ФОТОДЕТЕКТОР Советский патент 1995 года по МПК H01L31/11 

Изобретение относится к быстродействующим фотодетекторам с использованием встречно-штыревых контактных электродов.

Цель изобретения повышение отношения сигнал/шум фотодетектора.

На фиг.1 и 2 представлена конструкция фотодетектора.

Фотодетектор содержит встречно-штыревые электрически проводящие электроды 1, формирующие с активным слоем 2 слоистой полупроводниковой структуры 3, как Шоттки барьерный контакт 4, так, и омический контакт 5.

Фотодетектор работает следующим образом.

Оптическое излучение подводится, например, с помощью световода, к поверхности встречно-штыревых электрически проводящих электродов 1, один из которых выполнен в виде контакта 4 с барьером Шоттки к активному слою 2, в то время как другой контактный электрод выполнен в виде омического контакта 5 к активному слою 2 слоистой полупроводниковой структуры 3. Если выбрать величину концентрации основных носителей заряда активного слоя 2 и расстояние между электродами встречно-штыревой системы контактов такими, что поле, обусловленное Шоттки барьерным контактом, распространяется на все расстояние между контактами, то при освещении фоточувствительной области 6 образуется фототок, который может быть подведен к полезной нагрузке, создавая на ней измеряемый электрический сигнал. При этом расстояние между электродами встречно-штыревой системы контактов L следует выбирать в соответствии с выражением
L где V_D1 диффузионный потенциал контакта с барьером Шоттки;
q заряд электрона;
ε- относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала активного слоя;
N концентрация основных носителей заряда активного слоя.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. На поверхности эпитаксиального слоя n-GaAs толщиной 2 мкм с концентрацией носителей заряда 4˙10¹⁴ см^-3 методами планарной технологии создавались контактные электроды, формирующие с активным слоем 2 омический контакт 5. Омический контакт создавался путем напыления 0,2 мкм 95% Au, 5% Ge с последующим вжиганием при 500^оС в вакууме. Затем создаются контактные электроды, формирующие с активным слоем 2 контакты с барьером Шоттки с величиной диффузионного потенциала барьера V_D1 1 эВ. В качестве металла барьера использовалась платина, слой напыленного металла 0,2 мкм. Готовые фотодиодные структуры монтировались в микрополосковую линию. При расстоянии между электродами встречно-штыревой системы контактов L 2 мкм отношение сигнал/шум фотодетекторов в 2 раза выше в сравнении с прототипом.

Изобретение относится к быстродействующим фотодетекторам оптического диапазона волн и может найти применение при создании быстродействующих приемников излучения для оптических систем передачи информации. Сущность: в фотодетекторе, состоящем из двух встречно-штыревых электрически проводящих электродов, один из которых выполнен в виде контакта с барьером Шоттки к активному слою, другой штыревой электрод выполнен в виде омического контакта к активному слою, а расстояние между электродами встречно-штыревой системы контактов L выбрано в соответствии с выражением L= [2εV_D1/gN]^1/2 где V_D1 - диффузионный потенциал контакта с барьером Шоттки; ε относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала активного слоя; q заряд электрона; N концентрация основных носителей активного слоя. 2 ил.

ФОТОДЕТЕКТОР, содержащий полупроводниковую подложку с расположенным на ней по крайней мере одним активным слоем и два встречно-штыревых электрически проводящих электрода, один из которых выполнен в виде контакта с барьером Шоттки к активному слою, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум, другой штыревой электрод выполнен в виде омического контакта к активному слою, а расстояние между электродами L выбрано в соответствии с выражением

где V_д1 диффузионный потенциал контакта с барьером Шоттки;
q заряд электрона;
ε относительная диэлектрическая проницаемость полупроводникового материала активного слоя;
N концентрация основных носителей заряда активного слоя.