Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 781-788 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:019830018012078100

Photodétecteurs à base de Ga1-x Alx Sb dans la gamme 1,3-1,6 μm

L. Gouskov¹, M. Boustani¹, G. Bougnot¹, C. Gril¹, A. Joullie², P. Salsac² et F. de Anda<sup>3

1</sup>  Centre d'Electronique de Montpellier (CEM), Université des Sciences et Techniques du Languedoc, 34060 Montpellier, France
²  Equipe de Microoptoélectronique de Montpellier (EM2), Université des Sciences et Techniques du Languedoc, 34060 Montpellier, France
³  Institut Polytechnique, Mexico, Mexique

Abstract
Two types of photodetectors involving the ternary alloy Ga1-xAl xSb (x ~ 0.17) have been fabricated and characterized : Zn diffused p+/n Ga1-xAlxSb mesa diodes and Sn doped indium oxide (ITO)/Ga1-xAlxSb n heterojunctions. The Ga1-xAlxSb ternary alloy was grown by liquid phase epitaxy on GaSb substrates. For p+/n diodes the reverse current can be attributed to tunnelling through traps, it is about 6 x 10-4 A/cm 2 at - 1 V for Nd - Na = 10 16 cm-3. The sensitivity of these diodes is strongly dependent on the depth of the junction, it is near 0.32 A/W for a 0.5 μm deep junction. ITO/Ga1-xAl xSb diodes are very similar to Schottky diodes. The'breakdown occurs near - 15 V at 300 K for Nd - Na = 7 x 1016 cm-3, Jinv (- 1 V) = 1.7 x 10-4 A/cm2. The spectral response of the quantum efficiency is about 0.5 just below the gap, its maximum appears in the visible range. The discussion of the results leads to the conclusion that these devices may be improved by a decrease of the doping level of the active region.

Résumé
Deux types de photodétecteurs à Ga1-xAl xSb (x ~ 0,17) ont été fabriqués et caractérisés : des diodes mésa diffusées Zn p+/n et des hétérojonctions oxyde d'indium dopé étain (ITO)/Ga1 -xAlxSb n. L'alliage ternaire Ga1-xAlxSb était fabriqué par épitaxie en phase liquide sur des substrats de GaSb. Pour les diodes p +/n le courant inverse peut être attribué à l'effet tunnel assisté par des pièges, il a pour valeur 6 x 10-4 A/cm2 à - 1 V (Nd - Na = 1016 cm -3). La sensibilité de ces diodes dépend fortement de la profondeur de la jonction, elle est voisine de 0,32 A/W pour une profondeur de 0,5 μm. Les diodes ITO/Ga1-xAlxSb sont très analogues à des diodes Schottky. Le claquage se situe vers - 15 V à 300 K pour N d - Na = 7 x 1016 cm-3, Jinv (- 1 V) = 1,7 x 10-4 A/cm2. L'efficacité quantique est de 0,5 juste au-dessus du gap, le maximum de réponse spectrale se situe dans le visible. La discussion de ces résultats conduit à conclure que l'amélioration de ces dispositifs implique la diminution du niveau de dopage de la zone active.

PACS
0762 - Detection of radiation bolometers, photoelectric cells, i.r. and submillimetre waves detection.
4250 - Photoelectric devices.
7230C - Photodetectors.

Key words
aluminium compounds -- gallium compounds -- III V semiconductors -- In sub 2 x Sn sub x O sub 3 y Ga sub 1 x Al sub x Sb -- photodetectors -- Ga sub 1 x Al sub x Sb -- mesa diodes -- ternary alloy -- liquid phase epitaxy -- p sup + n diodes -- spectral response -- quantum efficiency -- doping level