FR2492168A1 - Photodiode a semiconducteur - Google Patents
Photodiode a semiconducteur Download PDFInfo
- Publication number
- FR2492168A1 FR2492168A1 FR8118699A FR8118699A FR2492168A1 FR 2492168 A1 FR2492168 A1 FR 2492168A1 FR 8118699 A FR8118699 A FR 8118699A FR 8118699 A FR8118699 A FR 8118699A FR 2492168 A1 FR2492168 A1 FR 2492168A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- type
- substrate
- ingaasp
- layers
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
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
- H01L31/11—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES PHOTODIODES. LA JONCTION P-N D'UNE PHOTODIODE SE TROUVE ENTRE DEUX REGIONS DE SEMICONDUCTEUR 14, 16 AYANT CHACUNE UNE BANDE INTERDITE PLUS LARGE QUE CELLE DE LA COUCHE D'ABSORPTION DE LUMIERE 12. UN TEL DISPOSITIF COMPREND UN SUBSTRAT 10 EN INP DE TYPE N, UNE COUCHE 12 EN INGAAS DE TYPE N FAIBLEMENT DOPE, UNE COUCHE 16 EN INGAASP DE TYPE P, ET TOUTES CES COUCHES ONT DES RESEAUX CRISTALLINS ADAPTES. APPLICATION AUX TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES DANS LA GAMME D'ONDE DE 1,0 A 1,6 MM.
Description
La présente invention concerne les détecteurs à semiconducteurs.
La découverte du fait qu'il était possi-
ble de minimiser les pertes et la dispersion dans la matière pour des fibres optiques à base de silice en utilisant des longueurs d'onde dans la région comprise entre 1,0 et 1,6 pm a suscité de l'intérêt pour les sources lumineuses et les photodétecteurs capables de fonctionner dans cette région de longueursd'onde. La région de longueurs d'onde
allant d'environ 1,0 à 1,6 lim a suscité un intérêt particu-
lier du fait qu'elle apparaît, à l'heure actuelle, être la région de longueurs d'onde optimale en ce qui concerne des
pertes optiques minimales.
Un photodétecteur est un composant essentiel d'un système de communication optique et de nombreux efforts ont été consacrés au développement de structures et de matières pour de telles structures. Du fait de la valeur favorable
des bandes interdites, l'intérêt s'est centré sur des dispo-
sitifs, constituant aussi bien des sources lumineuses que des photodétecteurs, utilisant des matières des groupes
III-V. On a réalisé des dispositifs utilisant des semicon-
ducteurs binaires comme GaSb; des semiconducteurs ternai-
res, comme InGaAs et GaAlSb; et des semiconducteurs qua-
ternaires comme InGaAsP. On a par exemple envisagé l'uti-
lisation de photodiodes et de photodiodes p-i-n ayant différentes structures et différentes combinaisons des matières III-V mentionnées précédemment. Le photodétecteur
qui sera finalement choisi doit satisfaire plusieurs exi-
gences. Il doit avoir un bon rendement quantique, des
caractéristiques correspondant à un faible courant d'obscu-
rité et une capacité relativement faible.
Une technique pour réaliser des photodétecteurs fonctionnant dans la région de longueurs d'onde comprise entre 1,0 pm et 1,6 pm consiste à utiliser du InGaAs, obtenu par croissance sur des substrats de InP. Différentes mises en oeuvre de cette technique sont décrites dans les
revues Applied Physics Letters, 33, pages 640-642, 1er octo-
bre 1978 et Electronics Letters, 16, pages 155-156, 1980.
Le premier des articles précités décrit une photodiode à avalanche àhomojonction qui a un courant inverse de 2n.A à la moitié de la tension de claquage. Ce courant correspond à une
-6 2
densité de courant d'obscurité de 4 x 10 A/cm. Le second des articles précités décrit une photodiode p-i-n qui est éclairée par l'arrière et qui a un courant d'obscurité de 2 à 5nA avec une polarisation inverse de 10 V.
Une autre technique de réalisation de photodétec-
teurs fonctionnant dans la même région de longueurs d'onde est décrite dans la revue Applied Physics Letters, 35, pages 251-253, ler août 1979. Cet article décrit une photodiode à
avalanche à hétérostructure au InGaAsP comportant des cou-
ches de InGaAsP de type n et de InP de type n, qu'on fait
croître séquentiellement sur un substrat de InP de type n+.
On forme une région de InP de type p+ dans la couche de InP,
par diffusion de cadmium. La photodiode résultante fonction-
ne avec une jonction à avalanche dans la matière ayant la
bande interdite la plus large, c'est-à-dire le InP, au voi-
sinage de la matière à bande interdite étroite, c'est-à-dire le InGaAsP, cette dernière matière absorbant la lumière. Il est indiqué que le dispositif a un bon rendement quantique et un bon gain d'avalanche lorsqu'il fonctionne avec une polarisation inverse relativement élevée. L'article indique
des rendements quantiques supérieurs à 60% et un gain d'ava-
lanche de 3000. Cependant, une barrière de bande de valence d'environ 0,4 V bloque la diffusion des trous produits par absorption de lumière dans la couche quaternaire. Les trous ne surmontent la barrière que lorsqu'il existe près de
l'hétérojonction un champ électrique élevé qui puisse accé-
lérer les trous. En outre, dans le fonctionnement dans la
région d'avalanche, un effet tunnel se manifeste et le cou-
rant d'obscurité augmente. Du fait de la présence de cou-
rants d'effet tunnel élevés qui produisent un niveau impor-
tant de bruit du détecteur, il peut être difficile de réali-
ser des photodétecteurs à avalanche à faible bruit à partir
de matières III-V.
Avec l'invention telle qu'elle est revendiquée, il est possible de réaliser une photodiode avec un faible courant d'obscurité et une faible capacité, convenant à l'utilisation dans la région de longueurs d'onde comprise entre 1,0 et 1,6 pm. Dans un mode de réalisation préféré, le photodétecteur comporte un substrat de InP et une couche de
InGaAs formée sur le substrat avec adaptation des réseaux.
Une jonction p-n en InGaAsP avec adaptation des réseaux est formée sur la couche de InGaAs et son réseau est adapté à celui de cette couche. La jonction p-n est formée dans une matière qui a une bande interdite plus large que celle du InGaAs. Dans un mode de réalisation préféré, la jonction p-n est formée par des première et seconde couches de InGaAsP qu'on fait croître séquentiellement sur la couche de InGaAs, avec adaptation des réseaux par rapport à cette couche et au substrat. La couche de InGaAs et la première couche de InGaAsP ont un premier type de conductivité et
la seconde couche de InGaAsP a un second type de conducti-
vité. Dans un mode de réalisation préféré, les premier et second types de conductivité sont respectivement le type n et le type p. Le photodétecteur peut être éclairé à travers
les couches de InGaAsP ou à travers le substrat de InP.
Dans les couches de type n, la concentration d'agent de dopage est comprise de façon caractéristique entre 1015 cm 3
16 -3
et 10 cm, et dans la couche de type p, la concentration
d'agent de dopage est dans la plage comprise approximative-
17 -3 18 -.3
ment entre 3 x 10 cm et 5 x 10 cm. Pour de la lumiè-
re ayant une longueur d'onde d'environ 1,3 pm, la couche d'absorption est la couche de InGaAs, et la jonction p-n
est formée à l'intérieur des couches de InGaAsP. L'utilisa-
tion d'une jonction de type p-n située dans la matière ayant
la bande interdite la plus large conduit à un courant d'obs-
curité plus faible que lorsque la jonction p-n se trouve dans une matière ayant une bande interdite plus étroite. Le
dispositif fonctionne à des tensions basses, sans avalanche.
On peut employer d'autres matières de substrat, à condition que le réseau cristallin des couches soit adapté à celui du substrat. On peut employer d'autres matières pour la couche d'absorption de lumière, à condition que leur réseau cristallin soit adapté à celui du substrat et qu'elles aient une bande interdite plus étroite que celle de la matière à réseau adapté dans laquelle la jonction p-n est formée en position adjacente à la couche d'absorption de lumière. L'invention sera mieux comprise à la lecture de
la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en
se référant au dessin annexé qui représente schématiquement
une photodiode correspondant à l'invention.
Sur le dessin, une photodiode 1 comprend un
substrat en phosphure d'indium (InP), 10, une couche d'arsé-
niure de gallium/indium (InGaAs) de type n, 12, une premiè-
re couche d'arsénio-phosphure de gallium/indium (InGaAsP) de type n, 14, et une seconde couche d'arsénio-phosphure de
- gallium/indium (InGaAsP) de type p+ 16. Le dispositif com-
prend en outre des contacts ohmiques 18 et 20 formés respec-
tivement sur les couches 10 et 16. Les couches 12, 14 et 16 ont un réseau cristallin adapté à celui du substrat deInP et la couche 12, qui est la couche d'absorption de lumière, a la composition nominale InO 53Gao 47As. Les couches 14 et 16 ont une composition qui assure leur adaptation de réseau
avec la couche 12. Bien que le photodétecteur soit représen-
té éclairé par l'avant, il peut également être éclairé par l'arrière, c'est-à-dire que la lumière peut entrer dans le
photodétecteur en traversant le substrat. Lorsque le photo-
détecteur est éclairé par l'avant, la lumière traverse tout-
d'abord les couches 14 et 16 et elle est ensuite absorbée
dans la couche 12.
Le substrat peut être constitué par n'importe
quelle matière dont le réseau est adapté à celui de la cou-
che de InGaAs. Une jonction p-n en InGaAsP à réseau adapté est formée sur la couche de InGaAs. Le terme "InGaAsP" désigne des substances ayant la composition atomique In1-xGaxAsyP1-y, avec x et y supérieurs ou égaux à 0, 0 et inférieurs ou égaux à 1,0. En choisissant une composition
appropriée à réseau adapté, la largeur de bande de la matiè-
re quaternaire peut prendre n'importe quelle valeur entre
celle du InP et celle du InGaAs.
Le substrat de InP 10 est dopé avec du soufre ou de l'étain, avec une concentration qui est au moins de
17 -3 18 -3
cm et qui est de préférence de 10 cm, ou plus.
Les couches de type n 12 et 14 sont de façon nominale non dopées et elles ont des concentrations en donneurs qui sont comprises de façon caractéristique entre 1015 cm 3 et
16 -3
10 cm Des concentrations plus élevées sont à éviter si on désire obtenir simultanément une faible capacité et un fonctionnement avec un faible courant d'obscurité, du fait
que les couches ternaires et quaternaires non dopées doi-
vent être fortement appauvries pour une polarisation rela-
tivement basse, c'est-à-dire à moins de 20 V. La couche 16
est dopée de façon caractéristique avec du Zn, à une con-
17 -3
centration d'environ 3 x 10 cm, bien qu'on puisse utili-
17 -3
ser des concentrations comprises entre 10 cm et
19 -3
cm. Une concentration élevée en agent de dopage faci-
lite la formation d'un contact ohmique. Les couches 12, 14
et 16 ont toutes des épaisseurs comprises de façon caracté-
ristique entre 1 et 2 microns. Dans un mode de réalisation
préféré, les épaisseurs des couches 12, 14 et 16 sont res-
pectivement de 1,5, 1 et 2 microns.
On peut faire varier les paramètres du dispositif, y compris les épaisseurs des couches et les concentrations
de dopage, en fonction des caractéristiques et des perfor-
mances désirées pour le dispositif. La capacité de la couche
d'appauvrissement est inversement proportionnelle à la lar-
geur de la couche d'appauvrissement qui est elle-même inver-
sement proportionnelle à la racine carrée de la concentra-
tion de dopage et proportionnelle à la racine carrée de la tension, dans le cas d'une jonction abrupte. Ainsi, si on
désire une capacité plus faible, on doit réduire la concen-
tration de dopage. Les paramètres désirés dépendent égale-
ment des caractéristiques de performances désirées. Par exemple, aux fréquences élevées, il est très souhaitable de réduire la capacité totale, tandis qu'aux fréquences basses,
un faible courant d'obscurité est très souhaitable. Une con-
centration de dopage faible dans les couches 12 et 14 con-
duit à une couche d'appauvrissement plus large et abaisse le
courant d'obscurité du fait que la polarisation est plus fai-
ble. La limite inférieure pratique de la concentration de dopage, avec les techniques actuelles, est approximativement -3 de 10 cm, bien qu'il soit probable que des techniques
améliorées permettront d'atteindre des niveaux inférieurs.
L'aire du photodétecteur est comprise entre 2,7 x 10 4 cm2 et 5 x 10 5 cm2 pour obtenir une faible capacité, c'est-à- dire inférieure à 0,5 pF, si on utilise une concentration de dopage d'environ 2 x 10 cm dans les couches de type n et
si ces couches ont une épaisseur d'environ 2,7 pm. A envi-
ron 10 V, les couches de type n sont complètement appauvries si bien que la capacité a atteint sa valeur minimale et la
photodiode fonctionne en détecteur p-i-n.
On peut faire croître le dispositif par des modi-
fications des techniques classiques et bien connues d'épi-
taxie en phase liquide, de la manière décrite dans la revue
Applied Physics Letters, 33, pages 314-316, 15 août 1978.
Avant de commencer la croissance,- la masse de In en fusion est soumise à une purification à haute température. On a constaté qu'une température d'environ 8000C pendant une durée comprise entre 16 et 96 heures donne satisfaction. La procédure habituelle de croissance commence à 6750C avec une étape de refusion, et on fait croître une couche tampon
d'une épaisseur de 15 pm, dopée au Sn, suivie par des cou-
ches de InGaAs et de InGaAsP à réseau adapté, qui sont tou-
tes deux des couches non dopées, de type n, qu'on fait croître avec une vitesse de refroidissement de 10C/mn. On fait croître une couche quaternaire de type p+ dopée au Zn, ayant la même composition que la couche précédente. On a également trouvé qu'il était souhaitable d'utiliser une source de InP de haute pureté, exempte de Si. Les opérations
ci-dessus réduisent la concentration en impuretés non dési-
rées. On attaque la structure mésa en utilisant des techni-
ques d'attaque par voie humide qui sont décrites dans la
revue Japanese Journal of Applied Physics, 18, pages 2035-
2036, 1979. Les contacts ohmiques 18 et 20 avec le substrat 10 et la couche 16 peuvent être formés avec des alliages
classiques consistant respectivement en Au-Sn et en Au-Zn.
On polarise le dispositif en inverse avec une ten-
sion qui est de façon caractéristique dans la plage comprise entre 10 et 15 V. Pour un dispositif ayant une aire de 1,3 x 10- 4cm, on obtient à environ 10 V des courants d'obscurité descendant jusqu'à 0,2nA. Le courant d'obscurité faible résulte du fait que la jonction p-n se trouve dans la couche quaternaire de InGaAsP et ce courant est notablement
inférieur au. courant d'obscurité caractéristique des détec-
teurs au InGaAs. Le courant d'obscurité est réduit du fait que la jonction p-n est formée dans une matière ayant une
bande interdite plus large que celle de la couche d'absorp-
tion. La capacité à environ 10 V est d'environ 0,2 pF pour
-5 2
une aire de dispositif d'environ 5 x 105 cm. On obtient un rendement quantique externe d'environ 60% à 1,3 pm, avec
un éclairage par l'avant.
Bien que la structure décrite ait une configura-
tion de conductivité p-n-n, il faut noter qu'on peut égale-
ment réaliser le dispositif avec une configuration de con-
ductivité n-p-p. Ainsi, on peut décrire le substrat de InP, la couche de InGaAs 12 et la première couche de InGaAsP 14, comme ayant un premier type de conductivité, et la seconde
couche de InGaAsP 16 comme ayant un second type de conduc-
tivité. Pour le mode de réalisation décrit en relation avec la figure, le premier type de conductivité est le type n et le second est le type p. D'autres modifications apparaissent aisément. On peut utiliser des semiconducteurs autres que le InGaAsP pour les couches 14 et 16, à condition qu'ils aient un réseau cristallin adapté à celui de la matière de la couche
12, qui peut être en GaSb, et qu'ils aient une bande inter-
dite plus large que celle de cette matière. Dans ce cas, les couches 14 et 16 pourraient consister en AlGaAsSb. Bien
qu'on ait décrit une structure mésa, on peut également réa-
liser un dispositif à structure plane par diffusion dans une couche, par exemple en InGaAsP, pour former une jonction p-n. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté,
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (4)
1. Photodiode à semiconducteur comprenant: un substrat ayant un premier type de conductivité, une couche d'une première matière semiconductrice formée sur le substrat, avec un réseau cristallin adapté à celui du substrat, et ayant le premier type de conductivité; et une seconde matière semiconductrice dans laquelle est formée une jonction p-n, établie sur la couche de la première
matière avec un réseau cristallin adapté à celui de la pre-
mière matière, caractérisée en ce que la bande interdite de la seconde matière semiconductrice (14, 16) est plus large
que la bande interdite de la première matière semiconduc-
trice (12).
2. Photodiode selon la revendication 1, caracté-
risée en ce que la seconde matière semiconductrice se pré-
sente sous la forme d'une première couche (14) ayant le premier type de conductivité et d'une seconde couche (16) formée sur la première et ayant le type de conductivité opposé.
3. Photodiode selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche de la pre-
mière matière semiconductrice (12) et la partie de la secon-
de matière semiconductrice qui est du premier type de con-
ductivité (14) ont des niveaux de dopage qui ne dépassent pas 1016 cm 3
4. Photodiode selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 3, dans laquelle le substrat est en InP, carac-
térisée en ce que la première matière semiconductrice con-
siste en InGaAs et la seconde matière semiconductrice con-
siste en InGaAsP.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/195,333 US4390889A (en) | 1980-10-09 | 1980-10-09 | Photodiode having an InGaAs layer with an adjacent InGaAsP p-n junction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2492168A1 true FR2492168A1 (fr) | 1982-04-16 |
| FR2492168B1 FR2492168B1 (fr) | 1986-01-24 |
Family
ID=22721014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8118699A Expired FR2492168B1 (fr) | 1980-10-09 | 1981-10-05 | Photodiode a semiconducteur |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4390889A (fr) |
| JP (1) | JPS5792878A (fr) |
| DE (1) | DE3139351A1 (fr) |
| FR (1) | FR2492168B1 (fr) |
| GB (1) | GB2085655B (fr) |
| NL (1) | NL188125C (fr) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861679A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 量子井戸層付アバランシ・ホトダイオ−ド |
| US4476477A (en) * | 1982-02-23 | 1984-10-09 | At&T Bell Laboratories | Graded bandgap multilayer avalanche photodetector with energy step backs |
| JPS5984589A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Fujitsu Ltd | アバランシフオトダイオード |
| FR2592217B1 (fr) * | 1985-12-20 | 1988-02-05 | Thomson Csf | Photocathode a amplification interne |
| US4839706A (en) * | 1986-08-07 | 1989-06-13 | Polaroid Corporation | Avalanche photodetector |
| US4761680A (en) * | 1986-09-29 | 1988-08-02 | General Electric Company | Photodetector |
| US4751555A (en) * | 1987-05-11 | 1988-06-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Semiconductor heterointerface optical waveguide |
| US4857982A (en) * | 1988-01-06 | 1989-08-15 | University Of Southern California | Avalanche photodiode with floating guard ring |
| US4887138A (en) * | 1988-03-23 | 1989-12-12 | The United States Of America As Represented By The Secetary Of The Air Force | P-I-N photodetector having a burried junction |
| US5121181A (en) * | 1989-01-31 | 1992-06-09 | International Business Machines Corporation | Resonant tunneling photodetector for long wavelength applications |
| US5115294A (en) * | 1989-06-29 | 1992-05-19 | At&T Bell Laboratories | Optoelectronic integrated circuit |
| GB0030204D0 (en) | 2000-12-12 | 2001-01-24 | Secr Defence | Reduced noise semiconductor photodetector |
| FR2879818B1 (fr) * | 2004-12-17 | 2007-04-20 | Commissariat Energie Atomique | Photodetecteur a semi-conducteur, dispositif de detection multi-spectrale d'un rayonnement electromagnetique mettant en oeuvre un tel photodetecteur, et procede de mise en oeuvre d'un tel dispositif |
| US7368762B2 (en) * | 2005-01-06 | 2008-05-06 | Teledyne Licensing, Llc | Heterojunction photodiode |
| US7612340B2 (en) * | 2005-08-03 | 2009-11-03 | Drs Sensors & Targeting Systems, Inc. | Method of operating an avalanche photodiode for reducing gain normalized dark current |
| US8436443B2 (en) * | 2006-09-29 | 2013-05-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Backside depletion for backside illuminated image sensors |
| US8334550B1 (en) | 2011-06-09 | 2012-12-18 | Northrop Grumman Systems Corporation | Unipolar diode with low turn-on voltage |
| DE102021118816A1 (de) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Universität Siegen, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Optisches Bauelement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3995303A (en) * | 1975-06-05 | 1976-11-30 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Growth and operation of a step-graded ternary III-V heterojunction p-n diode photodetector |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5416196A (en) * | 1977-07-06 | 1979-02-06 | Nec Corp | Hetero junction avalanche photo diode |
| FR2408915A1 (fr) * | 1977-11-10 | 1979-06-08 | Thomson Csf | Photodiode a heterojonction, fonctionnant en avalanche sous une faible tension de polarisation |
| US4323911A (en) * | 1978-12-14 | 1982-04-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Demultiplexing photodetectors |
| JPS55124278A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Avalanche photodiode |
-
1980
- 1980-10-09 US US06/195,333 patent/US4390889A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-10-02 DE DE19813139351 patent/DE3139351A1/de active Granted
- 1981-10-05 GB GB8129977A patent/GB2085655B/en not_active Expired
- 1981-10-05 FR FR8118699A patent/FR2492168B1/fr not_active Expired
- 1981-10-08 NL NLAANVRAGE8104600,A patent/NL188125C/xx not_active IP Right Cessation
- 1981-10-09 JP JP56160352A patent/JPS5792878A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3995303A (en) * | 1975-06-05 | 1976-11-30 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Growth and operation of a step-graded ternary III-V heterojunction p-n diode photodetector |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 35, no 3, août 1979, New York K. NISHIDA et al. "InGaAsP heterostructure avalanche photodiodes with high avalanche gain", pages 251-253 * |
| ELECTRONICS LETTERS, vol. 16, no. 23, novembre 19 80, Londre F. CAPASSO et al. "InGaAsP/InGaAs heterojunction p-i-n detectors with low dark current and small capacitance for 1.3-1.6 micron fibre optic systems", pages 893-895 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL188125C (nl) | 1992-04-01 |
| GB2085655A (en) | 1982-04-28 |
| FR2492168B1 (fr) | 1986-01-24 |
| JPS5792878A (en) | 1982-06-09 |
| US4390889A (en) | 1983-06-28 |
| DE3139351A1 (de) | 1982-09-02 |
| NL8104600A (nl) | 1982-05-03 |
| GB2085655B (en) | 1984-09-12 |
| DE3139351C2 (fr) | 1991-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2492168A1 (fr) | Photodiode a semiconducteur | |
| US5621227A (en) | Method and apparatus for monolithic optoelectronic integrated circuit using selective epitaxy | |
| US8938134B2 (en) | Hybrid optical modulator for photonic integrated circuit devices | |
| FR2662304A1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure integree guide-detecteur de lumiere en materiau semi-conducteur. | |
| EP0201127A1 (fr) | Photodiode PIN à faible courant de fuite | |
| FR2684805A1 (fr) | Dispositif optoelectronique a tres faible resistance serie. | |
| Susa et al. | Characteristics in InGaAs/InP avalanche photodiodes with separated absorption and multiplication regions | |
| FR2504733A1 (fr) | Photodetecteur a porteurs majoritaires | |
| FR2737609A1 (fr) | Dispositif semiconducteur du type photodiode et son procede de fabrication | |
| EP0001728B1 (fr) | Diode émettrice et réceptrice de lumière notamment pour télécommunications optiques | |
| US4473835A (en) | Long wavelength avalanche photodetector | |
| FR2758657A1 (fr) | Photodetecteur metal-semiconducteur-metal | |
| FR2562716A1 (fr) | Photo-detecteur a avalanche | |
| JPS63955B2 (fr) | ||
| EP0082787B1 (fr) | Photodiode à zones d'absorption et d'avalanche séparées | |
| JPS6244709B2 (fr) | ||
| JPH08274366A (ja) | 半導体受光素子 | |
| EP0070234A2 (fr) | Composant optoélectronique dont la structure semiconductrice comporte deux parties respectivement émettrice et réceptrice, et dispositif de régulation d'une diode électroluminescente | |
| FR2562715A1 (fr) | Photodetecteur a avalanche | |
| JPH08162663A (ja) | 半導体受光素子 | |
| FR2499317A1 (fr) | Photodetecteur a haute sensibilite | |
| FR2665800A1 (fr) | Photodetecteur a substrat semiconducteur composite et procede de fabrication. | |
| EP0480780A1 (fr) | Dispositif optoélectronique et application à la réalisation d'un laser et d'un photodétecteur | |
| EP4078690B1 (fr) | Détecteur de rayonnement et procédé de fabrication associé | |
| JPH09270527A (ja) | 半導体受光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |