_ z e1, z Zy; et la seconde région consiste
en AlXGai XAs, x variant progressivement depuis une va-
leur pratiquement égale à y près de la première région jus-
qu'à une valeur pratiquement égale à z près de la troisième région.
5. Photodétecteur selon la revendication 1, ca-
ractérisé en ce que la seconde région est formée par plu-
sieurs zones contiguës (62a, 62b, 62c) dont l'une est
contiguë à la première région et dont une autre est conti-
gué à la troisième région, chacune de ces zones ayant
une bande interdite qui varie progressivement d'une pre-
mière valeur dans la partie de la zone qui est la plus proche de la première région,jusquàunesecandevleur, iférieure, dans la partie de la zone qui est la plus proche de la
troisième région.
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