Brevet FR3048126A1 (20170825)
REVENDICATIONS1. Structure (1) du type photodiode destinée à recevoir un rayonnement électromagnétique dans une gamme de longueurs d'onde donnée, la structure (1) comportant : un support (100) comprenant au moins une couche semiconductrice (120), la couche semiconductrice (120) comprenant une première zone semiconductrice (10) d'un premier type de conductivité réalisée dans un premier matériau présentant une largeur de bande interdite telle que la première zone semiconductrice (10) est transparente dans la gamme de longueurs d'onde, - une mésa (130) en contact avec la couche semiconductrice (120), la mésa (130) comprenant une deuxième zone semiconductrice (20), dite d'absorption, ladite deuxième zone semiconductrice (20) étant d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de manière à former une jonction semiconductrice présentant une zone de charge d'espace, la deuxième zone semiconductrice (20) étant réalisée dans un deuxième matériau semiconducteur présentant une largeur de bande interdite adaptée pour favoriser l'absorption du rayonnement électromagnétique, la deuxième zone semiconductrice présentant une concentration en porteurs majoritaires telle que la deuxième zone semiconductrice (20) est comprise dans la zone de charge d'espace, et est donc déplétée, en l'absence de polarisation de la structure (1), la structure (1) étant caractérisée en ce qu'elle comporte une troisième zone semiconductrice (30) du deuxième type de conductivité réalisée dans un troisième matériau présentant une largeur de bande interdite telle que la troisième zone (30) est transparente dans la gamme de longueurs d'onde, ladite troisième zone (30) semiconductrice étant interposée entre la première et la deuxième zone semiconductrice (10,\n<CLM>\1\ten étant au moins partiellement agencée dans la couche semiconductrice (120) et en formant la jonction semiconductrice (10) avec la première zone semiconductrice dans la couche semiconductrice (120), et une barrière de potentiel pour les porteurs minoritaires de la deuxième zone semiconductrice (20) avec la deuxième zone semiconductrice(20). 3048126 30\n<CLM>\1\tStructure (1) selon la revendication 1, dans laquelle le premier et le troisième matériau sont identiques. 5\n<CLM>\1\tStructure (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la troisième zone semiconductrice (30) est partiellement agencée dans la couche semiconductrice (120), une partie de la troisième zone semiconductrice (30) étant agencée dans la mésa (130). 10\n<CLM>\1\tStructure (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la troisième zone semiconductrice (30) est totalement agencée dans la couche semiconductrice (120).\n<CLM>\1\tStructure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle la mésa (130) présente un sommet, opposé à la surface du support (100), et des 15 flancs reliant le sommet à la surface du support (100), la structure (1) comportant en outre une couche de passivation et un plot de contact métallique en contact avec le sommet de la mésa, la couche de passivation étant agencée pour passiver la surface des flancs et du sommet de la mésa (130) qui n'est pas en contact avec le plot métallique (150). 20\n<CLM>\1\tStructure (1) selon la revendication 5, comprenant en outre une couche métallique (141) qui avec le plot de contact métallique, recouvre la couche de passivation sur sa partie recouvrant la surface des flancs et du sommet de la mésa (130). 25\n<CLM>\1\tStructure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le premier, le deuxième et le troisièmes matériau sont des tellurures de mercure cadmium du type CdxHgi_xTe avec x compris entre 1 et 0, 0 et 1 exclus.\n<CLM>\1\tStructure (1) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, dans laquelle le premier type de conductivité est celui pour lequel les 3048126 31 porteurs majoritaires sont les électrons, le deuxième type de conductivité étant celui pour lequel les porteurs majoritaires sont les trous.\n<CLM>\1\tStructure (1) selon les revendications 7 et 8 prisent en combinaison, 5 dans laquelle la concentration en porteurs majoritaires dans la première zone semiconductrice est fournie principalement par des lacunes de mercure Hg.\n<CLM>\1\tComposant (200) pour la détection et/ou la mesure d'un rayonnement électromagnétique dans une gamme de longueurs d'onde donnée, ledit 10 composant comportant une pluralité de structures du type photodiode et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure selon l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t11. Procédé de fabrication d'une structure semiconductrice du type 15 photodiode destinée à recevoir un rayonnement électromagnétique dans une gamme de longueurs d'onde donnée, le procédé comportant les étapes suivantes de : - fourniture d'un support semiconducteur comportant au moins une couche semiconductrice, - formation d'une mésa en surface de la couche semiconductrice, 20 - aménagement dans la couche semiconductrice et dans la mésa, d'une première, une deuxième et une troisième zone semiconductrice, la première zone étant aménagée dans la couche semiconductrice et étant d'un premier type de conductivité et réalisée dans un premier matériau présentant une largeur de bande interdite telle que la première zone semiconductrice (10) est transparente dans la première 25 gamme de longueurs d'onde, la deuxième zone semiconductrice étant d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de manière à former une jonction semiconductrice présentant une zone de charge d'espace, la deuxième zone semiconductrice (20) étant réalisée dans un deuxième matériau semiconducteur présentant une largeur de bande interdite adaptée pour favoriser l'absorption du 30 rayonnement électromagnétique, la deuxième zone semiconductrice présentant une concentration en porteurs majoritaires telle que la deuxième zone semiconductrice (20) 3048126 32 est comprise dans la zone de charge d'espace, et est donc déplétée en l'absence de polarisation de la structure (1), la troisième zone semiconductrice (30) étant du deuxième type de conductivité et réalisée dans un troisième matériau présentant une largeur de bande interdite telle que la troisième zone (30) est transparente dans la première gamme 5 de longueurs d'onde, ladite troisième zone (30) semiconductrice étant interposée entre la première et la deuxième zone semiconductrice (10,\n<CLM>\1\ten étant au moins partiellement agencée dans la couche semiconductrice (120) et en formant la jonction semiconductrice avec la première zone semiconductrice (10) dans la couche semiconductrice (120), et une barrière de potentiel pour les porteurs minoritaires de la deuxième zone semiconductrice 10 (20) avec la deuxième zone semiconductrice (20).\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon la revendication 11, dans lequel lors de l'étape de fourniture du support (100), la couche semiconductrice (120) est réalisée dans un tellurure de mercure cadmium du type CdxHgi_Je, avec x compris entre 0 et 1, 0 et 1 15 exclus, et présente le premier type de conductivité, le premier type de conductivité étant celui dans lequel les porteurs majoritaires sont des trous, les porteurs majoritaires dans la couche semiconductrice (120) étant principalement fournis par des lacunes de mercure Hg, et dans lequel l'étape d'aménagement des première, deuxième et troisième zone semiconductrice (10, 20,\n<CLM>\1\tcomprend une sous-étape de diffusion de 20 mercure dans une partie de la couche semiconductrice de manière à venir remplir les lacunes de mercure Hg et neutraliser les trous pour inverser le type de conductivité dans ladite partie de la couche semiconductrice et ainsi former la troisième zone semiconductrice (30), le reste de la couche semiconductrice formant alors la deuxième zone semiconductrice (20). 25\n<CLM>\1\tProcédé de formation selon la revendication 12, dans laquelle lors de l'étape d'aménagement des première, deuxième et troisième zone semiconductrice (10, 20, 30), la sous-étape de diffusion consiste en une étape d'implantation ionique de la mésa (130) adaptée pour libérer du mercure Hg. 30 3048126 33\n<CLM>\1\tProcédé de formation selon la revendication 12, dans laquelle lors de l'étape d'aménagement des première, deuxième et troisième zone semiconductrice (10, 20, 30), la sous-étape de diffusion consiste en une étape de gravure partielle de la mésa (130) adaptée pour libérer du mercure Hg.\n<CLM>\1\tProcédé de formation selon la revendication 12, dans laquelle lors de l'étape d'aménagement des première, deuxième et troisième zone semiconductrice (10, 20, 30), la sous-étape de diffusion consiste en une étape de diffusion thermique de mercure dans la mésa (130).