Исследование температурной зависимости темновых токов pin-фотодиодов на основе эпитаксиальных гетероструктур In$_{0.83}$Ga$_{0.17}$As/InP с метаморфными буферными слоями

Методом взрывной фотолитографии изготовлены кристаллы pin-фотодиодов спектрального диапазона 2.2–2.6 мкм на основе наногетероструктур InAlAs/In$_{0.83}$Ga$_{0.17}$As/InP, полученных методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Конструктивной особенностью предложенных гетероструктур является включение метаморфных буферных слоев InAlAs для последующего малонапряженного роста активной области In$_{0.83}$Ga$_{0.17}$As. Из электрохимической вольт-фарадной характеристики получен вид распределения носителей заряда по структуре, определена концентрация носителей 2 $\cdot$ 10$^{16}$ см$^{-3}$ в активном слое In$_{0.83}$Ga$_{0.17}$As. Исследованы темновые вольт-амперные характеристики кристаллов pin-фотодиодов с типичными ($\sim$2 мА/см$^2$ при -10 мВ) и завышенными ($\sim$3 мА/см$^2$ при -10 мВ) значениями темновых токов, взятых с одной пластины, в диапазоне температур 80–300 K. Продемонстрирована связь механизмов генерации темнового тока, ассоциируемых с прорастающими дислокациями в активной области фотодиода, с увеличением плотности темнового тока в диапазоне обратных напряжений 0.3–1 В. При малом приложенном смещении -10 мВ в обоих образцах кристаллов фотодиодов обнаружен доминирующий вклад процессов поверхностной рекомбинации и туннелирования носителей заряда через глубокие уровни при температурах 180–240 K, и генерации-рекомбинации носителей заряда в области объемного заряда при 260–300 K в образование темновых токов.