LINEAR MODE AVALANCHE PHOTODIODES WITHOUT EXCESS NOISE

• Main Author: CHAN WINSTON K
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 07.04.2022
• Subjects: ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; COLORIMETRY; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION ORRERADIATION OF RADIO WAVES; MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT,POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED,VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; MEASURING; PHYSICS; RADIATION PYROMETRY; RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; SEMICONDUCTOR DEVICES; TESTING

선형 모드 아발란체 포토다이오드(linear mode avalanche photodiode)는 증폭(amplification)으로부터의 이득(gain)으로 인한 비극저온(non-cryogenic temperature)이나 또는 그 이상에서 존재하는 열 잡음(thermal noise)의 3배 미만의 과잉 잡음 계수(excess noise factor)를 생성하면서 1000배 이상 증폭의 이득을 생성하도록 구성되어 전류(electrical current)를 출력하고, 그리고 광(light)을 감지한다. 선형 모드 아발란체 포토다이오드는 1) 충격 이온화를 증가시키고, 2) 충격 이온화를 실질적으로 유지시키고, 그리고 3) 충격 이온화를 제 2 캐리어에 대해 더 낮은 수준(degree)으로 억제하는 것 중 적어도 하나이면서 선형 모드 아발란체 포토다이오드에서 제 1 캐리어(carrier)에 대한 충격 이온화(impact ionization)를 억제하기 위해 매칭되는 초격자 구조(superlattice structure)를 사용하여 광 내의 하나 이상의 광자들을 검출한다. 억제된 그것의 충격 이온화를 가지는 제 1 캐리어는 ⅰ) 전자 또는 ⅱ) 정공 중 어느 하나이고; 그리고 제 2 캐리어는 전자 또는 정공이다. A photodiode, such as a linear mode avalanche photodiode can be made free of excess noise via having a superlattice multiplication region that allows only one electrical current carrier type, such as an electron or a hole, to accumulate enough kinetic energy to impact ionize when biased, where the layers are lattice matched. A photodiode can be constructed with i) a lattice matched pair of a first semiconductor alloy and a second semiconductor alloy in a superlattice multiplication region, ii) an absorber region, and iii) a semiconductor substrate. A detector with multiple photodiodes can be made with these construction layers in order to have a cutoff wavelength varied anywhere from 1.7 to 4.9 µm as well as a noise resulting from a dark current at a level such that an electromagnetic radiation signal with the desired minimum wavelength cutoff can be accurately sensed by the photodiode.