ФОТОДЕТЕКТОР Советский патент 1995 года по МПК H01L31/14 

Изобретение относится к быстродействующим детекторам с использованием встречно-штыревых электродов.

Цель изобретения повышение быстродействия фотодетектора с шириной электрода не менее 0,5 мкм при сохранении его эффективности.

На фиг. 1 и 2 представлена конструкция фотодетектора.

Устройство содержит встречно-штыревую систему электродов 1, размещенную в активном слое слоистой полупроводниковой структуры 2 и образующие с ним контакты металл-полупроводник 3, фоточувствительная область 4.

Фотодетектор работает следующим образом.

При освещении оптическим излучением фоточувствительной области 4 образуется фототок, который является комбинацией электронов и дырок, фотогенерированных в обедненной области обратно смещенного контакта. Этот ток через развязывающую емкость подводится к полезной нагрузке R, создавая на ней измеряемый сигнал, при этом быстродействие фотодетектора с шириной электродов менее 0,5 мкм увеличивается при сохранении его эффективности, если высота электродов не превышает его ширины, а величина межэлектродного t зазора выбрана из соотношения
t -εD где ε0,05;
R сопротивление нагрузки фотодетектора;
V_sat дрейфовая скорость фотогенерированных носителей;
ε _s относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала;
L апертура встречно-штыревой системы электродов.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. На поверхности эпитаксиального GaAs, выращенного на полуизолирующей подложке, методами планарной технологии с применением процессов электронной литографии была изготовлена фотодиодная структура с встречно-штыревым расположением электродов из Тl с размерами L=100 мкм, ширина электрода D=1 мкм, высота h=0,5 мкм, t=1,9 мкм. При подаче импульса длительностью в 7 нс от полупроводникового лазера с длиной волны излучения λ0,85 мкм быстродействие составило 26 пс, что в ≈1,5 раза меньше, чем у прототипа.

Изобретение относится к быстродействующим фотодетекторам оптического диапазона волн и может найти применение при создании быстродействующих приемников излучения для оптических систем передачи информации. Сущность изобретения: в известном фотодетекторе с встечно штыревой системой контактных электродов, образующих с активным слоем полупроводниковой структуры контакты металл-проводник с шириной контактного электрода D не менее 0,5 мкм и не превышающей ширины межэлектродного зазора t высота электрода не превышает его ширины, причем величина межэлектродного зазора выбрана из соотношения t где ε 0,05; R сопротивление нагрузки фотодетектора, Ом: V_sat скорость насыщения фотогенерированных носителей, м/с: ε_s - относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала; L апертура встречно штыревой системы контактов. 2 ил.

ФОТОДЕТЕКТОР с встречно-штыревой системой электродов, размещенных в активном слое слоистой полупроводниковой структуры и образующих с ним контакты металл-полупроводник, причем ширина электрода (D) не превышает величины межэлектродного зазора (t), отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия фотодетектора с шириной электрода не менее 0,5 мкм при сохранении его эффективности, высота электрода не превышает его ширины, причем величина межэлектродного зазора выбрана из соотношения

где ε = 0,05 ;
где R сопротивление нагрузки фотодетектора;
v_sat дрейфовая скорость фотогенерированных носителей;
ε_s относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала;
L апертура встречно-штыревой системы электродов.