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Photodétecteurs à avalanche Hg0,3 Cd0,7Te à λ = 1,3 μm: coefficients d’ionisation et bruit

Hg0,3 Cd0,7 Te avalanche photodiode at λ = 1.3 μm: Impact ionization rates and noise

Analyse

On présente les premiers résultats obtenus sur les photodiodes à avalanche Hg0,3Cd0,7Te pour la photodétection à λ = 1,3 μm. A la composition xst = 0,7, la largeur de bande interdite de ce composé II–VI est de 0,9 eV. Dans la première partie de ce travail,les facteurs de multiplication MNet MPrespectivement des électrons et des trous sont déterminés à partir des réponses spectrales du dispositif à différentes tensions de polarisation. On déduit deMNet MPles variations des coefficients d’ionisation ades électrons et βdes trous en fonction du champ électrique E. Le rapport κ = β/αobtenu est de l’ordre de 10. La seconde partie de cet article porte sur la caractérisation en bruit de ces photodiodes en régime de multiplication qui est le seul fonctionnement intéressant pour la photodétection. L’étude de la variation de la densité spectrale de fluctuations de courant de bruit Si(f) en fonction du facteur de multiplication M permet d’atteindre la valeur du rapport κ = β/α.Cette valeur, de l’ordre de 10, est en bon accord avec celle obtenue dans la première partie de cet article par des mesures de réponse spectrale.

Abstract

Preliminary experimental results are shown on the Hg0,30 Cd0,70 Te avalanche photodiodes with xst = 0.70 and Eg = 0.9 eV. In the first part the both multiplication coefficients MN and MP are determined. The ionization coefficients α and β for electrons and holes are calculated. The values of α and β versus the electric field are reported. The ionization coefficients ratio k = β/α is deduced and is about 10. In the second part, the noise characterization will be presented. Only multiplication noise is very interesting for the photodetection. The noise curve over the multiplication zone is given by the law in power xB of M. The value of xB is about 2.5 which confirms that κ = β/α is about 10 deduced from the first order electrical measurements.

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Alabedra, R., Orsal, B., Valenza, M. et al. Photodétecteurs à avalanche Hg0,3 Cd0,7Te à λ = 1,3 μm: coefficients d’ionisation et bruit. Ann. Telecommun. 41, 59–65 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02998271

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Mots clés

  • Photodétecteur
  • Diode avalanche
  • Cadmium mercure tellurure
  • Composé II–VI
  • Dispositif semiconducteur
  • Ionisation
  • Bruit fond
  • Mesure électrique
  • Facteur multiplication

Key words

  • Photodetector
  • Avalanche diode
  • Cadmium mercury telluride
  • II–V compound
  • Semiconductor device
  • Ionization
  • Background noise
  • Electrical measurement
  • Multiplication