Dark current and 1/f noise in forward-biased InAs photodiodes

• Published in: Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Date: 2021
• Main Authors: Tetyorkin, V.V., Sukach, A.V., Tkachuk, A.I.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2021
• Subjects: Optoelectronics and optoelectronic devices
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216288
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Dark current and 1/f noise in forward-biased InAs photodiodes / V.V. Tetyorkin, A.V. Sukach, A.I. Tkachuk // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2021. — Т. 24, № 4. — С. 466-471. — Бібліогр.: 17 назв. — англ.

Dark current and low-frequency noise have been studied in forward-biased InAs photodiodes within the temperature range 77… 290 K. Photodiodes were fabricated by diffusion of Cd into n-InAs single crystal substrates. It has been shown that, at temperatures >130 K, the forward current is defined by the recombination of charge carriers with participation of deep states in the middle of the band gap. At these temperatures, a correlation is found between forward current and 1/f noise. At lower temperatures, the forward current and noise have been analyzed within the model of an inhomogeneous p-n junction caused by dislocations in the depletion region. Experimental evidence has been obtained that multiple carrier tunneling is the main transport mechanism at low temperatures, which leads to an increase in low-frequency noise. У діапазоні температур 77… 290 K досліджено темновий струм та 1/f шум на прямо зміщених фотодіодах InAs. Фотодіоди були виготовлені шляхом дифузії Cd у монокристалічні підкладки n-InAs. Показано, що при температурах > 130 K прямий струм визначається рекомбінацією носіїв заряду за участю глибоких станів у середині забороненої зони. При цих температурах виявляється кореляція між прямим струмом і 1/f шумом. При більш низьких температурах прямий струм і шум були проаналізовані в рамках моделі неоднорідного p-n переходу, зумовленого дислокаціями в області виснаження. Отримано експериментальні докази того, що багатократне тунелювання носіїв є основним механізмом перенесення носіїв при низьких температурах, що призводить до збільшення низькочастотного шуму.