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Rapport des coefficients d’ionisation et de bruit dans les photodétecteurs à avalanche Hg0,44 Cd0,56 Te à λ = 1,6 μm

Hg0.44 Cd0.56 Te avalanche photodiode at λ = 1.6 µm: Impact ionization rates and noise

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Annales des Télécommunications Aims and scope Submit manuscript

Résumé

L’objet de cet article est de présenter une caractérisation de prototypes de photodiodes à avalanche Hg1-x Cdx Te à la stoechiométrie x ≈ 0,56. Pour cette stoechiométrie la largeur de bande interdite est Eg = 0,73 eV et la valeur Δ de la bande dédoublée est de 0,8 eV. L’écart 0,07 eV est bien supérieur à 2 kT. On confirmera expérimentalement à la suite de cette caractérisation que, pour Δ > Eg + 2 kT, le processus d’ionisation par impact lié au couplage spin-orbite n’intervient plus et que ce sont les électrons qui sont alors les porteurs les plus ionisants avec une énergie d’ionisation de 1,1 Eg. L’analyse du facteur d’excès de bruit F(M) déduit de mesures de bruit d’avalanche déclenchée par les trous qui sont les porteurs les moins ionisants, fait apparaître un rapport k = α/β des coefficients d’ionisation des trous et des électrons supérieur ou égal à 4. Ce résultat montre qu’il faudra modifier la technologie de réalisation du dispositif pour amorcer la multiplication par des électrons et non pas par des trous comme c’est le cas dans cette étude.

Abstract

The purpose of this paper is the characterization of Hg1-x CdX Te avalanche photodiode with x ≈ 0.56 Eg = 0.73 eV and δ = 0.8 eV. The difference with full equality δ = Eg is 0.07 eV, which is higher than 2kT. This characterization will give the experimental proof in the case where δ < Eg + 2k T that the ionization by impact process relative to spin-orbit resonnance and Auger recombination are not involved. Also the electrons become the most ionizing carriers with an ionization energy of 1.1 Eg . The value of the ratio k = α/β is deduced from noise measurements, α and β being respectively the electron and hole ionization coefficients. The value k is equal or higher than 4. This result shows that Hg0.44 Cd0.56 Te apd technology must be modified in order to initiate the multiplication by electrons and not by holes wich is the case in this study.

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Bibliographie

  1. Hildebrandt (O.),Kuebart (W.),Benz (K. W.),Pilkuhn (M. nH.). Ga1-xAlxSb avalanche photodiodes: resonant impact ionization with very high ratio of ionization coefficients.IEEE J. Quantum Electron (fév. 1981), QE-17, pp. 284–288.

    Article  Google Scholar 

  2. Orsal (B.), Alabedra (R.), Lecoy (G.), Flachet (Y.). Influence of band structure on noise properties in Hg1-xCdxTe avalanche photodiodes.9th Internat. Conf. on Noise in Phys. Syst., Montreal (mai 1987).

  3. Lecoy (G.),Orsal (B.),Alabedra (R.). Impact ionization and Auger recombination in Hg1-xCdxTe 0.6 >x > 0.7.J. Quantum Elect. IEEE (juil 1987), QE-23, n° 7, pp. 1145–1154.

    Article  Google Scholar 

  4. Alabedra (R.),Orsal (B.),Lecoy (G.),Pichard (G.),Melsage (J.),Fragnon (P.). AnHg0.3Cd0.7Te avalanche photodiode for optical fiber transmission systems at λ = 1.3 µm.IEEE Trans. Elect. Devices (juil. 1985), ED-32, n° 7, pp. 1302–1306.

    Article  Google Scholar 

  5. Orsal (B.), Alabedra (R.), Valenza (M.), Lecoy (G.), Meslage (J.), Boisrobert (C.). Les photodiodes à avalanche Hg0,4 Cd0,6Te à λ = 1,55 µm. Bruit près de la résonnance dû au couplage spin-orbite.Rev. Phys. Appl. (avr. 1987), n° 22, pp. 227–233.

  6. Orsal (B.),Alabedra (R.),Valenza (M.),Lecoy (G.),Meslage (J.),Boisrobert (C.). Hg0.4Cd0.6Te 1.55 µm avalanche photodiode noise. Analysis in the vicinity of resonant impact ionization connected with the spin-orbit split-off band.IEEE Trans. Elect. Devices (jan. 1988), ED-35, n° 1, pp. 101–107.

    Article  Google Scholar 

  7. ORSAL (B.). Thèse Doctorat d’Etat.USTL, Montpellier, France (juin 1987).

    Google Scholar 

  8. Mc Intyre (R. J.). Multiplication noise in uniform avalanche diodes.IEEE Trans. Elect. Devices (1966),13, pp. 164–168.

    Article  Google Scholar 

  9. Anderson (C. L.),Crowell (C. R.). Threshold energies for electron-hole pair production by impact ionization in semiconductors.Phys. Rev. B (1972),5, pp. 2267–2272.

    Article  Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. cem, CNRS UA 391, ustl, Place Eugène Bataillon, 34060, Montpellier cedex

    R. Alabedra, B. Orsal, A. H. Maatougui & K. D. Raniriharinosy

  2. sat, 41, rue Cantagrel, 75013, Paris

    P. Gori

  3. cnet-lab, Route de Trégastel, 22301, Lannion

    C. Boisrobert

Authors
  1. R. Alabedra
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  2. B. Orsal
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  3. A. H. Maatougui
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  4. K. D. Raniriharinosy
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  5. P. Gori
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  6. C. Boisrobert
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Alabedra, R., Orsal, B., Maatougui, A.H. et al. Rapport des coefficients d’ionisation et de bruit dans les photodétecteurs à avalanche Hg0,44 Cd0,56 Te à λ = 1,6 μm. Ann. Télécommun. 43, 117–122 (1988). https://doi.org/10.1007/BF02999517

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