Photodiode sensible dans le proche infrarouge
Le silicium-germanium microcristallin (µc-SiGe:H) est un matériau à faible bande interdite dont les propriétés optiques et électriques dépendent fortement des conditions de dépôt. Dans le cadre d’un projet en collaboration avec ST Microelectronics visant a développer des photodiodes sensible à l’infra-rouge par une approche à faible budget thermique, l’INL a développé et optimisé l’ensemble des matériaux microcristallins (µc-Si dopé n ou p, µc-SiGe) par dépot CVD assisté par plasma (PECVD). Des structure N-I-P ont été ensuite réalisées, dans les infrastructures de NanoLyon, en utilisant une approche monolithique, les dépôts actifs se faisant à la suite dans le même réacteur. Des photodiodes ont pu être réalisées avec un empilement ITO / µc-Si:P / µc-Si1-xGex:H / µc-Si:B / Ag, sans lithographie, et permettant d’obtenir des rendements quantiques internes supérieur à 80% dans le domaine visible, et jusqu’à 20% dans le proche IR. Une fraction de 60 % de Ge est optimale pour une couche d’absorption intrinsèque µc-SiGe:H de 200 nm d’épaisseur, combinant des propriétés absorption et de transport satisfaisante.
Collaboration :
Convention thèse ANRT-CIFRE 2019/1645 INL/ ST Microélectronics (Crolles)
Contacts :
Erwann Fourmond, Alestair Wilson
Publications :
A. Wilson, E. Fourmond, B. Saidi, J.-G. Mattei, B. Fornacciari, et M. Gros-Jean, « Potential of hydrogenated microcrystalline silicon-germanium for low thermal budget near infrared sensors », in Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XXXI, San Francisco, United States, mars 2023, p. 12. doi: 10.1117/12.2647554.
