ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОТОДИОДОВ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР INAS/INASSBP С ДИАМЕТРАМИ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ 0.1-2.0 ММ

摘要

Сообщаются результаты исследований, направленных на создание высокоэффективных фотодиодов для спектрального диапазона 1.5-3.8 мкм с различными диаметрами фоточувствительных площадок в интервале 0.1-2.0 мм. Разработаны эпитаксиальные технологии выращивания фотодиодных InAs/InAsSbP гетероструктур. Отличительными особенностями фотодиодов являются высокая токовая монохроматическая чувствительность до S_(lambda)=1.6 А/Вт в максимуме спектра lambda=3.0-3.4 мкм, обнаружительная способность фотодиодов, оцененная по измеренной величине уровня шумов и токовой монохроматической чувствительности, в максимуме спектра достигает величины D~*(lambda_(max),1000,1)=(0.6-1.2)·10~(10) см ·Гц~(1/2)·Вт~(-1) при T=300 K. Объемная составляющая обратного темнового тока исследуемых фотодиодов состоит из двух компонент: диффузионной и туннельной, при этом достигнуто низкое значение плотности обратных темновых токов j=(0.3-6)·10~(-1) А/см~2 при смещении U=-(0.2-0.4) В. Фотодиоды характеризуются произведением R_0A=0.4-3.2 Ом · см~2. С увеличением диаметра фоточувствительной площадки в интервале 0.1-2.0 мм наблюдается возрастание удельной обнаружительной способности фотодиодов почти в 2 раза, что обусловлено уменьшением влияния поверхностных токов утечки с увеличением его диаметра. Быстродействие таких фотодиодов варьируется в диапазоне 1-300 нс и дает возможность при низком значении емкости применять их в системах оптической связи в открытом пространстве в окне прозрачности атмосферы. Фотодиоды с большой чувствительной площадкой (до 2.0 мм), с высокой удельной обнаружительной способностью и высокой фоточувствительностью могут использоваться для обнаружения полос поглощения и регистрации концентрации таких веществ, как метан, эфир, N_2O и phthorothanium.