H - Electricity – 01 – L
Patent
H - Electricity
01
L
H01L 31/107 (2006.01)
Patent
CA 2259502
An avalanche diode device that has a first layer of semiconductor material (12) and a second layer of semiconductor material (18) positioned thereon so as to define an interface (14). The first layer of semiconductor material (12) is a substrate and the second layer (18) comprises an avalanche layer wherein a depletion region is generated at the interface. The second layer (18) is preferably deposited on the first layer (12) through chemical vapor deposition epitaxial growth techniques. When photons enter the avalanche layer, a minority charge carrier is produced and, when the device is reversed biased, an avalanche of charge carriers is produced in the avalanche layer. Since the avalanche layer is deposited using epitaxial growth techniques, the uniformity of the layer produces higher gain uniformity. Further, the avalanche layer can be configured using the epitaxial growth techniques to have a gain region of higher dopant concentration located adjacent the interface with a spectral absorption layer with a lower dopant concentration interposed between the gain region and the surface that receive the photons. Hence, a higher quantum efficiency can be produced in an avalanche photodiode having this configuration while still maintaining a high degree of gain uniformity and low noise characteristics.
L'invention concerne une diode à avalanche comprend une première couche d'un matériau semi-conducteur (12) et une deuxième couche d'un matériau semi-conducteur (18) placée au-dessus de manière à définir un interface (14). La première couche de matériau semi-conducteur (12) est un substrat et la deuxième couche (18) comprend une couche d'avalanche dans laquelle une zone de déplétion est générée au niveau de l'interface. La deuxième couche est de préférence générée à l'interface. La deuxième couche (18) est de préférence déposée sur la première couche (12) au moyen de techniques de croissance épitaxiale par dépôt chimique en phase vapeur. Lorsque des photons entrent dans la couche d'avalanche, un porteur de charge minoritaire est produit et, lorsque le dispositif est polarisé en sens inverse, une avalanche de porteurs de charges est produite dans la couche d'avalanche. Puisque la couche d'avalanche est déposée avec des techniques de croissance épitaxiale, l'uniformité de la couche entraîne une plus grande uniformité de gain. En outre, on peut configurer la couche d'avalanche avec des techniques de croissance épitaxiale pour obtenir une zone de gain à plus grande concentration de dopant, contiguë à l'interface à couche d'absorption spectrale, avec une plus faible concentration de dopant interposée entre la zone de gain et la surface qui reçoit les photons. Ainsi, on peut obtenir un meilleur rendement quantique dans un photodiode à avalanche présentant cette configuration tout en maintenant un haut degré d'uniformité de gain des caractéristiques de faible bruit.
Boisvert Joseph Charles
Jostad Leon Leslie
Montroy John Thomas
Advanced Photonix Inc.
Sim & Mcburney
LandOfFree
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