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DE2927183A1 - AVALANCHE PHOTODIOD - Google Patents

AVALANCHE PHOTODIOD

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Publication number
DE2927183A1
DE2927183A1 DE19792927183 DE2927183A DE2927183A1 DE 2927183 A1 DE2927183 A1 DE 2927183A1 DE 19792927183 DE19792927183 DE 19792927183 DE 2927183 A DE2927183 A DE 2927183A DE 2927183 A1 DE2927183 A1 DE 2927183A1
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DE
Germany
Prior art keywords
zone
avalanche photodiode
semiconductor
photodiode according
absorption layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19792927183
Other languages
German (de)
Inventor
Reimund Dr Rer Nat Dorn
Kurt Dr Rer Nat Loesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Standard Elektrik Lorenz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Standard Elektrik Lorenz AG filed Critical Standard Elektrik Lorenz AG
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Priority to NZ194140A priority patent/NZ194140A/en
Priority to GB8021861A priority patent/GB2054957A/en
Publication of DE2927183A1 publication Critical patent/DE2927183A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H10F30/22Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
    • H10F30/225Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H10F30/2255Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers form heterostructures, e.g. SAM structures

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

R.Dorn-K.Lösch 1-1R.Dorn-K.Lösch 1-1

kvu ranche-Phot od iode . . kvu ranc he-Phot od iode. .

Die Erfindung betrifft Avalanehe-Photodioderi wie sie z.B. als Empfänger in der optischen nachrichtentechnik benutzt werden können.The invention relates to Avalanehe photodiodes such as, for example, Receivers can be used in optical communications technology.

Es sind Avalanche-Photodioden aus Elementhalbleitern, vorwiegend Silizium, und aus Verbindungshalbleitern bzw. Halbleiterlegierungen bekannt.They are mainly avalanche photodiodes made from element semiconductors Silicon, and from compound semiconductors or semiconductor alloys known.

Prinzipielle Aufbauformen für Silizium Avalanche-Photodioden sind s.B. beschrieben in dem Artikel von. f'J.L.J. Bollen et al: „Die Avalanche-Fotodiode", Philips techn, Rdsch. 36, 220-226, 1976/77, Nr. J, Seiten 220-226,". Die Zone in der die Verstärkung der Minoritätsladungstrager, also der Avalanche-Effekt, stattfindet, wird durch eine n- und eine p-dotierte Siliziumschicht gebiLdet. Statt eines pn-Obergangs kann natürlich auch ein Metall-Halbleiterübergang mit Sperrcharakteristik verwendet werden. Da das Silizium (verstärkungszone) vor allem bei üblichen Sender-Wellenlängen um 1 um nicht mehr stark absorbiert, wird an den Verstärkungsbereich noch eine relativ dicke tr -dotierte SiIixiumschicht angefügt, weiche z\x oinc-m wesentlichen Teil die eindririß'-nde Strahlung abaoi·- biert (Absorptionsschicht). In einem Ausführungsbeispiel, das in dem Artikel von A. Atamann und J. Müller, „Double-meaa reach-through avalanche photo-.liudes with a largo gain-bandwidth product made from thin silicon filmr.", J. Appl. Phya. - V) (10), Oct. 1978, Seiten 5324-5331, beschrieben wird, werden Dicken des ρ und η-Bereichs in dor- Verstärkun^s^one von 0,2 bis 0,3y.irii, dagegen Dicke1! von r.-?.O jim der Absorpt ionsouhicht angegeben. .Basic designs for silicon avalanche photodiodes are described in the article by. f'JLJ Bollen et al: "Die Avalanche-Fotodiode", Philips techn, Rdsch. 36, 220-226, 1976/77, No. J, pages 220-226, ". The zone in which the amplification of the minority charge carriers, i.e. the avalanche effect, takes place, is formed by an n- and a p-doped silicon layer. Instead of a pn junction, a metal-semiconductor junction with blocking characteristics can of course also be used. Since the silicon absorbed (gain region), especially at conventional transmitter wavelengths of about 1 to not more strongly, even a relatively thick tr -doped SiIixiumschicht is added to the gain region, soft z \ x OINC-m essential part of the eindririß'-nde radiation abaoi · biert (absorption layer). In one embodiment, which is described in the article by A. Atamann and J. Müller, "Double-meaa reach-through avalanche photo-.liudes with a largo gain-bandwidth product made from thin silicon filmr.", J. Appl. Phya. - V) (10), Oct. 1978, pages 5324-5331, thicknesses of the ρ and η range in the reinforcement are from 0.2 to 0.3y.irii, on the other hand thickness 1 ! stated by r .- ?. O jim of the absorption ouhicht.

Dr. J/Sam
27.6.1979
Dr. J / Sam
June 27, 1979

030062/0518030062/0518

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

R . Dorn-L. Lösch 1-1R. Dorn-L. Delete 1-1

Sein- i/t-suTitlieh für die Vt-rsLärkungseigensohaften der Avalanche-Photodiode ist, wie der· erwähnte Artikel in Phi Lips techn. Rundsehmj zeigt, dad Verhältnis der Ionisationskoeffizieni-eri von Löchern und Elektronen im verwendeten Halbleitergrundmateriai. Je stärker sich dieses Verhältnis von eins unterscheidet, desto rauschärmere Verstärkung ist möglich. Als Verhältnisse werden in der Literatur z.B. angegeben, für Si ^5, für Ge 0,5 (H. Melchior; J. Lui'iluv.·;.:.: „Sensitive High Sp^ed Photodetector:-} i'c>r the Demodulation of Visible and ivrar Infrared Light", 7 (lJ73), 3rJ0-^l^i), für Gan t.r, In ,- -, As 0 (T. P. Pearsall and N. Papuchon „The Gan ur. In-, r;-. Homo j unction Photodiode - A New Avalanche Photodetector in the near Infrared between 1.0 and 1,6 JIm ", Appl. Pliya. Lett. ;i3 (Y), 1 Oct. 1973, Selten 640-642). As the mentioned article in Phi Lips techn. Rundsehmj shows the ratio of the ionization coefficients of holes and electrons in the semiconductor base material used. The more this ratio differs from one, the lower-noise amplification is possible. The ratios given in the literature are, for example, for Si ^ 5, for Ge 0.5 (H. Melchior; J. Lui'iluv. ·;.:.: “Sensitive High Sp ^ ed Photodetector: -} i'c> r the Demodulation of Visible and ivrar Infrared Light ", 7 (lJ73), 3 r J0- ^ l ^ i), for Ga n t . r , In, - -, As 0 (TP Pearsall and N. Papuchon" The Ga n u r . In-, r; -. Homo j unction Photodiode - A New Avalanche Photodetector in the near Infrared between 1.0 and 1.6 JIm ", Appl. Pliya. Lett.; i3 (Y), 1 Oct. 1973, Rare 640-642).

Wie aus den angeführten Liter-aturstellen ersichtlich ist, weist Silizium von den bisher bekannten Halbleitergrundmaterialien die besten Verstärkungseigeinschaften auf. Da Silizium bei Wellenlängen von z.B. 1,2 odor 1,6 jim, bei denen die in der optischen Nachrichtentechnik verwendeten Glasfasern Dämpfuhgsminima aufweisen, nicht mehr absorbiert, haben 3Jch zahlreiche· Arbeitsgruppen bemüht, Avalanche-Dioden auf dt-ν Hau in von Verb Lndungal: albleitei-n und Halbleiterlegierungen zu entwickeln, die gute Absorptions- und gute Verstärkungseigonschaften aufweisen sollten.As can be seen from the cited literatures, silicon has the best reinforcement communities of the semiconductor base materials known to date. Since silicon no longer absorbs at wavelengths of, for example, 1.2 odor 1.6 μm, at which the glass fibers used in optical communications technology have attenuation minima, numerous working groups have endeavored to find avalanche diodes on dt-ν Hau in von Verb Lndungal : to develop semiconductor and semiconductor alloys that should have good absorption and good reinforcement properties.

Die Arbeit von Pearsall et al. in Appl. Phys. Lett, wurde bereits erwähnt. Tn dieser- und in anderen Arbeiten wie der von T. F. Lee et al.: „In Πι, As P/In P Photodiode.*;: Micropia Lima -Limited Avalanche Multiplication at 1-1 ο um Wavelength", IEEE J. Qu. Ei., Vol. QE-IS, fJo. 1, Jan 1979, Seitii-n 30 bis '51J, wird auf die Schwierigkeiten dieser neuenThe work by Pearsall et al. in Appl. Phys. Lett, has already been mentioned. In this and in other works such as that of TF Lee et al .: "In Πι, As P / In P Photodiode. * ;: Micropia Lima -Limited Avalanche Multiplication at 1-1 ο um Wavelength", IEEE J. Qu. E.g., Vol.QE-IS, fJo. 1, Jan 1979, Seitii-n 30 to '5 1 J, will address the difficulties of this new

.0 30062/051S.0 30062 / 051S

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

R. Dorii-K. Lo seh 1-1R. Dorii-K. Lo see 1-1

Avalanche-Photodioden in.Bezug auf Dunkelströme und Mikroplasmadurehbrüche eingegangen.Avalanche photodiodes in relation to dark currents and microplasmadur breakages received.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe;, eine Avalanche-Photodiode mit einer Verstärkungssone, bestehend aus einem pnübergang oder üineiTi Metall-Halbleiterubex'gang mit Sperrcharakteristik, ferner mit einer auf den- Halbleiter der Verstärkungszone als Absorptionsschieht aufgebrachten Halblei-" ter'ücliielit, in der der grOjite ΤοΓΓ der insgesamt von der Diode absorbierten Strahlung absorbiert wird,' so auszubilden, daß bei "bestmöglichen Absorptiönseigenschaften gute Verstärkung ohne. Probleme in Bezug auf Mikroplasrnaehtladungen erzielt werden. . . ■The object of the invention is to provide an avalanche photodiode with a reinforcement zone consisting of a pn junction or üineiTi metal-semiconductor ubex'gang with blocking characteristic, furthermore with a semiconductor applied to the reinforcement zone as an absorption layer ter'ücliielit, in which the largest ΤοΓΓ of the total of the Diode absorbed radiation is absorbed, 'to train that with "the best possible absorption properties good amplification without. Problems related to microplasrna charges can be achieved. . . ■

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei einer gattungsgemäßen Avalanehe-Photodiode für die Verstärkunga&orie (1) ein Halbleitergrundmaterial eingesetzt ist, welches -möglichst_ gute Verstärkungseigensehaften aufweist und daß für die Absorptionsschicht (2) ein Halbleitergrundmaterial eingesetzt ist, welches bei den Wellenlängen, bei denen die Diode betrieben iirerdtn soll, möglichst stark absorbiert, und daß. der Leitfähigkeitstyp des Halbleiters der Absorptionsschicht übereinstimmt mit dem Leitfähigkeitstyp des Halbleiterbereichs der Verstärkungszone, auf den die Absorptionsschicht folgt.The solution to the problem is that in a generic Avalanehe photodiode for amplification a & orie (1) a semiconductor base material is used, which -as possible_ has good reinforcement properties and that for the absorption layer (2) a semiconductor base material is used which absorbs as strongly as possible at the wavelengths at which the diode is to be operated, and that. the Conductivity type of the semiconductor of the absorption layer matches with the conductivity type of the semiconductor region of the reinforcement zone followed by the absorption layer.

Wie schon erwähnt, ist z.B. Silizium ein Material, welches ausgezeichnete Verstärkungseigensehaften aufweist. Es erlaubt hohe Verstärkung bei geringem Zusatzrauschen. Auf eine Schicht eines Halbleiters mit guten Verstärkereigenschaften ist eine Schicht eines stark absorbierenden Halbleiters aufgebracht. Welche Halbleitergruridmaterialien für welche zu absorbierende Wellenlänge in Präge kommen, ist Tabellen der umfangreichen Literatur leicht entnehmbar.As already mentioned, e.g. silicon is a material which has excellent reinforcement properties. It allows high amplification with little additional noise. on a layer of a semiconductor with good gain properties is a layer of a highly absorbing semiconductor upset. Which semiconductor gruride materials are embossed for which wavelength to be absorbed is Tables can be easily taken from the extensive literature.

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'bad'bath

R.D^rn-K.Lösch l-iR.D ^ rn-K.Lösch l-i

Die Vorteile, nämlich bestmögliche Verstürk'/reigenßchafteri gepaart mit bestmöglichen Absorptionseigenschaften liegen auf der Hand. Vorteilhafte Weiterbildungen und Auoführungsformeri sind durch die (Jntoi'an;".prüche gegeben.The advantages, namely the best possible amplification / reigenßchafteri paired with the best possible absorption properties On the hand. Advantageous further education and training forms are given by the (Jntoi'an; ". prüche.

Hierbei können Fehlströme durch Ladungsträgerrekombination an Gitterfehlernoder Mikroplasmadurchbrüche a.B. durch Anpassen der Gitterkonstanten der unterschiedlichen Halbleitex·- schichten verringert b:-:w. ausgeachlf>a;.-<-n werden.This can result in fault currents due to charge carrier recombination lattice defects or microplasma breakthroughs a.B. by customizing of the lattice constants of the different semiconductors - layers reduced b: -: w. selected> a; .- <- n be.

Eine weitere Ausführuijgüf&rrn ermöglicht es, mit hohen FeIdütärken in der Vei'BtfJi'kunßLiSoue su arbeiten und die Feldstärke in der Absorptionsschieiit trotzdem niedrig zu halten. Dadurch wird z.B. eine polycristalline oder amorphe Ausführutigaform der Absorptionüschicht ermöglicht.A further version enables you to work with high field strengths work in the Vei'BtfJi'kunßLiSoue su and the field strength to keep it low in the absorption layer. This results in a polycrystalline or amorphous design, for example the absorption layer allows.

Wenn für die Verstärkungszone ein Halbleitergrundmaterial gewählt wird, das sehr wenige kriatallographisehe Fehler enthält, so kann bei besondern hohen Feldstärken gearbeitet werden, ohne daß dabei Mikroplasmadurchbrüche auftreten.If a semiconductor base material is chosen for the reinforcement zone, which has very few catallographic defects contains, it is possible to work at particularly high field strengths without microplasma breakthroughs occurring.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungnbeiapielen und der Figuren näher ei'läutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to embodiments and the figures in more detail. Show it:

Fig. 1 Avalanche-Photodiode mit erfindungsgemäßeni Aufbau Fig. 2 Feldstärkeverteilung in einer Diode nach Figur 11 avalanche photodiode with a structure according to the invention. FIG. 2 field strength distribution in a diode according to FIG. 1

Fig. 3 Feldstärkeverteilung in einer verbesserten Ausführungsform einer solchen Avalanehe-PhotodiodeFig. 3 field strength distribution in an improved embodiment such an Avalanehe photodiode

Fig. '\ den Aufbau einer Avalanehe-Photodiode mit einem Feldverlauf nach Figur1 3Fig. '\ Building a Avalanehe photodiode having a field profile of Figure 1 3

Fig. 5 eine erfinuungsgemnße Avalanche-Photodiode im Schnitt5 shows an avalanche photodiode according to the invention in section

030062/051S030062 / 051S

BAD OR!QjNAl BAD OR! Qj NAl

- I-1 —- I-1 -

R.Dorn-K.Lösch "l-iR.Dorn-K.Lösch "l-i

In 1'1IPjUr 1 ist ein erf inuungsgoiriu^er A vi! .!iricho-i'tr>t-->d io.ien-Aufbau dargestellt. . Der Aufbau umfaßt ein·:.· aus zwei HaIbleiterbereichen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps bestehende Verstärkungszone 1, eine aus eiii&r· llalhleiterschleht bestehenden Absorptionsschicht 2, soi^ie Kontaktierungen 3· Beim gezeigten Ausführurtgsbeicpiel tritt die Strahlung- S vorzugsweise von der Seite der Verstärkungszone in die Diode ein. Dies ist im Bild durch den Pfeil dargestellt*In 1 ' 1 IPjUr 1 there is a successor A vi! . ! iricho-i'tr> t -> d io.ien structure shown. . The structure comprises a reinforcement zone 1 consisting of two semiconductor areas of different conductivity types, an absorption layer 2 consisting of a metallic conductor loop, so that contacts 3 In the embodiment shown, the radiation preferably enters the diode from the side of the reinforcement zone . This is shown in the picture by the arrow *

Die Verstärkungszone besteht dabei aus einem Hitlbleitergrundmaterial xvelches besonders gute Verstärkungseigenschaften aufweist. Tm Bei up ic! der Figur 1 vmrde dafür Silizium gewählt. ~ In Silizium liegen der lonisat ionskoef f izien i'ür Elektronen bis au dem ΊΟ i'achen über dem für Loohei1. Dieses stark von eins abweichende Verhältnis gewähi-ieistet hohe Verstärkung bei gerir>jstem Rauschen, wie aus dem Philips Techn. Rundschau Artikel ersichtlich ist. Die relativ große Bandlür-.ko im Silizium hat geringe thermische Dunkelströme zur Folge, was sich ebenfalls günstig auf dio Rausehoigerischaften des Verstärkers auswirkt. Weiterhin ist Silizium dasjenig«. Halbleitergrundmaierialj das sich bisher in der besten Kinkriatallqualltät, d.h. mit der geringsten Zahl an kr-istallographischen Fehlern herntelJon läßt. Dadurch bedingt Kennen Im oilisiuin sehr hoiit,- !''eldstürkt-n aii (.'gebaut wurden, ohne daß es zu lokalen Durchbrüchen (Mikropliiumadurchbrüchen) kommt. In Hctlbleitergruridmateriiil ien, die dcjlnvieriger lu-rzustellen sind, wie z.H. die rau ist en t e r-ri?ir--'-£i oder quat f-rn'iron tktlbleiter, setzen häufig die lokalen DurchDrüeho schon vor ilem Avalancheeffelit im Volumen ein (siehe -/,.ti. dfi, ζ Ltierten Artiktl von Lee et al).The reinforcement zone consists of a basic semiconductor material that has particularly good reinforcement properties. Tm at up ic! 1 vmrde chosen for this silicon. In silicon the ionization coefficients for electrons are up to ΊΟ i times above that for Loohei 1 . This ratio, which deviates significantly from one, results in a high gain with little noise, as can be seen from the Philips Techn. Rundschau article. The relatively large Bandlür-.ko in silicon results in low thermal dark currents, which also has a positive effect on the noise level of the amplifier. Furthermore, silicon is the one «. Semiconductor basic dimensions that can be herntelJon in the best Kinkriatallqualltät, ie with the lowest number of kr-istallographischen errors. As a result, knowing Im oilisiuin very hoiit, -! '' Were built without local breakthroughs (microplium breakthroughs) occurring te r-ri? ir --'- £ i or quat f-rn'iron tktlbleiter, often use the local DurchDrüeho before the avalanche affliction in the volume (see - / ,. ti. dfi, ζ Ltierten article by Lee et al ).

Jn der Praxis weitverbreitet, ist ein u r. Übergang im Silizium, wie er auch im Beispiel flor- Figur 1 arigeg^bfn ist-." Statt de.^ Jn practice widespread, is a u r. Transition in silicon, as it is in the example flor- Figure 1 arigeg ^ bfn-. "Instead of de. ^

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BADBATH

- ill-- ill-

h.Dcrn-K.Lösch 1-Li.e..Dcrn-K.Lösch 1-L

;i;t LL-lei1 ei-übergangs ist -.-j natürlich ;enauso möglich, mit einem Halbleiter Metall-Übergang mit Sperrcharakteristik "u arbeiten. In Frage kommt hier ;:;.B. ein p-Si liziura-Go Id-Übergang. ; i; t LL-lei 1 ei-transition is -.- j of course; it is also possible to work with a semiconductor metal transition with blocking characteristics "u. A question here is; : ; .B. a p-Si liziura-Go Id transition.

I.n'.e Absorptionssehicht 2 in Figur 1 bestent aus Ga ,.., in .,As welches ein Absorpt lonsniax imum bei ca. I,u2 um auf-I.n'.e Absorptionssehicht 2 in Figure 1 bestent of Ga, .., in., As a absorpt which lonsniax imum at about I, u2 up to

O ι > 1 O ι > 1

weiot, d.h. als Absorpt ionsmat.erial i."äc die in der optischen fjaehrichr enter h:;ik verwendete ^'-iicierwel 1 enl änge von l,b um sehr gut geeignet ist. Allgemein wird man für das Halbleitergrundmaterial der Al :.-;orpf,ionssch i .ent einen Halbleiter wähl en j dessen Bandlücke gleich oder geringfügig Kleiner ist als die Energie der Quanten der ;:u empfangenden Strahlung, [lies folgt direkt aus dem Absorpt ionsmechanismus der Halbleiter. white, ie as an absorption material i. "äc the length of l, b µm used in the optical fjaehrichr enter h:; ik is very well suited. -; orpf, ionssch i .ent choose a semiconductor whose band gap is equal to or slightly smaller than the energy of the quanta of the received radiation, [read follows directly from the absorption mechanism of the semiconductor.

Tm Ausführungsbeispiel ist aas Oa ,,7 In. [: r As sehr leicht p-dotiei't, mit einer Akseptordichte von ca. 10 J Z η/cm ( if -Halbleiter). Diese schwache Dotierung ist gärigige Avalanche-Photodioden-Techno 1 ofie isiehe ::.B. Eolle-n et al in Ph i. 1 i ps Techn. Rundschau } .In the exemplary embodiment, aas Oa ,, 7 In. [: r As very slightly p-doped, with an acseptor density of approx. 10 J Z η / cm ( if semiconductors). This weak doping is fermented avalanche photodiode technology. Eolle-n et al in Ph i. 1 i ps Techn. Rundschau}.

L'ie ohmschen Kontakte "5 beistehen aus aufgedampftem Au-Ti auf ;'.i 1 i'-, ium b:-;w. aus Au-in-Ti auf dem Ga, ,,.-, iri_. ΓΎ As; daU.-i i.it die {-[ontaktierung ebenfalls i-ängige Technologie.The ohmic contacts "5 are made of vapor-deposited Au-Ti on; '. I 1 i'-, ium b: -; w. Made of Au-in-Ti on the Ga, ,, .-, iri_. ΓΎ As; daU.-i i.it the {- [ontacting also i-aing technology.

Zu kürzeren Wellenlängen hin, von lier Lanalücke aus, absorbier-eii vij.o· Halbleiter über- e i η breites Rand. Für alle Wellenlängen, die für die optische Uac-hrichtc-ntechnik verwendet werden können, also von cn. 1.-1,6 um koinmt: auch 'Jerrnard-iiin al., sehr gutes Absorpt ionsm.ti" eria 1 in Frage. Es kann wie oil i:; ium in höchster- kr :sta I iogr-.phis-'ru r Qualität herge- ;■·.tr· 1.1 r, werden und kann auP.er'aem durch Oo-üi-Zw i schensehichtenAt shorter wavelengths, of lier Lanalücke from absorbier-eii vij.o · semiconductors exceeded ei η wide margin. For all wavelengths that can be used for optical transmission technology, i.e. from cn. 1.-1.6 um comes in: also 'Jerrnard-iiin al., Very good absorption m.ti "eria 1 in question. It can be like oil i :; ium in the highest- kr: sta I iogr-.phis-' ru r quality produced; ■ · .tr · 1.1 r, are and can auP.er'aem through Oo-üi intermediate layers

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BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL

R.Dorn-K.Loseh 1-1R.Dorn-K.Loseh 1-1

in seinen Gitterkonstanten gut ;in die von Mi angepaßt werden. Dadurch werden auch an der Übei-gangsEOhicht zwischen Ge und Si Gitterfehler, die immer su Leckströmen durch Ladungsträgerrekombiriation und bei hohen Feldstärken r,u lokalen Durchbrachen führen, vermieden. Die Gitterkonstante von Si ist 533^ Ä", die von Ge 5,C6 K. Eine solche Ge-Si Legierungnhalbleiterschieht kann auch als Ahsorptionsschicht verwendet werden.good in its lattice constants; to be adapted by Mi. This avoids lattice defects at the transition layer between Ge and Si, which always lead to leakage currents due to charge carrier recombination and local breakdowns at high field strengths r, u. The lattice constant of Si is 5 3 3 ^ λ ", that of Ge 5, C6 K. Such a Ge-Si alloy semiconductor layer can also be used as an absorption layer.

Figur 2 zeigt se nematisch den Feldstärkeverlauf in einem -. .Diodenaufbau nach Figur 1. Die höchste Feldstärke liegt an dem pn-übergang. Eingetragen sind auf-der Ordinate verschiedene Feldstärken, und zwar Ey3E^,E„. In dem Feldstärkebereich der Diode, in dem die Feldstärke etwa Ev und größer E„ ist, findet die gewünschte Verstärkung statt. Ey. ist dagegen eine mittlere Feldstärke, bei der Mikroplasmadurchbrüche infolge lokaler Felderhöhung an Kristallstörungen auftreten. Ein Halbleitergrundmaterial ist nur dann als Material für die Verstärkungszcne geeignet, wenn es sich in so guter Qualität herstellen läßt, daß keine lokalen Durchbrüche ror dem Einsetzen der Verstärkung bei der Feldstärke Ky auftreten. Ε~ ist die Feldstärke, bei der freie Ladungsträger Sättigungsdriftgeschwindigkeit besitzen. Die Feldstärken sind in der Absorptionsschicht 1 und in der Verstärkungssone 2 unterschiedlich und in den Figuren 2 und 3 mit den Indizes 1 und 2 gekennzeichnet.Figure 2 shows se nematically the field strength curve in a -. . Diode structure according to Figure 1. The highest field strength is at the pn junction. Different field strengths are entered on the ordinate, namely Ey 3 E ^, E „. The desired amplification takes place in the field strength range of the diode in which the field strength is approximately E v and greater than E ". Ey. on the other hand, is a medium field strength at which microplasma breakthroughs occur as a result of local field increases at crystal disturbances. A semiconductor base material is only suitable as a material for the amplification zone if it can be produced in such good quality that no local breakdowns occur before the onset of amplification at the field strength Ky . Ε ~ is the field strength at which free charge carriers have saturation drift speed. The field strengths are different in the absorption layer 1 and in the reinforcement zone 2 and are identified in FIGS. 2 and 3 with the indices 1 and 2.

Voraussetzung für rauscharmes Funktionieren der Avalanche-Photodiode ist, daß nicht Mikroplasmadurchbrüche bei einer Feldstärke EM < Ey das Erreichen, der Feldstärke E,7 verhindern. Bei Verwendung,des kristallin hochqualitativen Si ist dies für den Verstärl.ungsbereich leicht zu erreichen.Prerequisite for low-noise operation of the avalanche photodiode is that not microplasma breakthroughs at a field strength E M <E y prevent reaching seven, the field strength E. If the crystalline high quality Si is used, this is easy to achieve for the amplification area.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ti. Do c'xi-K. Losch .1-1 ti . Do c'xi-K. Delete .1-1

Wie cluk Figur 2 weit e rhi η er ti cbt 1 ich ist, ist der verlauf im Veratärkungsbereich sehr steil. Dies führt dazu, daß Kristall störungen, die sich von der Grensflache Absorpt ionsKchicht-Verstiirkungc.bereich in den letzteren bereich auswirken, leicht zusätzliche Feldstärkeerhöhung bewirken, die :;ur Folge haben,daß im Verstärkungsbereich lokal die Feldstärke für Mikroplasmadurchbrü'che erreicht wird.As is shown in Figure 2 , the course is very steep in the Veratärkungsbereich. This leads to the fact that crystal disturbances, which have an effect from the interface area of the absorption layer / reinforcement area in the latter area, slightly cause additional field strength increases, which have the consequence that the field strength for microplasma breakthroughs is reached locally in the amplification area.

liin weiterer Nachteil ac-;; Feldstä'rkeverlauf s nach Figur 2 besteht darin, daß in der Ab^orptionsschicht die zum Erreichen der Sättigungsdriftgeschwindigkeit notwendige Feldstärke Ep sum Teil erheblich über- und unterschritten wird. Ideal wäre es, über die gauss llnhicht gerade etwa die Feldstärke Ej ::u halten.liin another disadvantage ac- ;; Field strength curve s according to FIG. 2 consists in the fact that in the absorption layer the field strength Ep sum part necessary to achieve the saturation drift velocity is considerably exceeded and undercut. It would be ideal to keep about the field strength Ej :: u over the Gaussian angle.

Beide Nachteile.1 werden durch einen Feldstärkeverlauf nach Figur 3 behoben. Zwischen den Verstärkungsbereich 1 und die Absorptionsschicht 2 wird eine Zone 'I aus dein Halbleitergrundmaterial der Verstärkungs^one aber vom Leitfähigkeit fstyp der Absorptionsschicht mit schwacher Dotierung eingefügt. Diese Zone sorgt dafür, daß sich Kristall störungen, die sich aufgrund einer Gitterfehlanpassung zwischen den Halhleitergrundniaterialien der Absorptionsschicht· bzw, der Verstärkungszone und der eingefügten Zone 4 ausbilden nicht mehr auf die Verstärktnigssone auswirken können. Daher kann für die Absorptionsschiebt sogar polykristallines oaer amorphes Material verwendet werden.Both disadvantages. 1 are eliminated by a field strength curve according to FIG. Between the reinforcement area 1 and the absorption layer 2, a zone I made of the semiconductor base material of the reinforcement but of the conductivity type of the absorption layer with weak doping is inserted. This zone ensures that crystal disturbances which develop due to a lattice mismatch between the semiconductor base materials of the absorption layer or the reinforcement zone and the inserted zone 4 can no longer affect the reinforcement zones. Therefore, even polycrystalline or amorphous material can be used for the absorption slide.

Weit.e-rhin ist an die Absorptiunssohicht 2 eine hochdotierte Zone 5 vom Leitfähigkeit etyp der Absorptionsschicht angeschlossen. Diese Zone ermöglicht es, die Feldstärke in der ganzen Absorptionsschicht größer oder gleich der sum Erreichen der Sättigungsdriftgeschwindigkeit notwendigenFurthermore, there is a highly doped layer on the absorption layer 2 Zone 5 connected to the conductivity type of the absorption layer. This zone enables the field strength in the entire absorption layer to be greater than or equal to the sum the saturation drift velocity necessary

.030062/0515.030062 / 0515

R.Dorn-K.Lösch 1-1R.Dorn-K.Lösch 1-1

Feldstärke E, ■■ au ha Jt en und-die Feldstärke _ t-rst in der Zone 5 auf Null abzusenken. Diese Maßnahme ist ?,.B, in eiern Ar-tikei von Bollen et al. in Philips .Techri. Rdsch. beschrieben. Wenn diese hochdotierte Zane 5 aus einem Halbleitergrundmaterial gefertigt ist, das die auftreffende Strahlung nicht absorbiert, so kann durch diese Schicht hindurch in die Absorptionsschicht eingestrahlt werden. Als Halbleitergruiid material für diesen Swreck käme bei Ga1-, "In. As als absor---" bierendem Material z.B. InP in Frage. Eine modifizierte Schichtertfolge von Figur 1 ausgehend wäre also z.B. η SipSi, T)-Si, VQa, _ In As5 ρ InP.Field strength E, ■■ au ha Jt en and-the field strength _ t-rst in zone 5 to be reduced to zero. This measure is ?,. B, in an article by Bollen et al. in Philips .Techri. Roughly described. If this highly doped Zane 5 is made of a semiconductor base material which does not absorb the incident radiation, radiation can be made through this layer into the absorption layer. In the case of Ga 1 , "In. As as absorbing material, for example InP" would be considered as the semiconductor base material for this Swreck. A modified stratification sequence based on FIG. 1 would be, for example, η SipSi, T) -Si, VQa, _ In As 5 ρ InP.

Ein Ausführungsbeispiel ist in Figur *l aufgeseichnet. Die Verstärkungszone" 1 besteht aus" η und pSi, an die sich eine feldstärkeabsenkende TTSi-Zone 4 anschließt. Die Absorptionsschicht 2, aus TT-Ge schließt mit einer hochdotierten ρ Ge-Zone 5 ab. Die« Kontakte 3 werden durch aufgedampfte Au-Ti Kontakte bewerkstelligt.An exemplary embodiment is shown in FIG. the Reinforcement zone "1 consists of" η and pSi to which a Field strength-reducing TTSi zone 4 is connected. The absorption layer 2, made of TT-Ge, closes with a highly doped one ρ Ge zone 5. The «contacts 3 are brought about by vapor-deposited Au-Ti contacts.

In Figur 5 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Avalanohe-Photodiode dargestellt, deren Herstellung im folgenden beschrieben wird. Ausgegangen wird von einem ihSi.-Substrat, in das eine ρ und eine η -Schicht nach dem Verfahren eindiffundiert wird, welches in der schon zitierten Arbeit von Atamari..et al im J. Appl. Phys. beschrieben ist. Die ρ Yi1ZMi. η Si-Bereiche sind 0,2-0,*» um dick. Mach dem Eindiffmidieren wird eine Au-Ti-Schioht zur ohmschen Kontaktierung, aufgedampft, jedoch mit einem „Fenster" 6, d.h., einer Au-Ti freien Zone über dem pn-übergang, durch das dann bei eier fertigen Diode eingestrahlt wird. Das so behandelte Substrat wird auf einen Goldsockel aufgelötet, welcher eine Bohrung besitzt, durch die die Strahlung S in die Diode di'ingen kann. Soweit deckt sich der Herste 1!prozess völlig mit dem in der.FIG. 5 shows a section through an avalanohe photodiode according to the invention, the production of which is described below. The starting point is an ihSi. Substrate into which a ρ and an η layer is diffused using the method described in the work by Atamari..et al. In J. Appl. Phys. is described. The ρ Yi 1 ZMi. η Si areas are 0.2-0 .mu.m thick. After diffusion, an Au-Ti layer for ohmic contact is vapor-deposited, but with a "window" 6, ie, an Au-Ti-free zone above the pn junction, through which radiation is then emitted in the case of a finished diode The treated substrate is soldered onto a gold base which has a hole through which the radiation S can dig into the diode.

030062/0515030062/0515

Fi. Porn-K. LoHch J - IFi. Porn-K. LoHch J - I

tiri/'JhnT.en Arl> it ber-'chr K benen . Tn nächst en Ar bei t sgang wird das JfS i-Substrat 1: i s aur ca. 5 um L-ie Iu-? abgeät-i-.tiri / 'JhnT.en Arl> it ber-'chr K benen . In the next work cycle, the JfS i substrate 1: i aur approx. 5 um L-ie Iu-? abät-i-.

Auf die soweit hergestol ] tt? Diode wird nur; reiter die Absorptionsschicht aufgebracht. Dies geschieht s.B. durch Gasphasenepitaxie oder dur;;h Aufschmelzen von W -CiOr'maniiim. D j e Schichtdicke des Germaniums häru'jt von dei' zu. absox'bier-enden Wellenlänge ab. p.ei 1,2 ^im VJeI I.enl'iri^e iat die Germaniumschiehtdicke ca. 1,^-2 |im, Lei l,i> ^trn Wellenlänge ca. 10 jliiu. £n der JT-Germaniurnsehicht v/ird durch Tonenimplantation die oberate ρ Ge-Schicht t'--:eu::t.. Eine abschließende Äusunp; vex'lc-iht darauf der Diou,: lie übliche, vorteilhafte Mesaform. Die Koiitaktierung erfüllt wieder durch aufgedampftes Au-Ti.Made of so far? Diode will only; rider applied the absorption layer. This happens sB by gas phase epitaxy or by; h melting of W -CiOr'maniiim. D per layer thickness of the germanium häru'jt von dei ' to. absox'bier-ending wavelength. p.ei 1,2 ^ in VJeI I.enl'iri ^ e iat the germanium layer thickness approx. 1, ^ - 2 | im, Lei l, i> ^ trn wavelength approx. 10 jliiu. In the JT Germanic layer, the upper ρ Ge layer t '-: eu :: t .. A concluding statement; vex'lc-iht on it the Diou,: lie usual, advantageous mesa shape. The co-operation is again achieved by vapor-deposited Au-Ti.

Dieue Diode ist für Bestrahlung durch die Verstärkungszone vorgesehen. Dies ist praktisch ohne Verluste möglich, da die Verstärkungssone infolge des dort vorliegenden höheren F3andabstandes für Strahlung mit Wellenlängen langer als 1,1 iim transparent ist.The diode is for irradiation through the gain zone intended. This is possible with practically no losses, since the amplification sound as a result of the higher level present there The edge spacing is transparent for radiation with wavelengths longer than 1.1.

Einstrahlung von der Seite in die Absorptionsschicht ist besonders dann vorteilhaft, wenn sehr lani;e Wellenlängen empfangen werden sollen, bt.-i denen in gängigen Halbleitern nur" noch sehr schwach'.- Absorption at.ittfind..:t . Durch die seitliche Einstrahlung ist die "wirksame Absorptionslänge gleich der seitlichen Ausdehnung uer Absorptionsschicht und nicht gleich der Schichtdicke und kann daher sehr groß gemacht werden, ohne dafe die Drift:;eit der Ladungsträger' zunimmt, wie es bei Erhöhung der Schichtdicke der Fall wäre.Radiation into the absorption layer from the side is special then advantageous if very long wavelengths are to be received, bt.-i those in common semiconductors only " still very weak '.- absorption at.ittfind ..: t. Through the side Irradiation is equal to the "effective absorption length the lateral expansion of the absorption layer and not equal to the layer thickness and can therefore be made very large without the drift: 'since the charge carrier' increases, as would be the case if the layer thickness were increased.

Bei anderen Aufbauten als dem hier beschriebenen kann es sieh als notwendig erv/t-. isen, den Sperrschicht-Übergang der Vei'Stärkungszone mit einer Scnut i'ringstruktur zu versehen,In the case of structures other than the one described here, it can see as necessary erv / t-. isen, the junction of the To provide the strengthening zone with a groove and ring structure,

030062/0515030062/0515

EAD ORIGINAiEAD ORIGINAi

R.Dorn-K.Lösch 1-1-R.Dorn-K.Lösch 1-1-

uiii Mii\.ropiäi>m;-iJurcliLrüche und Handflanh^nitröne in aen itond-. ionen des Übergangs 211 vermeiden. Dies sind jedoch für die verschiedenen Ausführungsformen der Übergangszonen bekannte technische Mittel.uiii Mii \ .ropiäi> m; -iJurcliLrüche und Handflanh ^ nitro tones in aen itond-. Avoid transition 211 ions. However, these are for the various embodiments of the transition zones known technical means.

Die Ilalbleiteruchichten bestehen entweder-aufs Elementhalbleitern, z.B. Ge oder Si, oaer· aus Verbindungshalbleitern, a.B.. Ga As, InP oder Cu In Se9, usw., oder Legierungshalbleitern, K.B. Ga1- In As oder Ga1- In1 As1 P; . Vor-The semiconductor layers consist either of element semiconductors, for example Ge or Si, or of compound semiconductors, aB. Ga As, InP or Cu In Se 9 , etc., or alloy semiconductors, KB Ga 1- In As or Ga 1- In 1 As 1 P; . Before-

- " J. "*" X X XX IX J. y ty _- "J." * "XX XX IX J. y t y _

zugsweise sind die Schichten einkristallin-und vor allem in der Verstärkungszone von höchster KrjstalIqualität. Die absorbierende Schicht kann jedoch bei Verwendung.einer feldßtärkeabsenkenden Zone zwischen Verstärkungszone und Absorptionsschicht auch polykristallin oder amorph sein,.the layers are preferably monocrystalline and, above all, in The reinforcement zone is of the highest quality. The absorbent Layer can, however, be used to lower the field strength Zone between reinforcement zone and absorption layer also be polycrystalline or amorphous.

In Figur 3 und bei Erklärung der Funktion der hochdotierten Zone 5 wurde schon dargestellt, daß das von der Sperrspannung hervorgerufene Feld ganz durch die Absorptionsschieht 2 greift. Dies ist vor allem dann notwendig, wenn Dioden mit schnellem Schaltverhalten erzielt werden sollen. Dafür sollte in der ganzen Absorptionssehicht die Feldstärke so groß sein, daß überall durch das herrschende Feld die Sättigungsdriftgeschwindigkeit der Ladungsträger erreicht wird.In FIG. 3 and when explaining the function of the heavily doped zone 5, it has already been shown that this is caused by the reverse voltage caused field entirely through the absorption layer 2 engages. This is especially necessary when diodes with fast switching behavior are to be achieved. For that should in the whole absorption layer the field strength be so great, that everywhere through the prevailing field the saturation drift velocity the load carrier is reached.

Analog zum bisher Beschriebenen ist es selbstverständlich auch möglich, statt eines Halbleitergrundrnaterials als Absorberschicht mehrere Halbleitergrundmaterialien nebeneinander als Absorptionsschieht anzuordnen, die bei verschiedenen Wellenlängen absorbieren.Analogous to what has been described so far, it goes without saying also possible instead of a semiconductor base material as an absorber layer to arrange several semiconductor base materials next to each other as absorption layers, the different Absorb wavelengths.

Die erfindungsgemäßen Dioden können außer in selbständigen Bauelementen auch in integrierten-Schaltkreisen z.B. auf Si, GaAs oder InP-Basis Verwendung finden. Durch Aufbringen verschiedener Halbleitergrundmaterlalien als Absorptionsschicht an verschiedenen Stellen von Verstärkungszonen des integrierten Schaltkreises kann der Integrierte Schaltkreis für verschiedene zu empfangende Wellenlängen empfindlich gemacht werden.The diodes according to the invention can not only be used in independent components but also in integrated circuits, e.g. on Si, GaAs or InP-based use can be found. By applying various Semiconductor base materials as an absorption layer at different points of gain zones of the integrated circuit, the integrated circuit for different wavelengths to be received are made sensitive.

030062/05 15030062/05 15

BADBATH

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Claims (1)

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT
STANDARD ELECTRICS LORENZ
Aktiengesellschaft
StuttgartStuttgart R.Dorn-K.Lösch 1-1R.Dorn-K.Lösch 1-1 Avalanche-PhotodiodeAvalanche photodiode Patentansprüche: Patent claims : (Iy Avalanche-Photodiode mit einer Verstärkungszone, bestehend aus einem pn-übergang oder einem Metall-Halbleiterübergang mit Sperr^charakteristik, ferner mit einer auf den Halbleiter der Verstärkungszone als Absorptionsschicht aufgebrachten Halbleiterschicht, in der der größte Teil der insgesamt von der Diode absorbierten Strahlung absorbiert wird, (Iy avalanche photodiode with an amplification zone, consisting of a pn junction or a metal-semiconductor junction with blocking characteristic, furthermore with a semiconductor layer applied to the semiconductor of the amplification zone as an absorption layer, in which most of the radiation absorbed by the diode is absorbed, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstärkungszone (1) ein Halbleitergrundmaterial eingesetzt ist, welches möglichst gute Vers.tärkungseigenschaften aufweist und daß für die Absorptionsschicht (2) ein HalbleitergrundmateriaL eingesetzt ist, welches bei den Wellenlängen, bei denen die Diode betrieben werden soll, möglichst stark absorbiert, und daß der Leitfähigkeitstyp des Halbleiters der Absorptionsschicht übereinstimmt mit dem Leitfähigkeitstyp des Halbleiterbereichs der Verstärkungszone, auf den die Absorptionsschicht folgt. characterized in that a semiconductor base material is used for the reinforcement zone (1) which has the best possible reinforcement properties and that a semiconductor base material is used for the absorption layer (2) which is as strong as possible at the wavelengths at which the diode is to be operated absorbed, and that the conductivity type of the semiconductor of the absorption layer corresponds to the conductivity type of the semiconductor region of the reinforcement zone, which is followed by the absorption layer. 2) Avalanche-Photodiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergrundmaterial2) avalanche photodiode according to claim 1, characterized in that the semiconductor base material Dr. J/Sam - . - ./.Dr. J / Sam -. - ./. 27.6.1979 .June 27, 1979. 030062/0515030062/0515 29271S329271S3 R.Dorn-K.Lösch 1-1R.Dorn-K.Lösch 1-1 der Verstärkungszone (1) möglichst stark unterschiedliche Ionisationskoeffizienten für Elektronen und Löcher aufweist .the reinforcement zone (1) has very different ionization coefficients for electrons and holes . 3) Avalanche-Photodiode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergrundmaterial GaAs oder InP oder GaSb oder eine Legierung dieser Materialien oder Silizium ist.3) avalanche photodiode according to claim 2, characterized gekennz eichnet that the semiconductor base material is GaAs or InP or GaSb or an alloy of these materials or silicon. ;l) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergrundmaterial der Absorptionsschichi (2) eine Pandlücke besitzt, die kleiner oder gleich der Energie der Quanten der empfangenen Strahlung ist. ; l) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 3, characterized in that the semiconductor base material of the absorption layer (2) has a gap which is less than or equal to the energy of the quanta of the received radiation. 5) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis L\, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergrundmaterial der Absorptionsschicht (2) Germanium oder Ga1^InxAs1 Py oder5) avalanche photodiode according to one of claims 1 to L \ , characterized in that the semiconductor base material of the absorption layer (2) germanium or Ga 1 ^ In x As 1 P y or Ga1 In,As oder Ga. Al As1 Shr oder GaAs1-Sb oder CuInSo9 χ ~~ χ x - ι —x xxyy ι χ χ ^ Ga 1 In, As or Ga. Al As 1 Sh r or GaAs 1- Sb or CuInSo 9 χ ~~ χ x - ι —x xxyy ι χ χ ^ 6) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitergrundmaterialien von Absorptionsschicht (2) und Verstärkungszone Ci) in ihren Gitterkonstanten möglichst genau aneinander angepaßt sind.6) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 5, characterized in that the semiconductor base materials of the absorption layer (2) and reinforcement zone Ci) are matched as precisely as possible in their lattice constants. 7) Avalanche-Photodiode nach Anspruch 6,7) avalanche photodiode according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Si und Ge die Gitterkonstanten durch Si-Ge Übergangsschichten aneinander angepaßt werden. dad u rch geke is used to mark, that the use of Si and Ge, the lattice constants of Si-Ge transition layers are adapted to each other. 3) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verstärkungszone (1) und der Absorptionsschicht (2) eine Zone (H) 3) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 7, characterized in that a zone (H) between the reinforcement zone (1) and the absorption layer (2) 030062/0515030062/0515 R.Dorn-K.Lösch 1-1R.Dorn-K.Lösch 1-1 liegt, welche aus dem Halbleitergrundmaterial der Verstärkungssone besteht, dabei den Leitfähigkeitstyp des Halbleiters der -Absorptionszone aufweist, aber geringer dotiert ist ( ir bzw. V - Halbleiter).which consists of the semiconductor base material of the reinforcement son, has the conductivity type of the semiconductor of the absorption zone, but is less doped ( ir or V - semiconductor). 9) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter der Absorptionsschicht (2) niedrig dotiert ist und daß auf ihrer der Verstärkungszone- (1) abgewandten Seite eine Zone (5) hoher Dotierung gleichen Leitfähigkeitstyps angebracht ist.9) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 8, characterized in that the semiconductor of the absorption layer (2) is lightly doped and that on its side facing away from the amplification zone (1) a zone (5) of high doping of the same conductivity type is attached . 10) Ävalanche-Photodiode nach Anspruch 9,10) Ävalanche photodiode according to claim 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hochdotierte Zone (5) bei den Wellenlängen, bei denen die Diode betrieben werden soll, nicht absorbiert. characterized in that the highly doped zone (5) does not absorb at the wavelengths at which the diode is to be operated. 11) Ävalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode für eine Einstrahlung durch die Verstärkungszone (1) verwendet wird.11) Ävalanche photodiode according to one of claims 1 to 10, characterized in that the diode is used for irradiation through the gain zone (1). 12) Avalanche-Photpdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode für eine Einstrahlung von der Seite verwendet wird.12) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 10, characterized in that the diode is used for irradiation from the side. 13) Avalanche-Photodiode nach Anspruch 10,13) avalanche photodiode according to claim 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode für eine Einstrahlung durch die hochdotierte Zone (5) verwendet wird. characterized in that the diode is used for radiation through the highly doped zone (5). 14) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter Elementhalbleiter oder Verbindungshalbleiter oder Legierungen solcher Halbleiter sind.14) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 13, characterized in that the semiconductors are element semiconductors or compound semiconductors or alloys of such semiconductors. 030062/0515030062/0515 ORiGiHALORiGiHAL R.Dopn-K.Lösch 1-1R.Dopn-K.Lösch 1-1 1*5) Avalanehe-Photodiode nach einem der .Ansprüche 1 bis 1-1I3 dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter der Verstärkungszone (1) möglichst wenig; kristallographische Fehler enthält.1 * 5) Avalanehe photodiode according to one of .Ansprüche 1 to 1- 1 I 3, characterized in that the semiconductor of the amplification zone (1) as little as possible; contains crystallographic errors. 16) Avalanehe-Photodiode nach einem der Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet 3 daß die Halbleiter ein^krietailin vorliegen.16) Avalanehe photodiode according to one of claims 1 to 15, characterized by 3 that the semiconductors are a ^ krietailin. J7) Avalanche-Photodiode nicli ei nein der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet 3 daß uie Absorptionsschicht (2) polykristallin oder amorph ist.J7) avalanche photodiode Nicli no egg of claims 1 to 15, h rc dadu 3 in that uie absorbent layer (2) polycrystalline or amorphous. 18) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daft die Verstarkungsz'one (1) mit einer Schutsringstruktur verseilen ist.18) Avalanche photodiode according to one of claims 1 to 17, characterized in that the amplification zone (1) is stranded with a Schutsringstruktur. 19) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Absorptionsschicht (2) so dotiert ist, daß bei angelegter Sperrspannung das entstehende Feld durch die gesamte Absorptionssehieht greift.19) avalanche photodiode according to any one of claims 1 to 18, dad urch terized in that the absorption layer (2) is doped so that when applied reverse voltage, the resulting field reaches through the entire Absorptionssehieht. 20) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Verstärkungszone (1) mehrere verschiedene Halbleitergrundmaterialien als Absorptiorisschichten nebeneinander aufgebracht sind.20) avalanche photodiode according to any one of claims 1 to 19, characterized g ekennzeic h net that several different semiconductor base materials are applied as Absorptiorisschichten side by side on the reinforcement zone (1). 21) Avalanche-Photodiode nach einem der Ansprüche 1 bis 2O3 dadurch gekennzeichnet, daß die Diode in integrierten Schaltkreisen verwendet wird.21) avalanche photodiode according to one of claims 1 to 2O 3, characterized in that the diode is used in integrated circuits. 030062/0515030062/0515 BAD ORfGiNALBAD ORfGiNAL
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