Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм
An important problem for HgCdTe and InSb photodiodes is the excess dark current, which dominates at operating reverse bias voltages and exceeds the generation-recombination current in the space charge region. As a rule, the excess current has the bulk and surface components and causes the 1/f -type...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Publishing house "Academperiodika"
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023463 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2023463 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20234632025-02-22T10:25:31Z Modeling of the Mechanisms of Charge Carrier Transport in HgCdTe and InSb Photodiodes in the 3–5-μm Spectral Interval Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм Tetyorkin, V. Tsybrii, Z. Slipokurov, V. Yevmenova, A. Andrieieva, K. Kosulya, O. IЧ фотодiоди HgCdTe InSb механiзми транспорту носiїв заряду моделювання темнового струму IR photodiodes HgCdTe InSb charge carrier transport mechanisms dark current simulation An important problem for HgCdTe and InSb photodiodes is the excess dark current, which dominates at operating reverse bias voltages and exceeds the generation-recombination current in the space charge region. As a rule, the excess current has the bulk and surface components and causes the 1/f -type low-frequency noise, which affects the ampere-watt sensitivity and detectivity of photodiodes. In most performed studies, the tunnel nature of the excess current and its connection with the manufacturing technology of initial materials and photodiodes are noted. Using theoretical models, dark current calculations have been performed, and their results have been compared with experimental results obtained from the studies of photodiodes based on epitaxial films of p-Hg1−xCdxTe (x ≈ 0.3) and single crystals n-InSb. A conclusion is drawn that the structure of the sensitive region in photodiodes manufactured making use of ion implantation and diffusion methods is more complicated than that in existing models. Therefore, the latter can be used as a first approximation for the qualitative and quantitative explanations of experimental results. Важливою проблемою для HgCdTe та InSb фотодiодiв є надлишковий темновий струм, який домiнує при робочих напругах зворотного змiщення i перевищує генерацiйно-рекомбiнацiйний струм в областi просторового заряду (ОПЗ). Як правило, надлишковий струм має об’ємну та поверхневу складову i зумовлює низькочастотний шум 1/f -типу, який впливає на амперватну чутливiсть та виявлювальну здатнiсть фотодiодiв. У бiльшостi виконаних дослiджень вiдзначається тунельна природа надлишкового струму i зв’язок з технологiєю виготовлення вихiдних матерiалiв та фотодiодiв. З використанням теоретичних моделей виконано розрахунки темнового струму, якi спiвставленi з експериментальними результатами, отриманими iз дослiджень фотодiодiв на основi епiтаксiйних плiвок p-Hg1−xCdxTe (x ∼ 0,3) та монокристалiв n-InSb. Зроблено висновки про те, що структура чутливої областi у фотодiодах, виготовлених методами iонної iмплантацiї та дифузiї, бiльш складна, нiж у iснуючих моделях, тому останнi можна використати як перше наближення для якiсного i кiлькiсного пояснення експериментальних результатiв. Publishing house "Academperiodika" 2025-01-18 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023463 10.15407/ujpe70.1.56 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 70 No. 1 (2025); 56 Український фізичний журнал; Том 70 № 1 (2025); 56 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe70.1 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023463/3246 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023463/3247 Copyright (c) 2025 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-02-22T10:25:31Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
IЧ фотодiоди HgCdTe InSb механiзми транспорту носiїв заряду моделювання темнового струму |
| spellingShingle |
IЧ фотодiоди HgCdTe InSb механiзми транспорту носiїв заряду моделювання темнового струму Tetyorkin, V. Tsybrii, Z. Slipokurov, V. Yevmenova, A. Andrieieva, K. Kosulya, O. Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| topic_facet |
IЧ фотодiоди HgCdTe InSb механiзми транспорту носiїв заряду моделювання темнового струму IR photodiodes HgCdTe InSb charge carrier transport mechanisms dark current simulation |
| format |
Article |
| author |
Tetyorkin, V. Tsybrii, Z. Slipokurov, V. Yevmenova, A. Andrieieva, K. Kosulya, O. |
| author_facet |
Tetyorkin, V. Tsybrii, Z. Slipokurov, V. Yevmenova, A. Andrieieva, K. Kosulya, O. |
| author_sort |
Tetyorkin, V. |
| title |
Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_short |
Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_full |
Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_fullStr |
Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_full_unstemmed |
Моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в HgCdTe та InSb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_sort |
моделювання механізмів транспорту носіїв заряду в hgcdte та insb фотодіодах на ділянку спектра 3–5 мкм |
| title_alt |
Modeling of the Mechanisms of Charge Carrier Transport in HgCdTe and InSb Photodiodes in the 3–5-μm Spectral Interval |
| description |
An important problem for HgCdTe and InSb photodiodes is the excess dark current, which dominates at operating reverse bias voltages and exceeds the generation-recombination current in the space charge region. As a rule, the excess current has the bulk and surface components and causes the 1/f -type low-frequency noise, which affects the ampere-watt sensitivity and detectivity of photodiodes. In most performed studies, the tunnel nature of the excess current and its connection with the manufacturing technology of initial materials and photodiodes are noted. Using theoretical models, dark current calculations have been performed, and their results have been compared with experimental results obtained from the studies of photodiodes based on epitaxial films of p-Hg1−xCdxTe (x ≈ 0.3) and single crystals n-InSb. A conclusion is drawn that the structure of the sensitive region in photodiodes manufactured making use of ion implantation and diffusion methods is more complicated than that in existing models. Therefore, the latter can be used as a first approximation for the qualitative and quantitative explanations of experimental results. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023463 |
| work_keys_str_mv |
AT tetyorkinv modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT tsybriiz modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT slipokurovv modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT yevmenovaa modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT andrieievak modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT kosulyao modelingofthemechanismsofchargecarriertransportinhgcdteandinsbphotodiodesinthe35mmspectralinterval AT tetyorkinv modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm AT tsybriiz modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm AT slipokurovv modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm AT yevmenovaa modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm AT andrieievak modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm AT kosulyao modelûvannâmehanízmívtransportunosíívzarâduvhgcdtetainsbfotodíodahnadílânkuspektra35mkm |
| first_indexed |
2025-10-02T01:19:16Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:19:16Z |
| _version_ |
1851765412825399296 |