[發(fā)明專利]利用反摻雜結(jié)的電器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680069616.1
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN108369900B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.J.奧古斯托
• 申請（專利權(quán)）人: 量子半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04;H01L29/15;H01L21/265;H01L29/737;H01L31/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;鄭冀之

一種電器件包括從由pn結(jié)或p?i?n結(jié)組成的組中選擇的反摻雜異質(zhì)結(jié)。反摻雜結(jié)包括利用一個或多個n型主摻雜劑種類摻雜的第一半導(dǎo)體和利用一個或多個p型主摻雜劑種類摻雜的第二半導(dǎo)體。該器件還包括從由第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體組成的組中選擇的第一反摻雜組件。利用一個或多個反摻雜劑種類來對第一反摻雜組件進行反摻雜，該一個或多個反摻雜劑種類具有與包括在第一反摻雜組件中的主摻雜劑的極性相反的極性。另外，選擇某一水平的n型主摻雜劑、p型主摻雜劑和一個或多個反摻雜劑以使反摻雜異質(zhì)結(jié)通過聲子輔助機制提供放大并且該放大具有小于1V的起始電壓。

相關(guān)申請

該申請要求保護在2015年9月29日提交并且以其整體并入本文中的美國臨時專利申請序列號62/234，578的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，并且更特別地涉及利用循環(huán)激發(fā)過程的器件。

背景技術(shù)

各種各樣的半導(dǎo)體應(yīng)用通過諸如碰撞電離的機制來利用信號放大。這些器件的示例包括但不限于晶體管和光電二極管。然而，碰撞電離機制與低功率效率和隨著放大增大的噪聲級相關(guān)聯(lián)。進一步地，這些器件的噪聲級可以限制器件的可擴展性。因此，存在對利用具有從由降低的噪聲級、增大的功率效率和可擴展性組成的組中選擇的一個或多個特性的信號放大的半導(dǎo)體應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

一種電器件包括從由pn結(jié)或p-i-n結(jié)組成的組中選擇的反摻雜異質(zhì)結(jié)。反摻雜結(jié)包括利用一個或多個n型主摻雜劑種類摻雜的第一半導(dǎo)體和利用一個或多個p型主摻雜劑種類摻雜的第二半導(dǎo)體。該設(shè)備還包括從由第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體組成的組中選擇的第一反摻雜組件。利用一個或多個反摻雜劑種類來對第一反摻雜組件進行反摻雜，該一個或多個反摻雜劑種類具有與包括在第一反摻雜組件中的主摻雜劑的極性相反的極性。另外，選擇某一水平的n型主摻雜劑、p型主摻雜劑和一個或多個反摻雜劑以使該反摻雜異質(zhì)結(jié)通過聲子輔助機制來提供放大并且該放大具有小于1V、2V或3V的起始電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一反摻雜組件中的一個或多個反摻雜劑的總濃度多于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的10%并且小于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的50%。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一反摻雜組件中的一個或多個反摻雜劑的總濃度多于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的1%并且小于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的50%；以及該第二反摻雜組件中的一個或多個反摻雜劑的總濃度多于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的10%并且小于該第一反摻雜組件中的摻雜劑的總百分比的50%。

附圖說明

圖1A一直到圖1F圖示各種各樣的反摻雜結(jié)。圖1A是具有與沒有被反摻雜的第二半導(dǎo)體形成pn結(jié)的反摻雜的第一半導(dǎo)體的反摻雜PN結(jié)。

圖1B圖示其中第一半導(dǎo)體沒有被反摻雜但第二半導(dǎo)體被反摻雜的PN結(jié)。

圖1C圖示其中第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體二者都被反摻雜的PN結(jié)。

圖1D圖示在第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體之間具有第三半導(dǎo)體的反摻雜的p-i-n異質(zhì)結(jié)。該第一半導(dǎo)體被反摻雜但第二半導(dǎo)體沒有被反摻雜。

圖1E圖示在第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體之間具有第三半導(dǎo)體的反摻雜的p-i-n異質(zhì)結(jié)。該第一半導(dǎo)體沒有被反摻雜但第二半導(dǎo)體被反摻雜。

圖1F圖示在第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體之間具有第三半導(dǎo)體的反摻雜的p-i-n異質(zhì)結(jié)。該第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體二者都被反摻雜。

圖2圖示對于被制造為CMOS像素的感光元件的一系列并聯(lián)的光電二極管的電流比對偏壓結(jié)果。

圖3A是包括反摻雜p-i-n結(jié)的光電二極管的橫截面。

圖3B是針對根據(jù)圖3A構(gòu)造的光電二極管的示例能帶能量圖（band energydiargram）。