Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 22, Numéro 11, novembre 1987
Page(s) 1595 - 1598
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198700220110159500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1595-1598 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220110159500

Design and realization of a GaAs FET integrated with a heterojunction photodiode

F. Therez, M. T. Belaroussi et M. Fallahi

Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes du C.N.R.S., 7, avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse Cedex, France


Abstract
Integrated receivers associating an amplifier with a photodiode are studied. The field effect transistor used for the amplifier has been designed and characterized. The FET transistor has been fabricated on a GaAs semi-insulating substrate using Liquid Phase Epitaxy. The structure consists of two epitaxial layers, i.e. one N-GaAs layer for the channel and a P-GaAlAs layer for the gate. The design, technological process and current-voltage characteristics are described. Transconductance values over 10 mA/V have been achieved and the transistor have shown a threshold voltage of - 4.6 V. Integrated receivers whose field effect transistor is associated with a photodiode, enhance the detector sensitivity. The results measured on the field effect transistor will be applied to the amplifier integrating the photodiode.


Résumé
L'association d'une photodiode à hétérojonction et d'un circuit amplificateur à effet de champ produit une augmentation de la sensibilité du détecteur. Le principe de fonctionnement et les critères de conception du circuit intégré TEC-Détecteur sont décrits. La fabrication du TEC à hétérojonction est organisée à partir de la technique de l'épitaxie en phase liquide. La structure comprend deux couches épitaxiées, principales, le canal formé par une couche de GaAs de type N et la région de grille en GaAlAs de type P. Nous détaillons la technologie de fabrication du composant ainsi que les caractéristiques courant-tension. Nous avons obtenu des valeurs de la transconductance égales ou supérieures à 10 mA/V. Le transistor a montré une tension de seuil de - 4,6 V. Les résultats précédents sont appliqués à deux types de structure, d'une part des composants TEC sans détecteur et d'autre part des circuits intégrant l'amplificateur et la photodiode. Les divers dispositifs sont caractérisés et analysés.

PACS
2560S - Other field effect devices.
4250 - Photoelectric devices.
4270 - Integrated optoelectronics.
7230C - Photodetectors.

Key words
field effect transistors -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- integrated optoelectronics -- photodetectors -- photodiodes -- semiconductor -- integrated receivers -- transconductance -- heterojunction photodiode -- amplifier -- GaAs semi insulating substrate -- liquid phase epitaxy -- epitaxial layers -- design -- current voltage characteristics -- threshold voltage -- field effect transistor -- detector sensitivity -- 10 mS -- 4.6 V -- GaAs