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J. Phys. III France
Volume 1, Numéro 4, April 1991
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Page(s) | 581 - 604 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jp3:1991142 |
J. Phys. III France 1 (1991) 581-604
Photodiode à avalanche GaAs/GaAlAs a superréseau à
= 0,8
m; bruit et facteur d'excès de bruit
B. Orsal1, R. Alabedra1, S. Kibeya1 and D. Lippens2
1 Centre d'Electronique de Montpellier (CEM), (CNRS URA 391), U.S.T.L., 34095 Montpellier Cédex 5, France
2 Centre Hyperfréquence et Semiconducteurs (CHS), (CNRS URA 287), Université de Lille I, 59655 Villeneuve d'Ascq Cédex, France
(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.
© Les Editions de Physique 1991