Status of p-on-n Arsenic-Implanted HgCdTe Technologies

Mollard, L.; Destéfanis, G.; Bourgeois, G.; Ferron, A.; Baier, N.; Gravrand, O.; Barnes, Jean‐Paul; Papon, A.M.; Milési, F.; Kerlain, A.; Rubaldo, L.

doi:10.1007/s11664-011-1692-z

Cited by 31 publications

(20 citation statements)

References 8 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Measurements of majority carriers mobility are up to 110×10 3 cm 2 /V/s for LWIR detectors, confirming the high quality of In-doped MCT [4]. pon-n photodiodes are manufactured by ion-implantation of Arsenic [11]. Two steps of annealing after implantation are necessary: one to repair defects resulting from ion bombardment and activate As and the other one, under Hg overpressure vapor, to restore n-type doping of the base layer.…”

Section: Technological Processmentioning

confidence: 70%

Low-dark current p-on-n MCT detector in long and very long-wavelength infrared

et al. 2015

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents recent developments done at CEA-LETI Infrared Laboratory on processing and characterization of p-on-n HgCdTe (MCT) planar infrared focal plane arrays (FPAs) in LWIR and VLWIR spectral bands. These FPAs have been grown using liquid phase epitaxy (LPE) on a lattice matched CdZnTe substrate. This technology presents lower dark current and lower serial resistance in comparison with n-on-p vacancy doped architecture and is well adapted for low flux detection or high operating temperature. This architecture has been evaluated for space applications in LWIR and VLWIR spectral bands with cutoff wavelengths from 10µm up to 17µm at 78K. Innovations have been introduced to the technological process to form a heterojunction with a LPE growth technique. The aim was to lower dark current at low temperature, by decreasing currents from the depletion region. Electro-optical characterizations on p-on-n photodiodes have been performed on QVGA format FPAs with 30µm pixel pitches. Results show excellent operabilities in current and responsivity, with low dispersion and noise limited by current shotnoise. Studies performed on dark current show that dark current densities are consistent with the heuristic prediction law "Rule07" at 78K. Below this temperature, dark current varies as a pure diffusion current.

show abstract

Section: Technological Processmentioning

confidence: 70%

Low-dark current p-on-n MCT detector in long and very long-wavelength infrared

et al. 2015

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The p-on-n photodiodes are manufactured by ion-implantation of arsenic. 11 Two steps of annealing after implantation are necessary: one to repair defects resulting from ion bombardment and activate As and the other, under overpressure of Hg vapor, to restore n-type doping of the base layer. Hall and maximum entropy mobility spectrum analysis (MEMSA) 12 measurements show that As activation is greater than 50%.…”

Section: Technological Processmentioning

confidence: 99%

Latest Developments in Long-Wavelength and Very-Long-Wavelength Infrared Detection with p-on-n HgCdTe

Baier

Cervera

Gravrand

et al. 2015

Journal of Elec Materi

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

We report recent developments at Commissariat à l'Energie AtomiqueLaboratoire d'Electronique des Technologies de l'Information Infrared Laboratory on the processing and characterization of p-on-n HgCdTe (MCT) planar infrared focal plane arrays (FPAs) operating in the long-wavelength infrared (LWIR) and very-long-wavelength infrared (VLWIR) spectral bands. The active layers in these FPAs were grown by liquid phase epitaxy (LPE) on a latticematched CdZnTe substrate. This technological process results in lower dark current and lower serial resistance than for n-on-p vacancy-doped architecture and thus is better adapted for lower flux detection or higher operating temperature. This architecture was evaluated for space applications in the LWIR and VLWIR spectral bands with cutoff wavelengths from 10 to 17 lm at 78 K. Innovations have been introduced to the technological process to form a heterojunction by use of an LPE growth technique. The initial objective was to reduce the dark current at low temperatures, by reducing the transition temperature from diffusion-limited to depletion-limited dark current. Another advantage is that the wider bandgap obtained in the vicinity of the junction ensures less sensitivity to the defects present at the interface between MCT and passivation layers. Electrooptical characterization of p-on-n photodiodes was performed on quarter video graphics array format FPAs with 25 and 30 lm pixel pitches. The results revealed excellent operabilities in current and responsivity, with low dispersion, and noise limited by current shot noise. Studies performed on the dark current show that dark current densities at 78 K are consistent with the heuristic prediction law ''Rule 07''. Below this temperature, dark current varies as a pure diffusion current for a variety of devices from different manufacturers, introducing a temperature range limitation in the description of the ''Rule 07'' law.

show abstract

“…В частности, не всегда может быть реализована диодная p−n-структура, обеспечивающая эффективную инжекцию электронов и дырок в активную область. Например, существуют технологические трудности при создании полупроводниковых слоев с p-типом проводимости в материалах HgCdTe или AlGaN [6][7][8][9]. Как альтернатива прямой токовой накачке может использоваться оптическая накачка или накачка электронным лучом, что не всегда эффективно или же может значительно усложнять систему.…”

Section: Introductionunclassified

Изотипные гетероструктуры n-AlGaAs/n-GaAs, оптимизированные для эффективной межзонной излучательной рекомбинации при накачке электрическим током

Соболева¹,

Слипченко²,

Пихтин³

2021

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

Проведен анализ транспорта носителей заряда при накачке током изотипной AlGaAs/GaAs-гетероструктуры, оптимизированной для эффективной межзонной излучательной рекомбинации. Для анализа особенностей транспорта носителей заряда использовались модели: дрейф-диффузионная, дрейф-диффузионная с полевой зависимостью подвижности, а также энергетического баланса. Показано, что при низких токах уровень излучательной рекомбинации в активной области выше в модели энергетического баланса из-за более эффективного накопления носителей, генерируемых посредством ударной ионизации. Это объясняется наличием на гетерогранице эффекта "velocity overshoot", возникающего из-за резкого изменения концентрации электронов и электрического поля на гетеропереходе, тогда как в дрейф-диффузионном приближении скорость дрейфа в данной области равна насыщенной, и наблюдается снижение потенциального барьера из-за накопления большой концентрации электронов вблизи гетероперехода. При токах >40 А уровень излучательной рекомбинации в активной области выше в дрейф-диффузионнном приближении, что объясняется более высокими значениями напряженности поля и темпа ударной ионизации в слое с доменом электрического поля. Продемонстрировано увеличение тока излучательной рекомбинации в активной области более чем на 50% до 13.5 А (при токе накачки 100 А) и максимальной внутренней квантовой эффективности до 16% (при токе 40 А) при уменьшении толщины слоя накопления неравновесных носителей заряда до 100 нм. Ключевые слова: гетероструктуры, изотипные структуры, ударная ионизация, модель энергетического баланса, излучательная рекомбинация.

show abstract

Status of p-on-n Arsenic-Implanted HgCdTe Technologies

Cited by 31 publications

References 8 publications

Low-dark current p-on-n MCT detector in long and very long-wavelength infrared

Low-dark current p-on-n MCT detector in long and very long-wavelength infrared

Latest Developments in Long-Wavelength and Very-Long-Wavelength Infrared Detection with p-on-n HgCdTe

Изотипные гетероструктуры n-AlGaAs/n-GaAs, оптимизированные для эффективной межзонной излучательной рекомбинации при накачке электрическим током

Contact Info

Product

Resources

About