Etude et Simulation de la Photodiode à base de GaN et GaAs

Abstract

Abstract : Over the past decade, there has been a remarkable surge in the popularity of III-nitride compounds, including GaN, InN, IAIN, and GaAs. The tremendous potential of these materials has spurred a growing interest in developing solid-state electronic devices for micro, nano, and optoelectronic applications. In line with this trend, our research focuses on exploring the feasibility of a PIN photodiode structure utilizing both GaN and GaAs. To achieve this, we conduct a comprehensive simulation study using COMSOL Multiphysics software. The primary objective of this investigation is to analyze and ascertain the electrical and optical properties of the photodiode junction, with particular emphasis on the photon-sensitivity. Through this research, we aim to gain valuable insights into the performance and behaviour of the proposed photodiode design. By understanding the electrical and optical properties, we can lay the foundation for the potential application of this photodiode structure in cutting-edge electronic and optoelectronic devices. This study represents a significant step towards harnessing the full potential of GaN and GaAs. Key words : GaN; GaAs; photodiode; photo-sensitivity; comsol . Resume : Au cours de la dernière décennie, on a observé une augmentation remarquable de la popularité des composés de nitrure de type III, notamment GaN, InN, IAIN et GaAs. Le potentiel énorme de ces matériaux a suscité un intérêt croissant pour le développement de dispositifs électroniques à semi-conducteurs destinés aux applications microélectroniques, nanotechnologiques et optoélectroniques. En accord avec cette tendance, notre recherche se concentre sur l'exploration de la faisabilité d'une structure de photodiode PIN utilisant à la fois GaN et GaAs. Pour ce faire, nous menons une étude de simulation approfondie à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics. L'objectif principal de cette investigation est d'analyser et de déterminer les propriétés électriques et optiques de la jonction de la photodiode, en mettant particulièrement l'accent sur la sensibilité aux photons. À travers cette recherche, nous visons à acquérir des informations précieuses sur les performances et le comportement de la conception proposée de photodiode. En comprenant les propriétés électriques et optiques, nous pouvons poser les bases pour l'application potentielle de cette structure de photodiode dans des dispositifs électroniques et optoélectroniques de pointe. Cette étude représente une étape significative vers l'exploitation pleine du potentiel du GaN et du GaAs. Mots clés: GaN; GaAs; photodiode; photo-sensibilités; comsol الملخص: خلال العقد الماضي، شهدت مركبات النتريد الثلاثي (III) ارتفاعًا ملحوظًا في الشهرة، بما في ذلك GaN و InN و IAIN و GaAs. لقد أثار الإمكانات الهائلة لهذه المواد اهتمامًا متزايدًا في تطوير أجهزة إلكترونية صلبة للتطبيقات الميكرو والنانو والتطبيقات الضوئية. يركز بحثنا وفقًا لهذه الاتجاهات على استكشاف جدوى تصميم بنية فوتودايود بتقنية الـ PIN باستخدام GaN و GaAs. من أجل تحقيق ذلك، نجري دراسة محاكاة شاملة باستخدام برنامج COMSOL Multiphysics. الهدف الرئيسي لهذه الدراسة هو تحليل وتحديد الخصائص الكهربائية والبصرية لتقاطع فوتودايود، مع التركيز بشكل خاص على الحساسية للفوتونات. من خلال هذا البحث، نهدف إلى الحصول على نظرة قيمة حول الأداء والسلوك المقترح لتصميم الفوتودايود. من خلال فهم الخصائص الكهربائية والبصرية، يمكننا وضع الأسس لتطبيق هذه البنية من الفوتودايود في أجهزة إلكترونية وضوئية متقدمة. تمثل هذه الدراسة خطوة هامة نحو استثمار القدرات الكاملة لـ GaN و GaAs.

الكلمات الرئيسية: GaN، GaAs، فوتودايود، حساسية الفوتونات، كومسول