Быстродействующие фотодиоды для средней инфракрасной области спектра 1.2–2.4 мкм на основе гетероструктур GaSb/GaInAsSb/GaAlAsSb с полосой пропускания 2–5 ГГц

Впервые созданы быстродействующие $p$–$i$–$n$-фотодиоды для спектрального диапазона 1.2–2.4 мкм на основе гетероструктуры GaSb/GaInAsSb/GaAlAsSb с разделенными чувствительной (диаметр 50 мкм) и контактной мезами, соединенными мостиковым фронтальным контактом. Использование оригинальной конструкции контактной мезы с диэлектрическим подслоем Si$_3$N$_4$ толщиной 0.3 мкм под металлическим контактом позволило снизить как собственную емкость фотодиода, так и значения обратных темновых токов. Фотодиоды имеют низкую собственную емкость: 3–5 пФ при нулевом смещении и 0.8–1.5 пФ при обратном смещении – 3.0 В. Быстродействие фотодиода, определяемое по времени нарастания импульса фотоотклика на уровне 0.1–0.9, составляет величину 50–100 пс. Полоса пропускания фотодиодов достигает 2–5 ГГц. Фотодиоды характеризуются низкой величиной обратных темновых токов, $I_d$ = 200–1500 нА при обратном смещении $U$ = -(0.5–3.0) В, высокими значениями токовой монохроматической чувствительности, $R_i$ = 1.10–1.15 A/Вт, и обнаружительной способности, $D^*(\lambda_{\mathrm{max}}$, 1000, 1) = 0.9 $\cdot$ 10$^{11}$ Вт$^{-1}$ $\cdot$ см $\cdot$ Гц$^{1/2}$, на длинах волн 2.0–2.2 мкм.