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1. WO2020109562 - LAWINEN-FOTODIODE

Veröffentlichungsnummer WO/2020/109562
Veröffentlichungsdatum 04.06.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/083110
Internationales Anmeldedatum 29.11.2019
IPC
H01L 31/107 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
31Halbleiterbauelemente, die auf Infrarot-Strahlung, Licht, elektromagnetische Strahlung kürzerer Wellenlänge als Licht oder Korpuskularstrahlung ansprechen und besonders ausgebildet sind, entweder für die Umwandlung der Energie einer derartigen Strahlung in elektrische Energie oder für die Steuerung elektrischer Energie durch eine derartige Strahlung eingerichtet sind; Verfahren oder Vorrichtungen, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung dieser Halbleiterbauelemente oder Teilen davon; Einzelheiten dieser Bauelemente
08in denen die Strahlung den Stromfluss durch das Bauelement steuert, z.B. Fotowiderstände
10gekennzeichnet durch wenigstens eine Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht, z.B. Fototransistoren
101Bauelemente die auf infrarote, sichtbare oder ultraviolette Strahlung ansprechen
102gekennzeichnet durch genau eine Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht
107wobei die Sperrschicht mit Lawinenverstärkung arbeitet, z.B. Lawinen-Fotodiode
CPC
H01L 31/1075
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
08in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
10characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
101Devices sensitive to infra-red, visible or ultra-violet radiation
102characterised by only one potential barrier or surface barrier
107the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiode
1075in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
Anmelder
  • FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. [DE]/[DE]
Erfinder
  • BECKERWERTH, Tobias
  • RUNGE, Patrick
Vertreter
  • MAIKOWSKI & NINNEMANN PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB
Prioritätsdaten
10 2018 130 478.130.11.2018DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) LAWINEN-FOTODIODE
(EN) AVALANCHE PHOTODIODE
(FR) PHOTODIODE À AVALANCHE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft eine Lawinen-Fotodiode, mit mindestens einer Absorberschicht (11), in der unter Einwirkung von Licht freie Ladungsträger erzeugt werden; mindestens einer Multiplikatorschicht (13), in der eine Vervielfältigung der in der Absorberschicht (11) erzeugten Ladungsträger erfolgt; mindestens einer ersten und zweiten dotierten Kontaktschicht (10, 20), wobei die Kontaktschichten (10, 20) zueinander komplementäre Dotierungen aufweisen und sich die zweite Kontaktschicht (20) auf einer der Absorberschicht (11) abgewandten Seite der Multiplikatorschicht (13) befindet; mindestens einer Zwischenschicht (12) zwischen der Absorberschicht (11) und der Multiplikatorschicht (13); und einem integriert-optischen Wellenleiter (30), über den Licht in die Absorberschicht (11) einkoppelbar ist. Erfindungsgemäß ist die Absorberschicht (11) derart ausgebildet und komplementär zu der zweiten Kontaktschicht (20) dotiert ist, dass sie zumindest im Wesentlichen unverarmt ist.
(EN)
The invention relates to an avalanche photodiode having: at least one absorber layer (11), in which free charge carriers are generated under the effect of light; at least one multiplier layer (13), in which the charge carriers generated in the absorber layer (11) are multiplied; at least one first and second doped contact layer (10, 20), wherein the contact layers (10, 20) have mutually complementary dopings and the second contact layer (20) is located on a side of the multiplier layer (13) facing away from the absorber layer (11); at least one intermediate layer (12) between the absorber layer (11) and the multiplier layer (13); and an integrated optical waveguide (30), via which light can be coupled into the absorber layer (11). According to the invention, the absorber layer (11) is designed and doped in a complementary manner to the second contact layer (20) such that it is at least substantially undepleted.
(FR)
La présente invention concerne une photodiode à avalanche, comprenant : au moins une couche absorbante (11) dans laquelle des porteurs de charge libres sont générés sous l’action de la lumière ; au moins une couche multiplicatrice (13) dans laquelle a lieu une multiplication des porteurs de charge générés dans la couche absorbante (11) ; au moins une première et une seconde couche de contact (10, 20) dopée, les couches de contact (10, 20) comprenant des dopages complémentaires l’un par rapport à l’autre et la seconde couche de contact (20) se trouve sur une face, opposée à la couche absorbante (11), de la couche multiplicatrice (13) ; au moins une couche intermédiaire (12) entre la couche absorbante (11) et la couche multiplicatrice (13) ; et un guide d’ondes optiques intégré (30) par le biais duquel la lumière peut être couplée dans la couche absorbante (11). Selon la présente invention, la couche absorbante (11) est conçue et est dopée de manière complémentaire à la seconde couche de contact (20) de sorte qu’elle n’est pas au moins sensiblement appauvrie.
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