Brevet FR2499317A1 — publié le 19820806

La présente invention concerne les photodétecteurs et elle porte plus particulièrement sur des dispositifs qui comprennent au moins une source de rayonnement interne. Les systèmes de télécommunications à fibres opti- ques émettent et reçoivent un rayonnement électromagnétique à des niveaux relativement faibles. De ce fait, ces systèmes accomplissent la détection en utilisant des dispositifs de photodétection qui présentent une sensibilité élevée aux niveaux de rayonnement reçus. On parvient à une sensibilité élevée en incorporant des caractéristiques d'amplification telles que la multiplication par avalanche, l'effet tran- sistor ou la réaction de photons, dans la structure élec- tronique du dispositif. La réaction de photons est un processus d'ampli- fication interne par lequel des porteurs de charges sont multipliés dans un dispositif de photodétection ayant deux régions de semiconducteur distinctes, avec des bandes d'énergie interdites différentes. Les photons primaires qui tombent sur une région de semiconducteur ayant une bande interdite étroite provoquent la formation de porteurs de charges, c'est-àdire de paires électron-trou. Sous la force d'un champ électrique, ces porteurs de charges sont balayés de façon à pénétrer dans une région de semiconducteur ayant une bande interdite large et ils subissent une recombinai- son radiative. A leur tour, les photons secondaires créés par recombinaison atteignent la région de semiconducteur à bande interdite étroite, de façon à produire davantage de porteurs de charges, ce qui réalise une amplification de courant. La multiplication des porteurs de charges est affectée par le nombre de photons secondaires qui sont ren- voyés vers la région de semiconducteur à bande interdite étroite. En moyenne, la moitié seulement des photons pro- duits par recombinaison radiative dans la région de semi- conducteur à bande interdite large se propagent en direc- tion de la région à bande interdite étroite. Ainsi, la mul- tiplication des porteurs de charges et le gain en courant sont limités à une valeur ne dépassant pas deux dans les 24 993 17 dispositifs à réaction de photons qui sont connus actuelle- ment. Bien qu'un gain de deux puisse être considéré comme suffisant dans certaines applications, des gains en courant supérieurs à deux sont nécessaires pour augmenter de façon appréciable la sensibilité des dispositifs de photo- détection pour les applications aux systèmes de télécommuni- cations à fibres optiques. On obtient un gain en courant accru, avec une augmentation correspondante de sensibilité, dans un photo- détecteur à réaction de photons, en appliquant une couche de matière de revêtement réfléchissante à la surface externe d'une région de semiconducteur à bande interdite large qui est opposée (c'est-à-dire non adjacente) à une région de semiconducteur à bande interdite étroite. Les photons secon- daires qui sont formés dans la région à bande interdite large par recombinaison radiative et qui se propagent en s'éloignant de la région à bande interdite étroite sont avantageusement redirigés, au niveau de-la couche réflé- chissante, vers la région à bande interdite étroite. En se basant sur la réflectance de la couche réfléchissante, le rendement d'émission de la région à bande interdite large et le rendement d'absorption de la région à bande interdite étroite, on détermine que le gain en courant et la sensi- bilité qu'il est possible d'obtenir conformément à l'in- vention sont supérieurs de deux ordres de grandeur à ceux des dispositifs de photodétection à réaction de photons connus. Dans un mode de réalisation de l'invention, le photodétecteur comporte quatre couches de semiconducteur mutuellement en contact qui sont disposées en une séquence de paires de couches. Le dispositif présente la structure suivante: n 2 p n r (ou p n n p r), dans laquelle le sou- lignement indique une couche à bande interdite étroite, l'absence de soulignement indique une couche à bande inter- dite large et r désigne la couche réfléchissante. La struc- ture de semiconducteur est une configuration à base flottan- te dans laquelle une seule source de tension polarise en sens inverse la région à bande interdite étroite et polarise en sens direct la région à bande interdite large. Les pho- tons primaires générés à l'extérieur du photodétecteur tom- bent initialement sur la région à bande interdite étroite polarisée en sens inverse. L'absorption des photons provoque la formation de paires électron-trou.Sous l'influence du champ électrique appliqué, les porteurs de charges sont injectés dans la région à bande interdite large polarisée en sens direct, dans laquelle une recombinaison radiative se produit. Certains photons secondaires émis par la recom- binaison se propagent vers la région à bande interdite étroite. D'autres photons secondaires qui se propagent en s'éloignant de la région à bande interdite étroite sont redirigés vers cette région par la couche réfléchissante. L'absorption des photons secondaires provoque la génération de porteurs de charges supplémentaires. Du fait que les rendements d'émission et d'absorption des régions de semi- conducteur sont proches de l'unité, une variation de la réflectance de la couche réfléchissante change le gain en courant du dispositif. On a obtenu des gains de l'ordre de avec ces dispositifs. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, une seconde région à bande interdite large (pn) est en contact avec la région à bande interdite étroite de façon à former un photodétecteur à réaction de photons à six couches. La seconde région à bande interdite large est polarisée en sens direct et elle agit donc de la même manière que la première région à bande interdite large décrite ci-dessus. Les deux régions à bande interdite large qui sont incorporées dans ce mode de réalisation génèrent des photons par recombinaison radiative sous l'effet des porteurs de charges du photocourant. Ce détecteur permet d'obtenir des facteurs de gain similaires à ceux décrits ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma simplifié d'un photo- 2 4 9 9 3 1 7 détecteur à réaction de photons intégré à quatre couches ayant une surface réfléchissante; La figure 2 est un schéma d'un photodétecteur à réaction de photons de type réparti comportant deux diodes luminescentes en couplage optique et ohmique avec une simrje photodiode; La figure 3 est un schéma simplifié d'un photodé- tecteur à réaction de photons intégré à six couches compor- tant une surface réfléchissante; et La figure 4 est un schéma simplifié du photodé- tecteur de la figure 3 développé de façon à comporter une source de photons interne supplémentaire. Chaque photodétecteur à réaction de photons repré- senté sur les figures 1, 3 et 4 comprend au moins quatre couches de matière semiconductrice qui sont mutuellement en contact. Des jonctions parallèles planes sont formées à chaque frontière entre deux couches en contact. Les couches sont groupées dans une séquence de paires ou de régions de couches. Chaque paire comprend une couche de conductivité de type p et une couche de conductivité de type n. La composition chimique de chaque couche dans une région particulière des photodétecteurs à réaction de pho- tons détermine la bande interdite pour la région, l'aptitu- de de la région à fonctionner en région d'absorption de photons ou d'émission de photons, ainsi que les rendements d'absorption ou d'émission respectifs, entre autres. Les composés semiconducteurs utilisés dans les photodétecteurs à réaction de photons qui correspondent à l'invention ont un excellent rendement aussi bien pour l'absorption de photons (na 1) dans une région à bande interdite étroite polarisée en sens inverse, que pour l'émission de photons (ne - 1) dans une région à bande interdite large polarisée en sens direct. Les composés choisis pour chaque région des pho- todétecteurs sont communément appelés composés III-V. Cha- que région à bande interdite large, représentée sur les figures 1, 3 et 4 par une jonction pn (sans soulignement) est formée par un composé quaternaire tel que l'arséniure- 2 4 9 9 3 1 7 phosphure d'indium-gallium (In xGa xAsyPl). On emploie un composé ternaire tel que l'arséniure d'indium-gallium (In Gaî As) dans chaque région à bande interdite étroite qui correspond à une jonction pn. On sélectionne également dans la classe des compo- sés III-V une matière de substrat sur laquelle on fait croître par épitaxie des couches p et n successives. On introduit des impuretés dans le substrat pour faire en sorte que le type de conductivité du substrat coïncide avec le type de conductivité de la couche en contact avec le subs- trat dans une région immédiatement adjacente. On utilise du phosphure d'indium (InP) en tant que substrat dans ces pho- todétecteurs, du fait qu'il est pratiquement transparent au rayonnement électromagnétique dans la gamme intéressante pour les systèmes de transmission par fibres optiques, c'est-à-dire approximativement 1,3 Mm (0,954 ev). Ainsi, la bande d'énergie interdite de la matière du substrat est supérieure à l'énergie des photons primaires à détecter. On mesure la bande d'énergie interdite en élec- trons-volts (eV) et elle représente la largeur de la région interdite dans le modèle de bandes pour les semiconducteurs. On mesure cette largeur depuis une limite de potentiel supérieure de la bande de valence jusqu'à une limite de potentiel inférieure de la bande de conduction. Dans les modes de réalisation particuliers de l'invention qui sont représentés sur les dessins annexés, la bande interdite pour chaque région est la suivante: substrat InP 1,28eV. région pn. InGaAsP 1,03eV. région pn InGaAs 0,78eV. Chaque jonction pn est une homojonction,qu'elle se trouve dans une région à bande interdite étroite ou lar- ge. Chaque jonction entre des couches de conductivité simi- laire dans des régions adjacentes, c'est-à-dire nn ou pp, est une hétérojonction. Habituellement, les réseaux cris- tallins de deux matières semiconductrices en contact sont adaptés au niveau de l'hétérojonction de façon à donner la possibilité d'émission ou d'absorption de photons près de l'hétérojonction. Dans les photodétecteurs qui correspondent à l'invention, des émissions et des absorptions de photons ont lieu près des homojonctions pn et non près des hétéro- jonctions. Les hétérojonctions nn ou pp facilitent essen- tiellement l'établissement d'un contact électrique (chmique) entre les couches en contact de type de conductivité simi- laire. Ainsi, dans les photodétecteurs de l'invention, il est inutile d'adapter les réseaux cristallins des matières à chaque hétérojonction. L'épaisseur de chaque couche est importante, en particulier dans la région à bande interdite étroite. Chaque couche est suffisamment mince pour être appauvrie par la polarisation appliquée, grâce à quoi les porteurs de charges générés par l'absorption de photons dans une couche à bande interdite étroite atteignent le côté de la jonction duquel ils constituent des porteurs majoritaires. La largeur d'appauvrissement dans chaque jonction pn dépend des con- centrations en impuretés des deux couches et de la tension appliquée. Par exemple, une jonction pn en InGaAs soumise à une polarisation inverse de iO V présente une largeur d'appauvrissement d'environ 4,2 pm: la couche n est appau- vrie sur 3,8 lim; et la couche 2 est appauvrie sur 0,4 pm. Ainsi, les régions à bande interdite étroite pour les pho- todétecteurs conçus conformément à l'invention ont une cou- che p qui a une épaisseur d'environ 0,3 pm et une couche n qui a une épaisseur d'environ 3,7 pm. Pour les régions à bande interdite large, l'épaisseur d'une couche est pratiquement égale à quatre longueurs de diffusion, ou plus, pour les porteurs minori- taires dans la couche particulière. Ceci assure la recombi- naison radiative des porteurs minoritaires injectés, avant que les porteurs diffusent vers une frontière avec une cou- che adjacente. Les concentrations d'impuretés sont augmen- tées dans chaque couche pour maintenir l'épaisseur de chaque couche dans des limites raisonnables. Une concentration en impuretés élevée donne des longueurs de diffusion de 0,2 pM pour les trous dans une matière de type p, et d'environ 1,0 pm pour les électrons dans une matière de type n. Par conséquent, les régions à bande interdite large conçues con- formément à l'invention présentent une épaisseur de couche de 0,8 pm pour chaque couche p et de 4,0 pim pour chaque couche n. On va maintenant considérer les modes de réalisa- tion de photodétecteurs représentés sur les figures indivi- duelles, en se reportant à la figure 1 qui est un schéma simplifié d'un photodétecteur à réaction de photons intégré, 1, de type à quatre couches. Le photodétecteur 1 comprend une séquence de deux paires de couches de matière semicon- ductrice qui est formée par croissance épitaxiale sur un substrat 5 et qui est recouverte d'une matière réfléchissan- te pour former un réflecteur 16. Chaque paire de couches forme une homojonction pn avec une bande d'énergie interdite large ou étroite * la couche n 10 et la couche ú 11 se combinent en une paire à bande interdite étroite (indiquée par un soulignement), et la couche p 12 et la couche n 13 se combinent en une paire à bande interdite large. Une hétérojonction est formée entre chaque paire de couches. Dans le photodétecteur 1, l'hétéro- jonction existe entre la couche p 11 et la couche p 12. L'hétérojonction établit simplement un contact ohmique entre les paires de couches mutuellement en contact. On peut se représenter théoriquement le dispositif de la figure 1 comme étant formé par une photodiode (couches et 11) en série avec une diode luminescente (couches 12 et 13). Chaque diode doit être polarisée convenablement pour que l'ensemble du dispositif photodétecteur fonctionne con- venablement. Pour fonctionner de la manière prévue, la photo- diode doit être polarisée en sens inverse et la diode lumi- nescente doit être polarisée en sens direct. La disposition des diodes en série facilite l'obtention de la polarisation correcte. En fait, une seule source de tension telle que la source de tension de polarisation 8 branchée aux bornes du photodétecteur 1 assure une condition de polarisation correcte pour le photodétecteur. On détermine la tension de polarisation de façon à obtenir l'amplification désirée pour le photodétecteur à réaction de photons 1. Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 1, la source de tension de polari- sation 8 génère une tension de sortie dans la plage de 5 à V. La source de tension de polarisation 8 est connectée en série avec une résistance de charge, comme le montre la figure 1. La résistance de charge est également connectée à une électrode 4 sur le substrat 5. Une autre électrode est disposée sur le réflecteur 16 et la source de tension de polarisation 8 est connectée à cette électrode. Il n'est pas nécessaire que cette électrode comporte une ouverture ou une fenêtre, comme c'est le cas pour l'électrode 4. Le réflecteur 16 est un revêtement métallique réfléchissant, tel que de l'or ou une combinaison de titane et d'or, appliqué sur la totalité de la surface extérieure de la couche n 13 la plus éloignée du substrat 5. Lorsqu'on emploie la combinaison de titane et d'or, on place une cou-. che de titane contre la surface extérieure de la c.ouche n 13. On fixe ensuite directement une couche d'or sur la sur- face extérieure de la couche de titane. Un photon primaire 6 tombe sur le substrat 5 en traversant une ouverture ou une fenêtre dans l'électrode 4. Du fait que le substrat 5 est transparent pour le photon 6, ce dernier traverse le substrat 5 en ne rencontrant prati- quement aucun obstacle. Le photon primaire 6 est ensuite absorbé dans la région à bande interdite étroite appauvrie, c'est-à-dire la couche n 10 ou la couche p 11. On fait en sorte que la couche n 10 soit suffisamment mince pour que les porteurs de charges de photocourant qui sont générés par l'absorption du photon 6 puissent être acheminés vers la couche p 11, par le champ électrique de la jonction. Lorsque le photocourant commence à circuler, la jonction polarisée en sens direct entre la couche p 12 et la couche n 13 est soumise à une augmentation de potentiel. Cette augmentation provoque une recombinaison radiative d'électrons libres et de trous injectés, près de la jonc- tion polarisée en sens direct. Des photons secondaires générés par la recombinaison radiative sont émis dans toutes les directions. Le réflecteur 16 constitue un moyen pour 24 99317 renvoyer certains photons secondaires vers la couche p 11, pour y être ensuite absorbés. Les photons secondaires qui sont dirigés initialement vers la couche p 11 continuent dans cette direction jusqu'à ce qu'ils soient absorbés. Ainsi, la quasi-totalité des photons secondaires générés par recombinaison radiative dans la couche p 12 ou la couche n 13 sont recueillis dans la couche ú 11 pour créer des pai- res de porteurs de charges supplémentaires et pour renforcer le photocourant. Le nombre de paires de porteurs de charges supplémentaires détermine le gain et la sensibilité du pho- todétecteur 1. Le gain en courant est défini par le rapport entre le nombre de porteurs de charges qui traversent une section transversale particulière du photodétecteur 1 et le nombre de photons primaires (photon 6) absorbés par le photodétec- teur 1. Une simplification de ce rapport en utilisant une technique classique permet de calculer le facteur de gain par l'expression: G, (1 0,5 (1+R) n n e a dans laquelle R est la réflectance du réflecteur 16, na est le rendement d'absorption de photons de la couche n 10 et de la couche p 11, et ne est le rendement d'émission de photons de la couche p 12 et de la couche n 13. Pour les photodétecteurs représentés sur les figures 1, 3 et 4, les deux termes ne et na sont pratiquement égaux à l'unité. On voit donc qu'en sélectionnant de façon appropriée des matières qui présentent des valeurs très élevées pour ne, n et R, on peut aisément obtenir un facteur de gain de a ou plus. On a fabriqué des dispositifs photodétecteurs du type représenté sur la figure 1, en utilisant les techni- ques de croissance épitaxiale. On a utilisé de façon prédo- minante l'épitaxie en phase liquide, mais l'épitaxie par jet moléculaire est également applicable. Ces techniques donnent des dispositifs qui mesurent 100 Mm sur 100 pm. L'épaisseur du photodétecteur 1 est pratiquement égale au produit du nombre de jonctions pn et pn par environ 5 pm, plus l'épaisseur du substrat. Les épaisseurs du substrat Z499317 sont de façon caractéristique de l'ordre de 76 pm. L'épais- seur du photodétecteur 1 est donc légèrement supérieure à 87 pim. Pendant la croissance épitaxiale des dispositifs, on introduit des impuretés dans chaque couche. Le type de l'impureté et sa concentration affectent la conductivité de chaque couche. Le tableau ci-dessous indique les types d'impureté et les concentrations d'impureté pour les diver- ses couches d'un exemple de réalisation du photodétecteur 1: COUCHE COMPOSITION IMPURETE CONCENTRATION D'IMPURETE (atomes/cm) n:5 InP Etain 10 i8 n:10 In Ga As Etain 1015 0,53 0,47 17 P:11 Ino,53Gao,47As Zinc 107 p:12 In Ga As P Zinc 1017 0,79 0,21 0,46 0,54 17 n:13 In 79Gao,21Aso46Po,54 Etain 10 La configuration représentée sur la figure 2 est un photodétecteur à réaction de photons de type réparti qui comporte deux diodes luminescentes en couplage optique et ohmique avec une photodiode, dans un circuit série. Dans un sens large, cette configuration est une extension du principe qui est mis en oeuvre par le photodétecteur 1 de la figure 1. Le photodétecteur 2 comprend non seulement la photodiode et la diode luminescente décrites en relation avec le photodétecteur 1, mais également une diode lumi- nescente supplémentaire. La seconde diode luminescente constitue un autre moyen pour augmenter la sensibilité et le gain en courant du dispositif photodétecteur. Le photodétecteur 2 comprend un circuit série qui comporte une photodiode 20 et des diodes luminescentes 21 et 22. La tension de polarisation pour le photodétecteur 2 est fournie par une source de tension en série avec une résistance de charge, de la manière représentée sur la figure 1. La polarité de la tension de polarisation est indiquée par la présence d'un signe plus et d'un signe moins 249931? sur la figure 2. Les photons primaires hv ne tombent que sur la photodiode 20 du photodétecteur 2. Lorsque la photodiode 20 recueille des photons primaires hv, un photocourant commence à circuler dans les diodes 21 et 22. Chacune des diodes luminescentes émet des photons secondaires, en fonction de l'intensité du photocourant et des rendements quantiques des diodes 21 (QD21) et 22 (QD22). Il est important d'isoler les diodes luminescentes 21 et 22 vis-à-vis des photons primaires, du fait que l'irradiation des diodes 21 et 22 entraîne la génération d'une phototension en opposition avec le signal désiré. Du fait que le photodétecteur 2 est une structure de tjype réparti, la proximité des diodes luminescentes par rapport à la photodiode n'est pas une condition suffisante pour produire une réaction de photons efficace. On réalise des chemins de réaction de photons en disposant des cou- pleurs optiques qui produisent un couplage de chaque diode luminescente vers la photodiode. Dans ce but, un coupleur optique 23 établit un chemin de réaction vers la photodiode pour les photons secondaires qui sont émis par la diode 21; et un coupleur optique 24 établit un chemin de réac- tion similaire vers la photodiode 20 pour les photons secondaires qui sont émis par la diode 22. On a employé des fibres et des lentilles en tant que coupleurs optiques. Le gain en courant G d'une structure telle que le photodétecteur 2 est donné approximativement par l'expres- sion: G (1 - (QD2Q + QD22>) dans laquelle QD est le rendement quantique pour chaque diode luminescente particulière. D'autres facteurs qui ten- dent à influencer la sensibilité du photodétecteur 2 sont constitués par le rendement des coupleurs optiques 23 et 24 et par l'aptitude de chaque coupleur à recueillir les pho- tons secondaires qui sont émis par la diode luminescente correspondante. La figure 3 est un schéma simplifié d'un photodé- tecteur à réaction de photons intégré, du type à six couches, comportant une surface réfléchissante. Le photodétecteur 3 comprend non seulement les quatre couches de semiconducteur en-contact mutuel du photodétecteur 1 de la figure 1, mais également deux couches de semiconducteur supplémentaires, à savoir une couche p 14 et une couche n 15. Les couches 14 et 15 forment une région à bande interdite large. Il faut noter que, dans le photodétecteur 3, le substrat 5 a une conductivité de type p+ qui est similaire à la conductivité de la couche p 14 qui est en contact avec le substrat. Un photon primaire 6 tombe sur le substrat 5 du photodétecteur 3 en traversant l'ouverture ou la fenêtre formée dans l'électrode 4. Du fait que le substrat 5 est transparent au photon 6, à cause de sa bande interdite lar- ge, le photon 6 traverse le substrat 5 sans rencontrer pra- tiquement aucun obstacle. La couche p 14 et la couche n 15 ont également des bandes interdites suffisamment larges pour permettre le passage sans obstacle du photon 6 vers la couche n 10. Dans la couche n 10, le photon 6 est absor- bé, ce qui fait circuler un photocourant. Une recombinai- son radiative des porteurs de charges du photocourant se produit dans les deux régions à bande interdite large qui contiennent les couches 12 et 13 et les couches 14 et 15. Les photons secondaires qui sont générés dans les couches 12 et 13 sont soit dirigés initialement vers la couche p 11, soit réfléchis vers la couche p 11 par le réflecteur 16. En moyenne, la moitié des photons secondaires générés dans les couches 14 et 15 sont dirigés vers la couche n 10. L'absorption des photons secondaires se produit dans la région à bande interdite étroite qui est formée par les couches 10 et 11, et elle provoque une augmentation du nom- bre de porteurs de charges du photocourant. Dans le processus de croissance épitaxiale pour le photodétecteur 3, on introduit des impuretés dans la couche p 14 et dans la couche n 15, avec des niveaux de concentration respectivement égaux à ceux de la couche p 12 et de la couche n 13. Les couches restantes sont prépa- rées de la manière décrite ci-dessus en relation avec le photodétecteur 1 de la figure 1, à l'exception du fait que le substrat 5 est dopé au zinc avec un niveau de concentra- 18 3 tion d'impureté de 10 atomes/cm, pour présenter une con- ductivité p La figure 4 représente un photodétecteur qui com- prend un photodétecteur 3', qui est pratiquement identique au photodétecteur 3, une région n ú et une troisième région pn à bande interdite large (région émettrice de pho- tons) qui est connectée au photodétecteur 3' par la région n+ 2+. La région n+ 2+ est extrêmement mince et elle a un niveau de concentration d'impureté élevé, de façon à se comporter pratiquement comme un contact ohmique lorsqu'elle est polarisée en sens inverse. Dans ce dispositif photodétecteur, la bande interdite de la région qui comprend la couche p 28 et la couche n 29 est plus étroite que la bande interdite de la région qui comprend les couches 12 et 13. Ceci permet aux couches 12 et 13 d'apparaître transparentes pour les pho- tons secondaires qui sont générés dans l'une ou l'autre des couches 28, 29. Ainsi, les photons secondaires générés dans l'une ou l'autre des couches 28, 29 ont une probabilité extrêmement élevée d'être recueillis dans la couche p 11 de la région à bande interdite étroite. Le photodétecteur de la figure 4 réagit au pho- ton primaire 6 de la même manière que les photodétecteurs 1 et 3. Un photocourant généré dans le photodétecteur pro- voque l'émission de photons secondaires par les trois régions pn émettrices de photons: les couches 12 et 13, les couches 14 et 15 et les couches 28 et 29. Le réflec- 30. teur 16 renvoie les photons secondaires vers la couche p 11. * Le recueil des photons secondaires est accompli par la couche n 10 ou par la couche p 11. La couche n+ 26 et la couche p+ 27 sont polarisées en sens inverse de façon à créer un contact ohmique entre la couche p 28 et la couche n 13, et elles sont transparentes aux photons secondaires qui sont générés dans les régions pn adjacentes. La couche p 28 et la couche n 29 sont respective- ment identiques à la couche p 12 et à la couche n 13, en ce qui concerne la structure chimique et la concentration d'impureté. La couche n 26 et la couche P 27 sont des cou- ches extrêmement minces qui consistent en In 57Ga A43As. Chaque couche dans la région n ú a une épaisseur approxi- mative de 1 à 2 Pm. La couche 26 est fortement dopée avec du soufre, avec une concentration d'impureté d'environ 1018 atomes/cm; et la couche 27 est également fortement dopée, avec du zinc et une concentration d'impureté d'environ 1018 atomes/cm Tous les photodétecteurs à réaction de photons décrits ci-dessus présentent une sensibilité élevée aux photons primaires. On a montré expérimentalement que cette sensibilité constituait une amélioration d'au moins un ordre de grandeur par rapport aux dispositifs similaires antérieurs. On obtient des structures complémentaires pour les photodétecteurs représentés sur les figures 1, 3 et 4 en remplaçant simplement le type de conductivité de chaque couche par le type de conductivité opposé et en inversant la polarité de la tension d'alimentation. De légères modifications des photodétecteurs représentés sur les figures entrent dans le cadre de l'in- vention, dans le but d'améliorer la sensibilité qu'il est possible d'obtenir à l'heure actuelle. Une telle modifFica- tion pour les photodétecteurs représentés sur les figures 3 et 4 consiste à placer un réflecteur diélectrique entre l'électrode 4 et le substrat 5 pour réfléchir les photons secondaires vers la couche n 10. On peut également rempla- cer l'électrode 4 par un réflecteur métallique similaire au réflecteur 16, mais comportant l'ouverture ou la fenêtre de taille minimale qui est nécessaire pour permettre le passage du photon primaire 6. Il va de soi que de nombreuses autres modifica- tions peuvent être apportées au dispositif décrit et repré- senté, sans sortir du cadre de l'invention. 249931k REVENDICATIONS 1. Photodétecteur comportant des couches en con- tact (10, 11, 12, 13) de matière semiconductrice groupées en une séquence de paires de couches, dans lequel chaque paire est formée par une première couche et une seconde couche, la première couche de chaque paire (11, 13) est constituée par une matière semiconductrice ayant un type de conductivité opposé à celui de la seconde couche dans la paire correspon- dante (10, 12), les première et seconde couches de chaque paire ont des bandes interdites pratiquement égales, la pre- mière couche de chaque paire dans la séquence de paires est constituée par une matière semiconductrice ayant une conduc- tivité qui est similaire à la conductivité de la seconde couche de la paire de couches immédiatement adjacente, et la bande interdite des première et seconde couches de cha- que paire est différente de la bande interdite des première et seconde couches de chaque paire immédiatement adjacente, caractérisé en ce qu'une couche (16) formant un revêtement réfléchissant est en contact avec une couche extérieure (13) de la séquence de paires de couches. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la couche extérieure de la séquence de pai- res qui est en contact avec le revêtement réfléchissant a une bande interdite large. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'épaisseur de la première couche de chaque paire est pratiquement égale à l'épaisseur de la seconde couche de la paire adjacente de la séquence. 4. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la couche de revêtement réfléchissant comprend une première couche de titane et une seconde couche d'or en contact avec la première couche. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'un réflecteur diélectrique est positionné de façon à réfléchir les photons secondaires vers lesdites couches.