FR2954996A1 - Photodiode, reseau de photodiodes et procede de passivation d'une photodiode de groupes ii-vi - Google Patents

Photodiode, reseau de photodiodes et procede de passivation d'une photodiode de groupes ii-vi Download PDF

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FR2954996A1 FR8904048A FR8904048A FR2954996A1 FR 2954996 A1 FR2954996 A1 FR 2954996A1 FR 8904048 A FR8904048 A FR 8904048A FR 8904048 A FR8904048 A FR 8904048A FR 2954996 A1 FR2954996 A1 FR 2954996A1
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Peter R Bratt
David R Rhiger
Owen K Wu
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Abstract

L'invention concerne la passivation épitaxiale de photodétecteurs à infrarouge en matière des Groupes II-VI . Un réseau (1) de photodiodes (2) est constitué d'une matière des Groupes II-VI, telle que HgCdTe, qui peut être dopée sélectivement pour former plusieurs jonctions de diodes. Le réseau (1) est constitué de plusieurs photodiodes (2) et il comprend une couche de base (3), absorbant les rayonnements, formée d'une matière conductrice du type Hg1-xCdxTe, la valeur de x déterminant la sensibilité du réseau aux rayons infrarouges de grandes longueurs d'ondes, de longueurs d'ondes moyennes ou de faibles longueurs d'ondes. Domaine d'application : photodétecteurs à infrarouge, etc. (Voir figure 1A)

Description

L'invention concerne d'une manière générale des photodétecteurs à infrarouge (IR) des groupes II-VI, et en particulier un photodétecteur IR HgCdTe qui comporte une couche de passivation à bande interdite élargie, obtenue par croissance épitaxiale et constituée, par exemple, de CdTe ou de CdZnTe. Des photodiodes à tellurure de mercure-cadmium (Hg(1-x)CdxTe, où x peut être sensiblement égal à 0 - 1,0) sont habituellement fabriquées sous forme de réseaux à deux dimensions et comprennent une couche de passivation appliquée sur une surface supérieure du réseau, la couche de passivation comprenant du SiO2 photochimique à basse température, du ZnS évaporé ou du CdS obtenu par croissance anodique. Bien que convenant à certaines applications d'imagerie, il est apparu que, durant certaines étapes suivantes de traitement du réseau, telles qu'un cycle de cuisson à 100°C sous vide poussé demandé pour dégazer un vase de Dewar à vide qui renferme le réseau de photodiodes, une telle couche classique de passivation peut être désavantageuse. Par exemple, on a observé une dégradation de paramètres de performance essentiels tels que le courant de fuite, l'impédance de la diode, le rendement quantique, le bruit (en particulier à de basses fréquences), la réponse spectrale et l'étendue optique. Cette dégradation est particulièrement évidente dans des détecteurs à grandes longueurs d'ondes. La porosité de la couche de passivation et le manque d'adhérence à la surface sous-jacente de HgCdTe sont également des problèmes courants observés avec les couches de passivation classiques décrites ci-dessus.
En outre, attendu que ces matières classiques de passivation ne forment pas plus qu'un revêtement sur la surface de HgCdTe, la maîtrise des niveaux d'énergie ou de la structure de bande d'interface HgCdTe/passivation est difficile ou impossible à obtenir. Il est donc nécessaire que ces matières de passivation à la fois engendrent et maintiennent des conditions de bande plate à l'interface HgCdTe/passivation pour que le réseau conserve un niveau souhaité de paramètres de performances, en particulier pendant et après un traitement et un stockage à haute température. Les problèmes ci-dessus sont résolus et d'autres avantages sont réalisés par une photodiode IR et un réseau de ces photodiodes construits conformément au procédé et à l'appareil de l'invention, ayant une première région d'absorption de rayonnement destinée à générer des porteurs de charges à partir d'un rayonnement absorbé, la région d'absorption de rayonnement comprenant une matière des Groupes II-VI qui possède un premier type de conductivité électrique ; une deuxième région en contact avec la première région, la deuxième région comprenant également une matière des Groupes II-VI qui possède un type opposé de conductivité électrique par rapport à celui de la première région pour former une jonction de diode p-n ; et une troisième région s'étendant sur au moins la jonction de diode p-n à l'interface des première et deuxième régions, la troisième région comprenant également une matière des Groupes II-VI et formant une hétérostructure avec la matière sous-jacente. Les première et deuxième régions peuvent avoir des bandes d'énergie interdites similaires ou dissemblables et la troisième région possède une bande d'énergie interdite qui est plus large que celle de l'une ou l'autre des première et deuxième régions. Selon des formes préférées de réalisation de l'invention, la troisième région comprend une couche de passivation épitaxiale constituée de CdTe, de CdZnTe ou de HgCdTe à bande interdite plus large ; les CdZnTe et HgCdTe étant en outre accordés par réseau avec la matière semi- conductrice sous-jacente des Groupes II-VI qui est constituée de HgCdTe. Une surcouche facultative de verre peut être appliquée sur la couche de passivation, la surcouche de verre complétant l'effet de la couche épitaxiale de passivation en empêchant la diffusion vers l'extérieur du Hg pendant l'exposition à une température élevée et en isolant aussi électriquement l'un de l'autre les contacts de la photodiode. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure lA est une vue en perspective stylisée, non à l'échelle, d'une partie d'un réseau 1 de photodiodes des Groupes II-VI ayant, conformément à l'invention, une couche de passivation épitaxiale 5 constituée d'une matière des Groupes II-VI ; la figure 1B est une coupe transversale d'une photodiode 10 comportant une couche de base 12 en HgCdTe absorbant un rayonnement, une couche de couronnement 14 en HgCdTe et une couche 16 de passivation en CdTe, CdZnTe ou HgCdTe ; la figure 2 est un diagramme représentatif de 20 la bande d'énergie interdite de la photodiode à passivation épitaxiale de la figure lb ; les figures 3A à 3D montrent des courbes de performances d'une photodiode à HgCdTe, infrarouge à grande longueur d'onde, à passivation CdTe, montrant des courbes 25 I-V représentatives à 80K, RoA en fonction de la température, de la réponse spectrale et du spectre de bruit, respectivement ; les figures 4A à 4D représentent un jeu correspondant de courbes de performances pour une photo- 30 diode à HgCdTe, infrarouge à grande longueur d'onde, passivation par SiO, de l'art antérieur les figures 5A et 5B montrent une comparaison de courbes I-V pour une photodiode classique à infrarouge à longueur d'onde moyenne, d'une part à passivation CdTe et, 35 d'autre part, à passivation SiO2, respectivement, les deux photodiodes étant fabriquées à partir de parties différentes de la même tranche de HgCdTe ; les figures 6A à 6C montrent une comparaison du produit RA en fonction de la température de stockage à 100°C pour des réseaux de photodiodes HgCdTe de grande étendue, de faible étendue et de 5x5, respectivement, les photodiodes étant à infrarouge à grande longueur d'onde, au CdTe et au SiO2 classiques, respectivement ; et les figures 7A et 7B montrent une comparaison de la vitesse de recombinaison en surface (VRS) en fonction du temps de cuisson à 100°C pour des photodiodes à passivation CdTe et à passivation SiO2 classiques, respectivement. Bien que l'invention soit décrite dans le contexte d'un détecteur de rayonnement photovoltaïque de type mésa, éclairé par l'arrière, il convient de noter que les principes de l'invention s'appliquent aussi à la photoconduction et à des détecteurs de rayonnement éclairés par l'avant. L'invention peut également s'appliquer à des dispositifs à homojonction ou à hétérojonction. L'invention englobe en outre des détecteurs de types planaires, dans lesquels une couche de base comporte des régions, ou "caissons", d'un type de conductivité opposé, formés dans une surface supérieure de cette couche, l'interface entre la couche de base et chaque région définissant la jonction de diode p-n. En référence d'abord à la figure 1A, il est montré une vue stylisée d'une partie d'un réseau 1 de photodiodes 2, la vue n'étant pas à l'échelle. Les photo- diodes sont constituées d'une matière des Groupes II-VI, telle que HgCdTe, et sont chacune différenciées sélective- ment par un type de conductivité pour former plusieurs jonctions de diodes. On peut voir que le réseau 1 est constitué de plusieurs photodiodes 2 qui sont disposées en un réseau régulier, à deux dimensions. Un rayonnement IR incident, qui peut être de grande longueur d'onde, de longueur d'onde moyenne et de courte longueur d'onde (LWIR, MWIR ou SWIR), est incident sur une surface inférieure du réseau 1. Le réseau 1 comprend une couche de base 3 absorbant le rayonnement, formée d'une matière semi-conductrice Hgl_xCdxTe, la valeur de x déterminant la réponse du réseau aux LWIR, MWIR ou SWIR. Chacune des photodiodes 2 est définie par une structure mésa 6 qui est habituellement formée par la gravure de gorges de forme en V qui se coupent dans une couche de couronnement sus-jacente et dans la couche de base. Une surface supérieure de chacune des photodiodes 2 présente une zone de métallisation de contact 4, la métallisation servant à coupler électriquement une photodiode sous-jacente à un dispositif de lecture (non représenté), habituellement une sortie en indium (non représentée). La surface supérieure du réseau 1 comporte également, conformément à l'invention, une couche 5 de passivation constituée d'une couche épitaxiale de matière des Groupes Il-VI qui forme une hétérostructure avec la matière des Groupes II-VI sous-jacente. En référence à présent à la figure 1B, il est représenté une vue en coupe de l'une des photodiodes du réseau 1, en particulier une photodiode 10 à hétérojonction à HgCdTe à double couche ayant une surface inférieure pour l'admission d'un rayonnement infrarouge, indiquée par la flèche désignée hi!. Si cela est souhaité, la photodiode 10 peut être un dispositif du type à homojonction. La photodiode 10 comprend une couche de base 12 dans laquelle le rayonnement incident est absorbé, de façon à générer des porteurs de charges. La couche de base 12 d'absorption du rayonnement peut être en matière semi-conductrice du type p ou du type n et comporte une couche de couronnement 14 qui possède un type de conductivité opposé pour former une jonction p-n 15. Par conséquent, si la couche de base 12 absorbant le rayonnement est en HgCdTe de type p, la couche 14 de couronnement est en HgCdTe de type n. Les porteurs de charges générés par l'absorption du rayonnement IR provoquent la circulation d'un courant à travers la jonction 15, cette circulation de courant étant détectée par un circuit de lecture (non représenté) qui est couplé à la photodiode 10. Par exemple, la couche de base 12 peut être de type p et peut être dopée à l'arsenic à une concentration d'environ 5x1015 à environ 5x10Z6 atomes/cm3. La couche 14 de couronnement peut être intrinsèquement de type n ou peut être rendue de type n par dopage avec de l'indium à une concentration d'environ 1016 à environ 1017 atomes/cm3. Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, au moins la région de la photodiode 10 formant la jonction 15 de diode p-n est passivée avec une couche épitaxiale relativement mince 16 de tellurure de cadmium (CdTe), la couche de passivation 16 ayant une épaisseur habituelle d'environ 500 nanomètres. Selon une autre forme préférée de réalisation de l'invention, la couche de passivation 16 est constituée d'une couche épitaxiale de tellurure de cadmium-zinc (Cd(1_y)ZnyTe) qui peut également avoir une épaisseur habituelle d'environ 500 nanomètres. Selon encore une autre forme préférée de réalisation de l'invention, la couche de passivation 16 est constituée d'une couche épitaxiale de Hg(1_x)CdxTe dans laquelle la valeur de x est choisie de façon à conférer à la couche épitaxiale une bande interdite plus large que celle des couches de base et de couronnement sous-jacentes 12 et 14, respectivement. On peut voir que dans ces formes préférées de réalisation de l'invention, les couches 12 et 14 de base et de couronnement ainsi que la couche 16 de passivation sont des éléments de la famille II-VI de semi-conducteurs, c'est-à-dire Hgl_xCdxTe et CdTe ou Cdi_yZnyTe, respective- ment. Attendu que la couche 16 de passivation est avantageusement formée par un procédé de croissance de couche épitaxiale, une hétérostructure ou structure hétérogène est formée à l'interface entre la jonction p-n 15 et la couche 16 de passivation. Autrement dit, la structure cristalline de la couche 16 de passivation est sensiblement continue avec la structure cristalline des couches de base et de couronnement sous-jacentes et possède une bande interdite plus large que celle de la matière sous-jacente. Cette continuité cristalline constitue avantageusement un prolongement continu de la structure à bande interdite des couches HgCdTe 12 et 14, qui sont habituellement des bandes d'énergie interdites de 0,1 à 0,3 eV, jusqu'à la couche 16 de passivation de bande interdite plus large.
Par exemple, le CdTe possède une bande interdite d'environ 1,6 eV. il en résulte une inflexion dans la bande de conduction vers le haut, ce qui repousse les électrons de l'interface HgCdTe/CdTe. Cette bande interdite plus large a en outre pour résultat d'infléchir la bande de valence vers le bas, repoussant ainsi les trous de l'interface. Ceci est montré sur la figure 2 et sera décrit plus en détail ci-après. En référence une fois de plus à la figure 1B, la diode 10 peut également comprendre une surcouche de verre 18 qui peut être constituée de toute matière diélectrique convenable telle que Si3N4, SiO2 ou ZnS. La surcouche 18 isole électriquement un contact métallique 20 de contacts similaires sur des diodes adjacentes. Le contact 20 peut être constitué de toute matière convenable pouvant servir à former un contact ohmique avec la couche de couronnement 14 en HgCdTe. Le métal du contact métalli- que 20 ne diffuse avantageusement pas notablement dans la couche de couronnement 14. Des métaux qui conviennent pour former le contact 20 comprennent le palladium et le titane.
Il est apparu que la surcouche 18 est facultative par le fait que la résistance intrinsèque de la couche de passivation épitaxiale 16 de CdTe est suffisamment élevée pour éviter tout shuntage latéral de photo- diodes adjacentes dans un réseau de photodiodes. Cependant, il est également apparu que la présence de la surcouche 18 de verre est avantageuse car elle constitue une barrière supplémentaire s'opposant à la diffusion vers l'extérieur du Hg à partir des couches sous-jacentes de base et de couronnement 12 et 14 en HgCdTe, respectivement. Cette surcouche d'arrêt, associée à la barrière de diffusion formée par la métallisation de contact elle-même, sert à réduire la diffusion vers l'extérieur du Hg de manière que la structure de photodiode résultante puisse supporter les températures plus élevées que celles pouvant être supportées par des dispositifs classiques. A cet égard, il convient de noter que la structure cristalline de la couche de passivation épi- . taxiale 16, aux températures habituelles de traitement et de stockage, se comporte comme une barrière principale s'opposant à la diffusion vers l'extérieur du Hg à partir des couches de HgCdTe ; les barrières supplémentaires constituées par la surcouche 18 et le contact 20 servant à compléter la barrière formée par la couche 16 de passiva- tion. Il convient également de noter que, attendu que les propriétés mécaniques de la structure cristalline de la couche 16 de passivation sont supérieures à celles des revêtements de passivation classiques, les problèmes associés à la porosité et au manque d'adhérence sont surmontés. En référence à présent à la figure 2, il est montré un diagramme de bande d'énergie idéalisé de la photodiode 10 de la figure 1, dans lequel la couche 16 de passivation à bande interdite plus large est constituée de CdTe et la matière de la bande interdite plus étroite est constituée soit de la couche HgCdTe 12 de base, soit de la couche HgCdTe 14 de couronnement. Comme on peut le voir, il est montré une énergie de potentiel variant de façon continue dans les bandes de conduction et de valence, de manière que la bande de conduction soit infléchie vers le haut et que la bande de valence soit infléchie vers le bas. Il en résulte la répulsion à la fois des électrons et des trous, respectivement, à partir de l'interface HgCdTe/CdTe. Cette répulsion à la fois des électrons et des trous à partir de l'interface, dans laquelle la densité relative-ment élevée de dislocations réticulaires et d'impuretés provoquerait autrement des courants excessifs de génération d'état superficiel et une durée de vie réduite des porteurs de charges, a pour résultat que la photodiode de l'inven- tion présente des performances supérieures à celles des photodiodes à passivation SiO2 classiques. En outre, si cela est souhaité, la surface supérieure de la couche 16 de passivation en CdTe peut être dopée pour isoler des charges, présentes sur la surface de CdTe, de la surface de HgCdTe sous-jacente. Dans le diagramme de la figure 2, la surface supérieure de la couche 16 de passivation en CdTe a été dopée avec une impureté de type n. Si cela est souhaité, on peut utiliser une impureté de type p, à la place. Une concentration habituelle de dopage de la surface supérieure de la couche 16 de passivation est d'environ 1017 atomes/cm3. L'utilisation, par exemple, de Cd(l_y)ZnyTe, en tant que matière de passivation de surface épitaxiale, présente l'avantage supplémentaire d'accorder les réseaux des couches de passivation et de HgCdTe sous-jacente, ce qui minimise les dislocations à l'interface HgCdTe/CdZnTe. Par exemple, x peut être choisi de façon à avoir une valeur d'environ 0,4. Comme indiqué précédemment en ce qui concerne la photodiode à passivation CdTe, la résistance intrinsèque de la passivation CdZnTe rend facultative la surcouche de verre 18. La couche 16 de passivation peut être obtenue par croissance épitaxiale jusqu'à une épaisseur souhaitée sur la photodiode, par un procédé d'épitaxie en phase vapeur (EPV), bien qu'un certain nombre d'autres procédés convenables de formation de couches épitaxiales puisse être utilisé, tels qu'un dépôt métallo-organique par vapeur chimique (MOCVD). En général, on peut utiliser tout procédé de croissance épitaxiale qui aboutit au fait que l'ordre cristallin de la couche 16 de passivation reproduit l'ordre cristallin sous-jacent du HgCdTe. Après la croissance de la couche 16, les dispositifs peuvent être traités par des procédés classiques pour déposer la surcouche de verre 18 et la métallisation 20 de contact. Pendant la croissance de la couche de passivation épitaxiale 16, un masque convenable peut être utilisé pour empêcher la croissance de la couche épitaxiale sur la zone de surface de la couche 14 de couronnement dans laquelle la métallisation de contact doit être déployée. La totalité de la surface de la couche 14 de couronnement peut avantageusement recevoir par croissance la couche de passivation, cette dernière étant retirée sélectivement de la zone de métallisation par une étape suivante de traitement. On a fabriqué des structures d'essai consti- tuées de réseaux de 5x5 photodiodes, de photodiodes à surface variable, déclenchées et non déclenchées, et de condensateurs MIS, les photodiodes comprenant à la fois une matière d'absorption de rayonnement du type HgCdTe, pour LWIR et MWIR. Certaines des structures d'essai ont été fabriquées avec une couche de passivation SiO2 classique, tandis que d'autres ont été fabriquées avec une passivation CdTe à croissance épitaxiale. Certaines autres structures d'essai ont été fabriquées de manière à utiliser une passivation à la fois CdTe et SiO2 classique sur la même tranche de HgCdTe.
Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent des graphiques et des courbes de performances qui illustrent l'amélioration des performances des dispositifs à photodiodes qui utilisent, conformément à l'invention, la couche 16 de passivation épitaxiale des Groupes II-VI. Comme indiqué précédemment, des formes de réalisation préférées de l'invention ont été décrites ici. Il est évident à l'homme de l'art que des modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, bien que les formes actuellement préférées de réalisation de l'invention aient été décrites dans le contexte d'un réseau de type mésa de diodes photovoltaïques éclairées par l'arrière, il convient de noter que les principes de l'invention peuvent s'appliquer aussi à des photodiodes de types planaires et à un éclairage par l'avant et, d'une manière générale, à tout type de dispositifs photoconducteurs ou photovoltaïques des Groupes II-VI.

Claims (37)

  1. REVENDICATIONS1. Photodiode, caractérisée en ce qu'elle comporte une première région (12), absorbant un rayonne-ment, destinée à générer des porteurs de charges à partir du rayonnement absorbé, ladite région d'absorption de rayonnement comprenant une matière des Groupes II-VI qui possède un premier type de conductivité électrique, une deuxième région (14) en contact avec la première région et comprenant une matière des Groupes II-VI qui possède un type opposé de conductivité électrique par rapport à celui de la première région afin de former avec elle une jonction de diode p-n (15), et une troisième région (16) recouvrant au moins ladite jonction de diode p-n et comprenant une couche épitaxiale formée d'une matière des Groupes II-VI, les première et deuxième régions ayant des première et seconde bandes d'énergie interdites, respectivement, et la troisième région ayant une troisième forme d'énergie interdite qui est plus large que l'une ou l'autre des première et deuxième bandes d'énergie interdites.
  2. 2. Photodiode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et deuxième régions sont constituées de HgCdTe et la troisième région est une couche épitaxiale constituée de CdTe.
  3. 3. Photodiode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et deuxième régions sont constituées de HgCdTe et la troisième région est une couche épitaxiale constituée de CdZnTe.
  4. 4. Photodiode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et deuxième régions sont constituées de HgCdTe et la troisième région est une couche épitaxiale constituée de HgCdTe.
  5. 5. Photodiode selon la revendication 1, comprenant en outre une quatrième région (18) recouvrant la troisième région et constituée d'une matière diélectrique.
  6. 6. Photodiode sensible à un rayonnement infrarouge, caractérisée en ce qu'elle comporte une première couche (12) d'absorption de rayonnement ayant une surface destinée à admettre un rayonnement infrarouge pour générer les porteurs de charges à partir du rayonnement infrarouge absorbé, la couche d'absorption de rayonnement comprenant une matière des Groupes II-VI qui possède un premier type de conductivité électrique, une seconde couche (14) recouvrant une surface supérieure de la première couche et comprenant également une matière des Groupes II-VI qui possède un type opposé de conductivité électrique par rapport à celui de la première couche pour former avec elle une jonction de diode p-n (15), une couche (20) de métallisation couplée électriquement à la seconde couche pour transmettre des porteurs de charges à un moyen de lecture, et une couche (16) de passivation recouvrant au moins la jonction de diode p-n, comprenant une matière des Groupes II-VI et formant une hétérostructure avec les première et seconde couches sous-jacentes, les première et seconde couches ayant des première et deuxième bandes d'énergie interdites, respectivement, et la couche de passivation ayant une troisième bande d'énergie interdite qui est plus large que chacune desdites première et deuxième bandes d'énergie interdites.
  7. 7. Photodiode selon la revendication 6, caractérisée en ce que les première et seconde couches sont constituées de HgCdTe et la couche de passivation est une couche épitaxiale constituée de CdTe.
  8. 8. Photodiode selon la revendication 6, caractérisée en ce que les première et seconde couches sont constituées de HgCdTe et la couche de passivation est une couche épitaxiale constituée de CdZnTe.
  9. 9. Photodiode selon la revendication 6, caractérisée en ce que les première et deuxième couches 35 sont constituées de HgCdTe et la couche de passivation est une couche épitaxiale constituée de HgCdTe à bande interdite plus large.
  10. 10. Photodiode selon la revendication 6, comprenant en outre une troisième couche (18) recouvrant la couche de passivation et constituée d'une matière di-électrique.
  11. 11. Réseau de photodiodes sensibles à un rayonnement infrarouge, caractérisé en ce qu'il comporte une première couche (12) d'absorption de rayonnement ayant une surface destinée à admettre un rayonnement infrarouge pour générer des porteurs de charges à partir du rayonne-ment infrarouge absorbé, ladite couche d'absorption de rayonnement comprenant une matière des Groupes II-VI qui possède un premier type de conductivité électrique, plusieurs régions mésa (14) recouvrant une surface supérieure de la première couche et comprenant également, chacune, une matière des Groupes II-VI qui possède un type opposé de conductivité électrique par rapport à celle de la première couche pour définir, dans une région d'interface entre chaque région mésa et ladite première couche, une jonction de diode p-n (15), et une couche (16) de passivation recouvrant au moins lesdites régions d'interface, cette couche de passivation comprenant une matière des Groupes II-VI et pouvant servir à former une hétéro- structure avec lesdites régions d'interface, la première couche et les régions mésa ayant des première et deuxième bandes d'énergie interdites, respectivement, et la couche de passivation ayant une troisième bande d'énergie interdite qui est plus large que chacune des première et deuxième bandes d'énergie interdites.
  12. 12. Réseau de photodiodes selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première couche et les régions mésa sont constituées de HgCdTe et la couche de passivation est une couche épitaxiale qui est constituée de CdTe.
  13. 13. Réseau de photodiodes selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première couche et les régions mésa sont constituées de HgCdTe et la couche de passivation est une couche épitaxiale qui est en accord réticulaire avec les régions mésa sous-jacentes et avec la première couche.
  14. 14. Réseau de photodiodes selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche épitaxiale est constituée de CdZnTe.
  15. 15. Réseau de photodiodes selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche épitaxiale est constituée de HgCdTe qui possède une bande interdite plus large que celle des régions mésa ou de la première couche.
  16. 16. Réseau de photodiodes selon la revendica- tion 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une troisième couche (18) recouvrant la couche de passivation et constituée d'une matière diélectrique.
  17. 17. Réseau de photodiodes sensibles à un rayonnement infrarouge, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de base (12) ayant une surface destinée à admettre un rayonnement infrarouge, la couche de base pouvant servir à absorber le rayonnement infrarouge pour générer des porteurs de charges et comprenant du HgCdTe qui possède un premier type de conductivité électrique, plusieurs régions (14) formées dans une surface supérieure de la couche de base, chacune desdites régions comprenant du HgCdTe qui possède un type opposé de conductivité électrique par rapport à celui de la couche de base afin de définir une jonction de diode p-n (15) à une interface entre chacune desdites régions et ladite couche de base, et une couche (16) de passivation recouvrant au moins lesdites jonctions de diode p-n, la couche de passivation comprenant une matière des Groupes II-VI et formant une hétérostructure avec lesdites jonctions de diode p-n sous- jacentes, la couche de base et lesdites régions ayant une 16 première bande d'énergie interdite et une deuxième bande d'énergie interdite, respectivement, et la couche de passivation ayant une troisième bande d'énergie interdite qui est plus large que l'une ou l'autre des première et deuxième bandes d'énergie interdite.
  18. 18. Réseau de photodiodes selon la revendication 17, caractérisé en ce que la couche de passivation est une couche épitaxiale constituée de CdTe.
  19. 19. Réseau de photodiodes selon la revendica- tion 17, caractérisé en ce que la couche de passivation est une couche épitaxiale qui est en accord réticulaire avec ladite couche de base sous-jacente et lesdites régions.
  20. 20. Réseau de photodiodes selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couche épitaxiale est constituée de CdZnTe.
  21. 21. Réseau de photodiodes selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couche épitaxiale est constituée de HgCdTe.
  22. 22. Réseau de photodiodes selon la revendica- tion 17, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche de verre (18) recouvrant la couche de passivation et constituée d'une matière diélectrique.
  23. 23. Réseau de photodiodes selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une surface supérieure de la couche de passivation est dopée de façon à avoir un type souhaité de conductivité électrique.
  24. 24. Réseau de photodiodes selon la revendication 17, caractérisé en ce que les première et deuxième bandes d'énergie interdites sont sensiblement égales entre elles.
  25. 25. Réseau de photodiodes selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'un rayonnement infrarouge est incident sur la surface supérieure de la couche de base et passe à travers la couche de passivation.
  26. 26. Réseau de photodiodes selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'un rayonnement infrarouge est incident sur une surface inférieure de la couche de base.
  27. 27. Procédé de passivation d'une photodiode des Groupes II-VI, caractérisé en ce qu'il consiste à produire une photodiode (10) comprenant une première région (12) formée d'une matière des Groupes II-VI ayant un premier type de conductivité et ayant une première bande d'énergie interdite, et une deuxième région (14) formée d'une matière des Groupes II-VI ayant un second type de conductivité et une deuxième bande d'énergie interdite, la deuxième région étant en contact avec la première région et l'interface entre les première et deuxième régions formant une jonction de diode p-n (15) et à faire croître une couche épitaxiale (16) constituée d'une matière des Groupes II-VI ayant une troisième bande d'énergie interdite qui est plus large que chacune des première et deuxième bandes d'énergie inter-dites, sur au moins l'interface entre les première et deuxième régions, afin qu'au moins la jonction de type p-n s'étende au-dessous de la couche épitaxiale à bande interdite plus large.
  28. 28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que les première et deuxième régions sont constituées chacune de Hg(l_x)CdxTe et en ce que la croissance d'une couche épitaxiale consiste à faire croître une couche épitaxiale constituée de CdTe.
  29. 29. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que les première et deuxième régions sont constituées chacune de Hg(l_x)CdxTe et la croissance d'une couche épitaxiale consiste à faire croître une couche épitaxiale constituée de Cd(1_y)ZnyTe.
  30. 30. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que les première et deuxième régions sont constituées chacune de Hg(1_x)CdxTe et la croissance d'une couche épitaxiale consiste à faire croître une couche épitaxiale constituée de Hg(1_x)CdxTe, où x possède une valeur qui est supérieure à la valeur de x dans les première et deuxième régions sous-jacentes.
  31. 31. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que x possède une valeur d'environ 0,4.
  32. 32. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que la croissance d'une couche épitaxiale s'effectue de manière que la couche épitaxiale possède une épaisseur d'environ 500 nanomètres.
  33. 33. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à doper une surface supérieure de la couche épitaxiale avec un dopant souhaité à une concentration donnée.
  34. 34. Procédé selon la revendication 33, 15 caractérisé en ce que la concentration donnée est d'environ 1017 atomes/cm3.
  35. 35. Procédé pour limiter la sortie par diffusion du mercure d'une surface d'une structure constituée d'une matière HgCdTe absorbant les rayonnements 20 infrarouges, caractérisé en ce qu'il consiste à former la structure constituée de la matière HgCdTe et à faire croître une couche épitaxiale (16) sur la surface, la couche épitaxiale étant constituée de CdTe.
  36. 36. Procédé selon la revendication 35, 25 caractérisé en ce qu'il consiste en outre à déposer une surcouche (18) de verre sur la couche épitaxiale.
  37. 37. Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'on fait croître la couche épitaxiale jusqu'à une épaisseur d'environ 500 nanomètres.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6030853A (en) * 1993-08-13 2000-02-29 Drs Fpa, L.P. Method of producing intrinsic p-type HgCdTe using CdTe capping layer
US6518080B2 (en) 2001-06-19 2003-02-11 Sensors Unlimited, Inc. Method of fabricating low dark current photodiode arrays
AUPS001102A0 (en) * 2002-01-17 2002-02-07 University Of Western Australia, The An n-p junction and a method for making an n-p junction
US6803557B1 (en) 2002-09-27 2004-10-12 Raytheon Company Photodiode having voltage tunable spectral response
US20040109692A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 James Plante FSO communication systems having high performance detectors
US6998320B2 (en) * 2003-04-23 2006-02-14 Triquint Semiconductor, Inc. Passivation layer for group III-V semiconductor devices
JP2010500766A (ja) * 2006-08-10 2010-01-07 アイスモス・テクノロジー・リミテッド ウエハ貫通ビアを備えたフォトダイオードアレイの製造方法
US8669588B2 (en) * 2009-07-06 2014-03-11 Raytheon Company Epitaxially-grown position sensitive detector
KR101095945B1 (ko) 2011-02-03 2011-12-19 테쎄라 노쓰 아메리카, 아이엔씨. 상이한 파장을 균일하게 수광하기 위한 흡광 재료를 포함하는 이면 조사 센서 패키지
KR101133154B1 (ko) 2011-02-03 2012-04-06 디지털옵틱스 코포레이션 이스트 상이한 파장을 균일하게 수광하기 위한 차등 높이 실리콘을 포함하는 이면 조사 센서 패키지
GB201104261D0 (en) 2011-03-14 2011-04-27 Univ Leeds Oxide removal from semiconductor surfaces
US8441087B2 (en) 2011-07-22 2013-05-14 Raytheon Company Direct readout focal plane array
US10115764B2 (en) 2011-08-15 2018-10-30 Raytheon Company Multi-band position sensitive imaging arrays
WO2013040184A1 (fr) 2011-09-13 2013-03-21 L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation Dispositif de photodétecteur infrarouge à barrière éclairé par la face avant et procédés de fabrication de ce dernier
FR2983351B1 (fr) * 2011-11-28 2014-01-24 Commissariat Energie Atomique Diode p/n a heterostructure controlee autopositionnee sur hgcdte pour imageurs infrarouges
CN112909117B (zh) * 2021-01-22 2022-08-02 湖北大学 一种硅掺杂铈元素红外探测器、制备方法及系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2168934B1 (fr) * 1972-01-27 1977-04-01 Telecommunications Sa
US3977018A (en) * 1972-12-04 1976-08-24 Texas Instruments Incorporated Passivation of mercury cadmium telluride semiconductor surfaces by anodic oxidation
US3858974A (en) * 1973-05-03 1975-01-07 Stephen A Liguori Film record
FR2281650A1 (fr) * 1974-08-06 1976-03-05 Telecommunications Sa Procede de fabrication d'une photodiode sensible aux rayonnements infrarouges et photodiode obtenue par ce procede
FR2336804A1 (fr) * 1975-12-23 1977-07-22 Telecommunications Sa Perfectionnements apportes aux dispositifs semi-conducteurs, notamment aux detecteurs photovoltaiques comprenant un substrat a base d'un alliage cdxhg1-xte, et procede de fabrication d'un tel dispositif perfectionne
GB1568958A (en) * 1976-10-22 1980-06-11 Mullard Ltd Methods of manufacturing infra-red sensitive devices
US4137544A (en) * 1977-07-05 1979-01-30 Honeywell Inc. Mercury cadmium telluride photodiode
US4206003A (en) * 1977-07-05 1980-06-03 Honeywell Inc. Method of forming a mercury cadmium telluride photodiode
GB2027986B (en) * 1978-07-31 1983-01-19 Philips Electronic Associated Infra-red detectors
US4357620A (en) * 1980-11-18 1982-11-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Liquid-phase epitaxial growth of cdTe on HgCdTe
US4376659A (en) * 1981-06-01 1983-03-15 Texas Instruments Incorporated Process for forming semiconductor alloys having a desired bandgap
EP0068652B1 (fr) * 1981-06-24 1988-05-25 The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Photodiodes
EP0090669A3 (fr) * 1982-03-31 1990-12-19 Honeywell Inc. Détecteur de radiation électromagnétique
JPS5984467A (ja) * 1982-11-06 1984-05-16 Mitsubishi Electric Corp モノリシツク赤外線電荷転送素子
US4549195A (en) * 1983-04-14 1985-10-22 Westinghouse Electric Corp. Heterojunction semiconductor device
JPS603165A (ja) * 1983-06-20 1985-01-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受光素子
US4616403A (en) * 1984-08-31 1986-10-14 Texas Instruments Incorporated Configuration of a metal insulator semiconductor with a processor based gate
US4611091A (en) * 1984-12-06 1986-09-09 Atlantic Richfield Company CuInSe2 thin film solar cell with thin CdS and transparent window layer
US4646120A (en) * 1985-03-21 1987-02-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Photodiode array
US4639756A (en) * 1986-05-05 1987-01-27 Santa Barbara Research Center Graded gap inversion layer photodiode array

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Publication number Publication date
GB2372630A (en) 2002-08-28
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GB8905787D0 (en) 2002-05-22
US5936268A (en) 1999-08-10

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