Patch-coupled quantum well infrared photodetector

H - Electricity – 01 – L

Patent

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H01L 31/09 (2006.01) G01J 5/28 (2006.01) H01L 27/146 (2006.01) H01L 31/101 (2006.01)

Patent

CA 2228231

An infrared detector element includes a metallic patch which is positioned on the surface of an upper contact layer. A multiple quantum well ("MQW") infrared sensitive structure is positioned between the first contact layer and a second contact layer. The conductive contact layers are transparent to infrared radiation. A groundplane which is reflective to infrared radiation is positioned adjacent the second contact layer. A resonant cavity is formed between the metallic patch andthe groundplane. The thickness of this cavity is not greater than approximately one eighth of the wavelength of the incident infrared radiation within the cavity. The metallic patch functions to couple the incident infrared radiation into the resonant cavity wherein the E-field is oriented substantially normal to the plane of the MQW structure. A plurality of the detector elements can be used to form a single pixel and an array of the pixels can be used to form a complete infrared radiation imager.

Elément détecteur infrarouge comprenant une pastille métallique placée à la surface d'une couche de contact supérieure. Une structure multipuits quantique sensible à l'infrarouge est placée entre la première et la deuxième couches de contact. Les couches de contact conductrices laissent passer par transparence le rayonnement infrarouge. Un plan de masse réfléchissant le rayonnement infrarouge est placé de manière adjacente à la deuxième couche de contact. Une cavité résonante est constituée entre la plaque métallique et le plan de masse. L'épaisseur de cette cavité ne dépasse pas le huitième environ de la longueur d'onde du rayonnement infrarouge incident à l'intérieur de la cavité. La pastille métallique fonctionne de manière à coupler le rayonnement infrarouge incident dans la cavité résonante au moyen de laquelle le champ électrique est essentiellement orienté normalement par rapport au plan de la structure multipuits quantique. Une série d'éléments détecteurs peut servir à former un pixel unique, et un réseau de pixels peut servir à constituer un imageur infrarouge complet.

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