Photodiode à avalanche GaAs/GaAlAs a superréseau à = 0,8 m; bruit et facteur d'excès de bruit

(Reçu le 30 avril 1990, révisé le 8 novembre 1990, accepté le 6 décembre 1990)

Abstract
An electro-optic characterization is given for avalanche photodiodes of Schottky or PIN structure, with GaAs/GaAlAs Multi-Quantum well (in 100 Å - 100 Å) superiattice. The devices are of MESA structure and have been made by Molecular Beam Epitaxy (MBE) at CHS, Lille. By this process, one can accurately control the 100 Å width of the barrier and well layers of the MQW (Figs. 4, 5). The devices are to be used for light detection at the m wavelength. We first give the current to voltage characterization by the reverse dark current and the photocurrent. From the measurement of the capacity versus the applied voltage, the profile of impurity concentrations have been determined. The n-type impurity concentration in the superiattice is about  cm ^-3. Last the noise of the devices is analysed under obscurity and light. We give the white noise versus the reverse current, from the range of pure shot noise to impact ionization multiplication noise. That will allow to determine the excess noise factor under a hole-initiated multiplication at m and an electron initiated multiplication at m.

Résumé
L'objet de cette communication est de présenter une caractérisation électrooptique de prototype de photomultiplicateurs solides du type photodiode Schottky ou PIN GaAs/GaAlAs à multipuits quantiques (100 Å - 100 Å) "superréseau". Ces dispositifs de structure MESA sont réalisées en Epitaxie par Jet Moléculaire (E.J.M.) au C.H.S. de Lille. C'est grâce à cette technique d'élaboration que l'on contrôle avec précision les épaisseurs de 100 Å des couches successives (Figs. 4 et 5). Ces photodétecteurs à superréseau protypes à base d'arséniure de gallium sont destinés à la photodétection de rayonnement, de longueur d'onde m. Dans la première partie, nous présenterons les principes physiques des dispositifs à superréseau. Les caractèristiques courant-tension à l'obscurité et sous éclairement en polarisation inverse seront données. On déterminera le profil de concentration des impuretés par la variation de la capacité en fonction de la tension de polarisation. La troisème partie de ce travail est consacrée à l'étude du bruit blanc à l'obscurité et sous éclairement. Nous représenterons la variation de la densité spectrale de courants de bruits depuis le bruit de grenaille jusqu'au bruit de multiplication dû à l'ionisation par impact dans le superréseau. On atteindra ainsi le facteur d'excès de bruit dans le cas d'une injection de trous et d'électrons faite séparément.