zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1532Research ArticleПРИБОРЫ И МЕТОДЫ СПЕКТРОСКОПИИDEVICES AND METHODS OF SPECTROSCOPYЭлектрические характеристики p-i-n-меза-фотодиодов на основе гетероструктур InGaAs/InPElectrical Characteristics of p-i-n Mesa-Photodiodes Based on InGaAs/InP HeterostructuresГогоришвилиИ.GogorishviliI.

Тбилиси

Tbilisi

ТутунджянА.TutunjyanA.

Тбилиси

Tbilisi

СахароваТ.SakharovaT.

Тбилиси

Tbilisi

МеликянМ.MelikyanM.

Тбилиси

Tbilisi

ХучуаН.KhuchuaN.

Тбилиси

Tbilisi

ninakhuchua@mail.ruКупарашвилиД.KuparashviliD.

Тбилиси

Tbilisi

Институт микро и наноэлектроникиLEPL Institute of Micro and NanoelectronicsИнститут микро и наноэлектроники; Институт прикладной полупроводниковой технологии Тбилисского государственного университета им. И. ДжавахишвилиLEPL Institute of Micro and Nanoelectronics; Institute of Applied Semiconductor Technology of Iv. Javakhishvili Tbilisi State University202427042024912302307Copyright © Гогоришвили И., Тутунджян А., Сахарова Т., Меликян М., Хучуа Н., Купарашвили Д., 20242024Гогоришвили И., Тутунджян А., Сахарова Т., Меликян М., Хучуа Н., Купарашвили Д.Gogorishvili I., Tutunjyan A., Sakharova T., Melikyan M., Khuchua N., Kuparashvili D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1532

Исследованы вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики гетероструктурных  InGaAs/InP p-i-n-фотодиодов, изготовленных по меза-технологии. Фотодиоды кольцевой конфигурации различаются диаметром активной области от 0.05 до 2.5 мм. Все измерения выполнены  в темноте при комнатной температуре зондовым методом на пластине с готовыми приборами. Получены данные о темновых токах (токах утечки) Idark, которые интерпретируются с точки зрения поверхностных и объемных токов в p-i-n-фотодиодах различных размеров. В поглощающем слое гетероструктуры InGaAs/InP фотодиода впервые оцениваются неразрушающим CV-методом концентрационные профили ND(x) и сравниваются с данными электрохимического профилирования. 

Показано, что для большей части i-го слоя гетероструктуры оба метода комплементарны.

The current-voltage and capacitance-voltage characteristics of InGaAs/InP heterostructure p-i-n photodiodes fabricated by mesa technology have been studied. Photodiodes of circular configuration differ in active region diameter from 0.05 to 2.5 mm. All measurements are performed in the dark at room temperature using the probe method on a wafer with ready-made devices. Data are obtained on dark currents (leakage currents), Idark, which are interpreted in terms of the surface and bulk currents in p-i-n photodiodes of various sizes. In the absorbing layer of the InGaAs/InP photodiode heterostructures, the concentration profiles ND(x) are assessed for the first time by the non-destructive CV method and are compared with the electrochemical profiling data. It is shown that for the most part of the heterostructure i-layer both methods are complementary. 

гетероструктура InGaAs/InPp-i-n-меза-диодывольт-амперные и вольтфарадные характеристикитемновой токконцентрационный профильInGaAs/InP heterostructuresp-i-n mesa diodescurrent-voltage and capacitance-voltage characteristicsdark currentsconcentration profileReferencesИ. Д. Бурлаков, Л. Я. Гринченко, А. И. Дирочка, Н. Б. Залетаев. Успехи прикл. физики, 2, № 2 (2014) 131—161I.D.Burlakov, L.Ya.Grinchenko, A.I.Dirochka, N.B.Zaletaev. Uspekhi Prikladnoi Fiziki, 2, №2 ( 2014) 131-161 (in Russian).A. Rogalski. Infrared Phys. Technol., 43 (2002) 187—210A.Rogalski. Infrared Physics & Technology. 43 (2002) 187-210.N. P. Khuchua, A. A. Tutunjyan, N. D. Dolidze, T. B. Sakharova, R. G. Melkadze, L. P. Sanikidze, M. B. Ksaverieva, M. N. Melikyan, I. G. Gogorishvili. Georgian Eng. News, N 1 (2023) 48—55N.P.Khuchua, A.A.Tutunjyan, N.D.Dolidze, T.B.Sakharova, R.G.Melkadze, L.P.Sanikidze, M.B.Ksaverieva, M.N.Melikyan, I.G.Gogorishvili. Georgian Engineering News, №1 (2023) 48-55.Martin Bitter. InP/InGaAs PIN Photodiode Arrays for Parallel Optical Interconnects and Monolithic InP/InGaAs pin/HBT Optical Receivers for 10-Gb/s and 40-Gb/s. Doctoral Thesis (2000) 13—30Martin Bitter. InP/InGaAs pin photodiode arrays for parallel optical interconnects and monolithic InP/InGaAs pin/HBT optical receivers for 10-Gb/s and 40-Gb/s. Doctoral Thesis (2000) 13-30.Ю. М. Нойкин, П. В. Махно. Физические основы оптической связи, эл. уч. пособие, гл. 5.1 (2011), https://foos.sfedu.ru/glava5/5.1.htmlYu.M.Noikin, P.V.Makhno. Fizicheskie osnovi opticheskoi sviazi, elektronnoe uchebnoe posobie (2011), (in Russian, available in https://foos.sfedu.ru/glava5/5.1.html).Bora M. Onat, Xudong Jiang, Mark Itzler. IEEE LEOS Annual Meeting Conference Proceedings, 1/09 (2009) 231—232Bora M.Onat, Xudong Jiang, and Mark Itzler. IEEE LEOS Annual Meeting Conference Proceedings, 1/09 (2009) 231-232.Н. И. Яковлева, К. О. Болтарь, М. В. Седнев. Успехи прикл. физики, 3, № 3 (2015) 301—309N.I.Yakovlev, K.O.Boltar, M.V.Sednev. Uspekhi Prikladnoi Fiziki, 3, №3 (2015) 301-309 (in Russian).D. R. Fink. Capacitance-Based Characterization of PIN Devices. Thesis. Ohio State University (2020) 1—56D.R.Fink. Capacitance-based characterization of PIN devices. Thesis. Ohio State University (2020) 156.T. P. Pearsаll. IEEE J. Quantum Electron., QE-16, N 7 (1980) 712—720T.P.Pearsаll. IEEE Journal of Quantum Electronics, QE-16, №7 (1980) 712- 720.E. H. Rhoderick, R. H. Williams. Metal-Semiconductor Contacts, Claredon, Oxford (1988) 141—179Rhoderick E. H. and R.H.Williams. Metal-Semiconductor Contacts. Claredon, Oxford, (1988) 141179.Г. Е. Яковлев, В. И. Зубков, В. Г. Литвинов, А. В. Ермачихин. Изв. СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, № 4 (2018) 13—20G.E.Yakovlev, V.I.Zubkov, V.G.Litvinov, A.V.Ermachikhin. Izvestia SPbGETU “LETI” №4 (2018) 13-20 (in Russian).С. М. Зи. Физика полупроводниковых приборов, пер. с англ. под ред. Р. А. Суриса, 2-е изд. перераб. и доп., Москва, Мир (1984) 80—115S.M.Sze. Physics of Semiconductors Devices. New York: Wiley, (1969) 77-114.J. F. Klem, J. K. Kim, M. J. Cich, G. A. Keeler, S. D. Hawkins, T. R. Fortune. Appl. Phys. Lett., 95, 031112 (2009) 1—3J.F.Klem, J.K.Kim, M.J.Cich, G.A.Keeler, S.D.Hawkins, and T.R.Fortune. Applied Physics Letters, 95, 031112 (2009) 1-3.Kioshi Ohnaka, Minoru Kubo, Jun Shibata. IEEE Transact. Electron Devices, ED-34, N 2 (1987) 199—294Kioshi Ohnaka, Minoru Kubo, and Jun Shibata. IEEE Transactions on Electron Devices, ED-34, №2 (1987) 199–294.Xiaoli Ji, Baiqing Liu, Hengjing Tang, Xue Li, Ming Shi, Ying Zhou, Yue Xu, Haimei Gong, Feng Yan. Jpn. J. Appl. Phys., 54, 04DG09 (2015) 1—4Xiaoli Ji, Baiqing Liu, Hengjing Tang, Xue Li, Ming Shi, Ying Zhou, Yue Xu, Haimei Gong, and Feng Yan. Japanese Journal of Applied Physics, 54, 04DG09 (2015) 1-4.Bin Li, Qian-Qian Lv, Rong Cui, Wei-Hong Yin, Xiao-Hong Yang, Qin Han. IEEE Photonics, Technol. Lett., 27, N 1 (2015) 34—37Bin Li, Qian-Qian Lv, Rong Cui, Wei-Hong Yin, Xiao-Hong Yang, and Qin Han. IEEE Photonics, Technology Letters, 27, №1 (2015) 34- 37.Wenqi Wang, Zhen Deng, Xinxin Li, Lili Han, Junyang, Zhang, Yangfeng Li, Wenxin Wang, Haiqiang Jia, Hong Chen. Results in Optics, 5, 100181 (2021) 1—7Wenqi Wang, Zhen Deng, Xinxin Li, Lili Han, Junyang, Zhang, Yangfeng Li, Wenxin Wang, Haiqiang Jia, Hong Chen. Elsevier, Results in Optics, 5, 100181 (2021) 1-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.