Электрофизические характеристики PIN-фотодиодов диапазона 2.2–2.6 мкм на основе гетероструктур InGa(Al)As/InP с метаморфным буферным слоем
Аннотация
Благодаря широкому спектру применений в ближнем инфракрасном диапазоне и сравнительно высокой обнаружительной способности, pin-фотодиоды на основе эпитаксиальных гетероструктур InGa(Al)As/InP вызывают интерес исследователей в мире. Рабочий спектральный диапазон подобных фотодетекторов доходит до 2.6 мкм, однако для достижения таких длин волн необходимо осуществлять синтез гетероструктур с включением метаморфных буферных слоев. В данной работе исследуются вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики pin-фотодиодов на основе гетероструктур InGa(Al)As/InP с метаморфным буферным слоем оригинальной конструкции и поглощающим слоем In0.83Ga0.17As, выращенными методом молекулярно-пучковой эпитаксии.
Рабочие кристаллы pin-фотодиодов были сформированы стандартными методами пост-ростовой обработки и имели диаметр фоточувствительной площадки диода 140 мкм. Полученные темновые токи и шунтирующие сопротивления составили ~ 300 нА при напряжении -10 мВ и ~ 25 кОм соответственно.
Таким образом, выбранный дизайн метаморфного буферного слоя успешно подавляет появление проникающих дислокаций в активной области гетероструктуры. На основе изготовленных гетероструктур с метаморфным буферным слоем возможно создание инфракрасных фотодетекторов спектрального диапазона 2.2–2.6 мкм
Скачивания
Литература
Burlakov I. D., Grinchenko L.Y., Dirochka A.I., Zaletaev N. B. Short wavelength infrared InGaAs detectors. Advances of Applied Physics. 2014;2(2). (In Russ.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21505376
Chen X. Y., Gu Y., Zhang Y. G., … Zhu Y. In0.83Ga0.17As photodetectors with different doping concentrations in the absorption layers. Infrared Physics & Technology. 2018;89: 381–386. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2018.01.029
Ji X., Liu B., Tang H., … Yan F. 2.6 μm MBE grown InGaAs detectors with dark current of SRH and TAT. AIP Advances. 2014;4(8): 087135. https://doi.org/10.1063/1.4894142
Rogalski A. Infrared detectors: status and trends. Progress in Quantum Electronics. 2003;27(2-3): 59–210. https://doi.org/10.1016/S0079-6727(02)00024-1
Gendry M., Drouot V., Santinelli C., Hollinger G. Critical thicknesses of highly strained InGaAs layers grown on InP by molecular beam epitaxy. Applied Physics Letters. 1992;60(18): 2249–2251. https://doi.org/10.1063/1.107045
Beam E. A., Temkin H., Mahajan S. Influence of dislocation density on IV characteristics of InP photodiodes. Semiconductor Science and Technology. 1992;7(1A): A229. https://doi.org/10.1088/0268-1242/7/1A/044
Tersoff J. Dislocations and strain relief in compositionally graded layers. Applied Physics Letters. 1993;62(7): 693–5. https://doi.org/10.1063/1.108842
Karachinsky L. Y., Kettler T., Novikov I. I., … Vasil’Ev A. P. Metamorphic 1.5 μm-range quantum dot lasers on a GaAs substrate. Semiconductor Science and Technology. 2006; 21(5): 691. https://doi.org/10.1088/0268-1242/21/5/022
Egorov A. Yu., Karachinsky L. Ya., Novikov I. I., Babichev A. V., Berezovskaya T. N., Nevedomskiy V. N. Metamorphic distributed Bragg reflectors for the 1440–1600 nm spectral range: Epitaxy, formation, and regrowth of mesa structures. Semiconductors. 2015;49(10): 1388–1392. https://doi.org/10.1134/S1063782615100073
Egorov A. Yu., Karachinsky L. Ya., Novikov I. I., Babichev A. V., Nevedomskiy V. N., Bugrov V. E. Optical properties of metamorphic GaAs/InAlGaAs/InGaAs heterostructures with InAs/InGaAs quantum wells, emitting light in the 1250–1400-nm spectral range. Semiconductors. 2016;50(5): 612–615. https://doi.org/10.1134/S1063782616050079
Vasilkova Е. I., Pirogov Е. V., Sobolev M. S., Ubiyvovk E. V. Mizerov A.M., Seredin P. V. Molecular beam epitaxy of metamorphic buffer for InGaAs/InP photodetectors with high photosensitivity in the rangeof 2.2–2.6 um. Condensed Matter and Interphases. 2023;25(1): 20–26. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/10972
Liu Y., Ma Y., Li X., … Fang J. Surface leakage behaviors of 2.6 um In0.83Ga0.17As photodetectors as a function of mesa etching depth. IEEE Journal of Quantum Electronics. 2020;56(2): 1–6. https://doi.org/10.1109/JQE.2020.2970745
Sze S. M., Li Y., Ng K. K. Physics of semiconductor devices. John wiley & Sons; 2021. 994 p.
Copyright (c) 2024 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
