Investigation of dark current mechanisms of GaSb based infrared photodiodes

Yarıiletken malzemeler ve bu malzemelerden üretilen doğrultucu, laser, transistör, ışık yayan diyot (LED), fotodetektör gibi araç ve gereçler, elektronik, bilgisayar teknolojisi, nanoteknoloji, askeri savunma sanayi, optik iletişim sistemleri gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda, kızılötesi (infrared) bölgede çalışan yüksek verimli ışık kaynakları ve fotoalıcılar, ayrıca bunların imal edilmesi için gereken yarıiletken malzemelerin incelenmesi güncel bir konu haline gelmiştir. Söz konusu spektrum bölgesinde çalışan optoelektronik düzeneklerin imal edilmesi için GaSb ve InAs gibi taban malzemeler ile örgü sabitleri uyumlu olan GaInAsSb, GaAlAsSb, InAsSbP gibi dört bileşenli katı çözeltiler uygun malzemeler olarak görülmektedirler.Bu çalışmada kızılötesi bölgede çalışan GaSb/GaInAsSb/GaAlAsSb çift heteroyapı numunesinin elektrik özellikleri incelenmiştir. C-V ve I-V ölçümlerinin yanı sıra hesaplanan ideal faktör ve aktivasyon enerjisi değerlerinden de faydalanılarak farklı sıcaklıklardaki karanlık akım mekanizmaları yorumlanmıştır.Semiconductor materials and devices produced from these materials such as rectifiers, lasers, transistors, light emitting diodes (LEDs) and photodetectors are widely used in electronics, computing technologies, nanotechnology, defence industry, optical communication systems etc. In recent years, efficient light sources and photodetectors operating in the infrared region and investigation of the semiconductor materials used to fabricate these devices have been popular. Quaternary solid solutions such as GaInAsSb, GaAlAsSb and InAsSbP which are lattice matched with GaSb and InAs substrates are said to be appropriate materials to fabricate optoelectronic devices operating in the infrared region.In this work, electrical properties of the GaSb/GaInAsSb/GaAlAsSb double heterostructure were investigated. Dark current mechanisms at several temperatures are discussed by using calculated ideality factor and activation energy values in addition to I-V and C-V measurements