AlxGa1-xN based avalanche photodiodes grown on sapphire substrate with Al-contents of x = 0.65 and x = 0.60 have been examined under back- and frontside illumination with respect to their avalanche gain properties. The photodetectors suitable for the solar-blind ultraviolet spectral regime show avalanche gain for voltages in excess of 30 V reverse bias in the linear gain mode. Devices with a mesa diameter of 100 μm exhibit stable avalanche gain below the break through threshold voltage, exceeding a multiplication gain of 5500 at 84 V reverse bias. A dark current below 1 pA can be found for reverse voltages up to 60 V.

1.
C. J.
Collins
,
T.
Li
,
A. L.
Beck
,
R. D.
Dupuis
,
J. C.
Campbell
,
J. C.
Carrano
,
M. J.
Schurman
, and
I. A.
Ferguson
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
2138
(
1999
).
2.
R.
McClintock
,
A.
Yasan
,
K.
Minder
,
P.
Kung
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
241123
(
2005
).
3.
R.
McClintock
,
J. L.
Pau
,
K.
Minder
,
C.
Bayram
,
P.
Kung
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
141112
(
2007
).
4.
J. C.
Carrano
,
D. J. H.
Lambert
,
C. J.
Eiting
,
C. J.
Collins
,
T.
Li
,
S.
Wang
,
B.
Yang
,
A. L.
Beck
,
R. D.
Dupuis
, and
J. C.
Campbell
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
924
(
2000
).
5.
K. A.
McIntosh
,
R. J.
Molnar
,
L. J.
Mahoney
,
A.
Lightfoot
,
M. W.
Geis
,
K. M.
Molvar
,
I.
Melngailis
,
R. L.
Aggarwal
,
W. D.
Goodhue
,
S. S.
Choi
,
D. L.
Spears
, and
S.
Verghese
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3485
(
1999
).
6.
T.
Tut
,
M.
Gokkavas
,
A.
Inal
, and
E.
Ozbay
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
163506
(
2007
).
7.
L.
Sun
,
J.
Chen
,
J.
Li
, and
H.
Jiang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
191103
(
2010
).
8.
Z.
Huang
,
J.
Li
,
W.
Zhang
, and
H.
Jiang
,
Appl. Phys. Express
6
,
054101
(
2013
).
9.
H.
Wu
,
W.
Wu
,
H.
Zhang
,
Y.
Chen
,
Z.
Wu
,
G.
Wang
, and
H.
Jiang
,
Appl. Phys. Express
9
,
052103
(
2016
).
10.
Z. G.
Shao
,
X. F.
Yang
,
H. F.
You
,
D. J.
Chen
,
H.
Lu
,
R.
Zhang
,
Y. D.
Zheng
, and
K. X.
Dong
,
IEEE Electron Device Lett.
38
(
4
),
485
488
(
2017
).
11.
Z. G.
Shao
,
Q. J.
Gu
,
X. F.
Yang
,
J.
Zhang
,
Y. W.
Kuang
,
D. B.
Zhang
,
H. L.
Yu
,
X. K.
Hong
,
J. F.
Feng
, and
Y. S.
Liu
,
AIP Adv.
7
,
065016
(
2017
).
12.
Y.
Huang
,
D. J.
Chen
,
H.
Lu
,
K. X.
Dong
,
R.
Zhang
,
Y. D.
Zheng
,
L.
Li
, and
Z. H.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
253516
(
2012
).
13.
S.
Choi
,
H. J.
Kim
,
Y.
Zhang
,
X.
Bai
,
D.
Yoo
,
J.
Limb
,
J. H.
Ryou
,
S. C.
Shen
,
P. D.
Yoder
, and
R. D.
Dupuis
,
IEEE Photonics Tech. Lett.
21
,
1526
(
2009
).
14.
E.
Cicek
,
Z.
Vashaei
,
R.
McClintock
,
C.
Bayram
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
261107
(
2010
).
15.
E.
Bellotti
and
F.
Bertazzi
,
J. Appl. Phys.
111
,
103711
(
2012
).
16.
M. A.
Moram
and
M. E.
Vickers
,
Rep. Prog. Phys.
72
,
036502
(
2009
).
17.
C. P.
Huang
,
C. H.
Wang
,
C. P.
Liu
, and
K. Y.
Lai
,
Sci. Rep.
7
,
7135
(
2017
).
You do not currently have access to this content.