Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP
Розглянуто вплив технологічних режимів вирощування подвійних гетеропереходів p⁺-InP/n-InGaAsP/n-InP методом РФЕ на їх фотоелектричні властивост і. Показано, що вирощування додаткового буферного шару n-InP на шарі n-InGaAsP, а також зменшення часу вирощування емітерного p⁺-InP шару, легованого цинком...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116717 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP / C.I. Круковський, А.В. Сукач, В.В. Тетьоркін, І.О. Мрихін, Ю.С. Михащук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 64-69. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-116717 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1167172017-05-15T03:02:44Z Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP Круковський, C.I. Сукач, А.В. Тетьоркін, В.В. Мрихін, І.О. Михащук, Ю.С. Розглянуто вплив технологічних режимів вирощування подвійних гетеропереходів p⁺-InP/n-InGaAsP/n-InP методом РФЕ на їх фотоелектричні властивост і. Показано, що вирощування додаткового буферного шару n-InP на шарі n-InGaAsP, а також зменшення часу вирощування емітерного p⁺-InP шару, легованого цинком, призводить до збігу металургійної та електричної гетеромеж, що обумовлю є реалізацію ефекту «широкозонного вікна» на спектрах фоточутливості гетеропереход ів. Проаналізовано еволюцію спектрів електролюмінесценції гетеропереход ів залежно від технологічних режимів їх вирощування і показано можливість їх використання для створення ефективних ІЧ-світлодіодів з λmax = 1,06 мкм. The effect of technological regimes of growing of double heterojunctions p⁺-InP/n-InGaAsP/n-InP by LPE on their photovoltaic properties is investigated. It is shown that growing of additional buffer layer of n-InP on n-InGaAsP and reducing the growth time of emitter p⁺-InP layer doped with zinc leads to match metallurgical and electrical heterojunctions, which makes the implementation of «wide-window» effect in the photosensitivity spectra of heterojunctions. The evolution of electroluminescence spectra of heterojunctions is analyzed, depending on thechnological regime of growth and possibility of using them to create efficient IR LED with λmax = 1,06 microns is shown. 2012 Article Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP / C.I. Круковський, А.В. Сукач, В.В. Тетьоркін, І.О. Мрихін, Ю.С. Михащук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 64-69. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0233-7577 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116717 621.315.592 uk Оптоэлектроника и полупроводниковая техника Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Розглянуто вплив технологічних режимів вирощування подвійних гетеропереходів p⁺-InP/n-InGaAsP/n-InP методом РФЕ на їх фотоелектричні властивост і. Показано, що вирощування додаткового буферного шару n-InP на шарі n-InGaAsP, а також зменшення часу вирощування емітерного p⁺-InP шару, легованого цинком, призводить до збігу металургійної та електричної гетеромеж, що обумовлю є реалізацію ефекту «широкозонного вікна» на спектрах фоточутливості гетеропереход ів. Проаналізовано еволюцію спектрів електролюмінесценції гетеропереход ів залежно від технологічних режимів їх вирощування і показано можливість їх використання для створення ефективних ІЧ-світлодіодів з λmax = 1,06 мкм. |
| format |
Article |
| author |
Круковський, C.I. Сукач, А.В. Тетьоркін, В.В. Мрихін, І.О. Михащук, Ю.С. |
| spellingShingle |
Круковський, C.I. Сукач, А.В. Тетьоркін, В.В. Мрихін, І.О. Михащук, Ю.С. Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| author_facet |
Круковський, C.I. Сукач, А.В. Тетьоркін, В.В. Мрихін, І.О. Михащук, Ю.С. |
| author_sort |
Круковський, C.I. |
| title |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP |
| title_short |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP |
| title_full |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP |
| title_fullStr |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP |
| title_full_unstemmed |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP |
| title_sort |
фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-inp/n-ingaasp/n-inp |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116717 |
| citation_txt |
Фотоелектричні властивості подвійних гетеропереходів p+-InP/n-InGaAsP/n-InP / C.I. Круковський, А.В. Сукач, В.В. Тетьоркін, І.О. Мрихін, Ю.С. Михащук // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 64-69. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| work_keys_str_mv |
AT krukovsʹkijci fotoelektričnívlastivostípodvíjnihgeteroperehodívpinpningaaspninp AT sukačav fotoelektričnívlastivostípodvíjnihgeteroperehodívpinpningaaspninp AT tetʹorkínvv fotoelektričnívlastivostípodvíjnihgeteroperehodívpinpningaaspninp AT mrihínío fotoelektričnívlastivostípodvíjnihgeteroperehodívpinpningaaspninp AT mihaŝukûs fotoelektričnívlastivostípodvíjnihgeteroperehodívpinpningaaspninp |
| first_indexed |
2025-07-08T10:56:22Z |
| last_indexed |
2025-07-08T10:56:22Z |
| _version_ |
1837075988538720256 |
| fulltext |
64 ISSN 0233-7577. Oïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà, 2012, âûï. 47
ÓÄÊ 621.315.592
. . 2, . . 1,
. . 1, . . 2, . . 2
p+-InP/n-InGaAsP/n-InP
Ðîçãëÿíóòî âïëèâ òåõíîëîã³÷íèõ ðåæèì³â âèðîùóâàííÿ ïîäâ³éíèõ
ãåòåðîïåðåõîä³â p+-InP/n-InGaAsP/n-InP ìåòîäîì ÐÔÅ íà ¿õ ôîòîåëåêòðè÷í³ âëàñ-
òèâîñò³. Ïîêàçàíî, ùî âèðîùóâàííÿ äîäàòêîâîãî áóôåðíîãî øàðó n-InP íà øàð³
n-InGaAsP, à òàêîæ çìåíøåííÿ ÷àñó âèðîùóâàííÿ åì³òåðíîãî p+-InP øàðó, ëåãîâà-
íîãî öèíêîì, ïðèçâîäèòü äî çá³ãó ìåòàëóðã³éíî¿ òà åëåêòðè÷íî¿ ãåòåðîìåæ, ùî îáó-
ìîâëþº ðåàë³çàö³þ åôåêòó «øèðîêîçîííîãî â³êíà» íà ñïåêòðàõ ôîòî÷óòëèâîñò³ ãåòå-
ðîïåðåõîä³â. Ïðîàíàë³çîâàíî åâîëþö³þ ñïåêòð³â åëåêòðîëþì³íåñöåíö³¿ ãåòåðîïåðå-
õîä³â çàëåæíî â³ä òåõíîëîã³÷íèõ ðåæèì³â ¿õ âèðîùóâàííÿ ³ ïîêàçàíî ìîæëèâ³ñòü ¿õ
âèêîðèñòàííÿ äëÿ ñòâîðåííÿ åôåêòèâíèõ ²×-ñâ³òëîä³îä³â ç max = 1,06 ìêì.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: InP, ð³äêîôàçíà åï³òàêñ³ÿ, ïîäâ³éíèé ãåòåðîïåðåõ³ä, ñïåêòðàëüíà
ôîòî÷óòëèâ³ñòü, ²×-ñâ³òëîä³îä.
Ïîäâ³éí³ ãåòåðîïåðåõîäè (ÏÃÏ) p+-InP/n-InGaAsP/n-InP øè-
ðîêî çàñòîñîâóþòüñÿ â ³íôðà÷åðâîí³é (²×) îïòîåëåêòðîí³ö³ äëÿ âèãîòîâ-
ëåííÿ íà ¿õ îñíîâ³ ³íæåêö³éíèõ ëàçåð³â, ñâ³òëî- òà ôîòîä³îä³â äëÿ ñïåê-
òðàëüíîãî ä³àïàçîíó 1,0�1,7 ìêì [1�4]. Íàéá³ëüø âàðòèìè óâàãè äëÿ
ïðèêëàäíèõ ðîçðîáîê º äîâæèíè õâèëü 1,06; 1,3 òà 1,6 ìêì, íà ÿêèõ îïòè-
÷í³ âòðàòè ñèãíàëó ó êâàðöîâîìó âîëîêí³ íàéìåíø³, ùî äຠçìîãó ïîáóäó-
âàòè òðèêàíàëüíó ë³í³þ çâ�ÿçêó íà îñíîâ³ îäíîãî âîëîêîííî-îïòè÷íîãî
êàáåëþ [4]. Îäí³ºþ ç ïåðåâàã ãåòåðîïåðåõîä³â (ÃÏ) InP/InGaAsP º ìîæëè-
â³ñòü çì³íè øèðèíè çàáîðîíåíî¿ çîíè òâåðäîãî ðîç÷èíó InxGa1�xAsyP1�y â³ä
0,73 äî 1,35 å ïðè äîñèòü äîáðîìó óçãîäæåíí³ ïàðàìåòð³â êðèñòàë³÷íèõ
´ðàòîê êîíòàêòóþ÷èõ ìàòåð³àë³â ( a/a 0,1 %) [5]. Ö³êàâ³ñòü äî ÏÃÏ
p+-InP/n-InGaAsP/n-InP º òàêîæ ó ðîçðîáíèê³â åëåìåíòíî¿ áàçè ²×-îïòî-
åëåêòðîí³êè, à ñàìå ñåíñîð³â ô³çè÷íèõ âåëè÷èí íà îñíîâ³ âîëîêîííî-
îïòè÷íèõ äàò÷èê³â [4].
Íåçâàæàþ÷è íà ñóòòºâèé ïðîãðåñ ó òåõíîëî㳿 âèðîùóâàííÿ ÏÃÏ
p+-InP/n-InGaAsP/n-InP ³ ó ðîçðîáö³ ïðèëàä³â íà ¿õ áàç³, àêòóàëüíèìè
ïðîáëåìàìè çàëèøàþòüñÿ â³äòâîðþâàí³ñòü ñêëàäó ³ åëåêòðîô³çè÷íèõ ïà-
ðàìåòð³â àêòèâíî¿ InGaAsP îáëàñò³, çìåíøåííÿ âïëèâó ôîíîâèõ äîì³-
øîê íà êîíöåíòðàö³þ îñíîâíèõ íîñ³¿â çàðÿäó â í³é, ç�ÿñóâàííÿ ìåõàí³ç-
ì³â äåãðàäàö³¿ òà ïðèðîäè íàäëèøêîâèõ ñòðóì³â [6�10].
Âàæëèâîþ òåõíîëîã³÷íîþ ïðîáëåìîþ ïðè âèðîùóâàíí³ ñòðóêòóð
InP/InGaAsP º âçàºìíå ëåãóâàííÿ ãåòåðîìåæ³, îñîáëèâî ñïîëóêè n-InGaAsP
öèíêîì ïðè âèðîùóâàíí³ âåðõíüîãî p+-InP åì³òåðíîãî øàðó ìåòîäîì
ð³äèííî-ôàçíî¿ åï³òàêñ³¿ (ÐÔÅ). Åôåêò âçàºìíîãî ëåãóâàííÿ ñïðè÷èíÿº
ôîðìóâàííÿ p�n-ïåðåõîäó â àêòèâí³é InGaAsP-îáëàñò³, îáóìîâëþº äî-
äàòêîâ³ îïòè÷í³ âòðàòè ²×-âèïðîì³íþâàííÿ â p-øàð³, çñóâ ìàêñèìóìó
ñïåêòðà åëåêòðîëþì³íåñöåíö³¿ ó á³ëüø äîâãîõâèëüîâó îáëàñòü ç max =
= 1,08 ìêì, çàì³ñòü î÷³êóâàíîãî max = 1,06 ìêì, ÿêà â³äïîâ³äàëà á øèðè-
í³ çàáîðîíåíî¿ çîíè ñïîëóêè InGaAsP Eg = 1,17 å çà Ò = 300 Ê. Êð³ì
òîãî, åôåêò ëåãóâàííÿ ãåòåðîìåæ³ InP/InGaAsP öèíêîì çóìîâèâ ôîðìó-
âàííÿ íà ìåæ³ p�n-ïåðåõîäó â InGaAsP êîìïåíñîâàíî¿ îáëàñò³, âíàñë³-
äîê ÷îãî çðîñëî çíà÷åííÿ ïîñë³äîâíîãî îïîðó ÏÃÏ ìàéæå íà ïîðÿäîê
© Ñ.². Êðóêîâñüêèé, À.Â. Ñóêà÷, Â.Â. Òåòüîðê³í, ².Î. Ìðèõ³í, Þ.Ñ. Ìèõàùóê, 2012
65
ïîð³âíÿíî ç î÷³êóâàíèì ðîçðàõóíêîâèì [11]. Ó çâ�ÿçêó ç çàçíà÷åíèì, ìå-
òà äîñë³äæåííÿ � âäîñêîíàëåííÿ òåõíîëîã³÷íèõ ðåæèì³â âèðîùóâàííÿ
ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/n-InP ìåòîäîì ÐÔÅ, ïðèçíà÷åíèõ äëÿ âèãîòîâ-
ëåííÿ íà ¿õ îñíîâ³ ²×-ñâ³òëîä³îä³â ç max = 1,06 ìêì, ó ÿêèõ ìåòàëóðã³éíà
ãåòåðîìåæà çá³ãàëàñÿ á ç åëåêòðè÷íîþ, ³ äëÿ âñòàíîâëåííÿ ¿õ îñíîâíèõ
ôîòîåëåêòðè÷íèõ ïàðàìåòð³â ³ õàðàêòåðèñòèê.
Åï³òàêñ³éí³ øàðè InP òà InGaAsP ñêëàäó, ùî â³äïîâ³äຠEg =
= 1,17 å (Ò = 300 Ê), âèðîùóâàëè ìåòîäîì ÐÔÅ ó ãðàô³òîâ³é ñëàéäåðí³é
êàñåò³ ç ðîçïëàâó ³íä³þ ÷èñòîòîþ 99,9999 íà ï³äêëàäêàõ n+-InP ç êîíöåí-
òðàö³ºþ åëåêòðîí³â n+ = 2·1018 ñì�3 ³ êðèñòàëîãðàô³÷íîþ îð³ºíòàö³ºþ ðî-
áî÷î¿ ïîâåðõí³ (100). ʳíöåâà òîâùèíà ï³äêëàäêè ï³ñëÿ â³äïîâ³äíèõ ïå-
ðåäåï³òàêñ³éíèõ îáðîáîê ñòàíîâèëà 350�380 ìêì. Òåìïåðàòóðà ïî÷àòêó
åï³òàêñ³¿ äëÿ øàð³â InP äîð³âíþâàëà 680, à äëÿ øàð³â InGaAsP � 650 °Ñ.
Êðèñòàë³çàö³ÿ øàð³â çä³éñíþâàëàñü ³ç ïåðåîõîëîäæåíîãî ðîç÷èíó-ðîç-
ïëàâó çà øâèäêîñò³ îõîëîäæåííÿ 0,8 °Ñ/õâ. Íåîáõ³äí³ äëÿ î÷èùåííÿ øà-
ð³â â³ä ôîíîâèõ äîì³øîê åëåìåíòè � àëþì³í³é òà ³òåðá³é � äîäàâàëèñü
ó øèõòó ïåðåä çàâàíòàæåííÿì ó êàñåòó çã³äíî ç ìåòîäèêîþ, çàïðîïîíî-
âàíîþ ó ïðàö³ [7]. Äëÿ íàñè÷åííÿ ðîçïëàâ³â ùîäî ôîñôîðó (Ð) âèêîðèñ-
òîâóâàëè ïîð³âíÿíî ÷èñòèé ïîë³êðèñòàë³÷íèé InP ç êîíöåíòðàö³ºþ åëåê-
òðîí³â (5�7)·1015 ñì�3 (Ò = 300 Ê). Ãîìîãåí³çàö³ÿ ðîç÷èíó-ðîçïëàâó â³ä-
áóâàëàñü óïðîäîâæ 1,5�2,0 ãîä â àòìîñôåð³ î÷èùåíîãî ïàëà䳺âèìè
ô³ëüòðàìè âîäíþ ç òî÷êîþ ðîñè �70 Ñ. Áåçïîñåðåäíüî ïåðåä ïî÷àòêîì
íàðîùóâàííÿ øàðó n-InP ïîâåðõíÿ ï³äêëàäêè ï³äðîç÷èíÿëàñü ó íåäî-
íàñè÷åíîìó ðîçïëàâ³ ³íä³þ. Òîâùèíà àâòîåï³òàêñ³éíèõ øàð³â ñòàíîâèëà
5�7 ìêì, êîíöåíòðàö³ÿ åëåêòðîí³â 5·1017 ñì�3, ¿õ ðóõëèâ³ñòü 1500 ñì2/( ñ)
çà Ò = 300 Ê. Çà áóôåðíèì àâòîåï³òàêñ³éíèì InP-øàðîì âèðîùóâàâñÿ
øàð ñïîëóêè n-InGaAsP (Eg = 1,17 åÂ) ç êîíöåíòðàö³ºþ åëåêòðîí³â
(1�2)·1017 ñì�3 ³ òîâùèíîþ 3�4 ìêì. Íà â³äì³íó â³ä òåõíîëîã³÷íèõ ðå-
æèì³â (äàë³ � ÒÐ1) âèãîòîâëåííÿ ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/n-InP, ÿê³ âè-
êîðèñòîâóâàëèñü ðàí³øå [11], ç ìåòîþ çìåíøåííÿ âïëèâó ëåãóâàííÿ
öèíêîì n-InGaAsP îáëàñò³ ç øàðó p+-InP:Zn äîäàòêîâî ôîðìóâàâñÿ áóôåð-
íèé øàð n-InP òîâùèíîþ 1,5 ìêì ç êîíöåíòðàö³ºþ åëåêòðîí³â 2·1017 ñì�3.
Êð³ì òîãî, ÷àñ âèðîùóâàííÿ åì³òåðíîãî p+-InP øàðó áóëî çìåíøåíî ç
25 õâ äî 10 õâ, ïðè öüîìó éîãî òîâùèíà ñòàíîâèëà 1,5 ìêì, à êîíöåíò-
ðàö³ÿ ä³ðîê (2�3)·1018 ñì�3. Çì³íåí³ ðåæèìè ïîçíà÷èìî ÿê ÒÐ2. ßê îì³÷-
íèé êîíòàêò äî p+-InP âèêîðèñòîâóâàâñÿ ñïëàâ In-Zn ç îá�ºìíîþ ÷àñò-
êîþ öèíêó 3 %, à äëÿ n-InP � ÷èñòèé ³íä³é. Êîíòàêòí³ ïëîùàäêè íàíî-
ñèëèñü òåðìîâàêóóìíèì ìåòîäîì ç íàñòóïíîþ òåðìîîáðîáêîþ â àòìî-
ñôåð³ î÷èùåíîãî âîäíþ çà òåìïåðàòóðè 400 Ñ óïðîäîâæ 3�5 õâ. Òåõ-
íîëîã³÷í³ ðåæèìè âèãîòîâëåííÿ îì³÷íîãî êîíòàêòó äî InP â³äïðàöüîâó-
âàëèñü ïîïåðåäíüî íà çðàçêàõ n- òà p-òèïó ïðîâ³äíîñò³. Äëÿ âèãîòîâëåí-
íÿ ìåçàñòðóêòóð âèêîðèñòîâóâàâñÿ òðàâèëüíèê: ñîëÿíà êèñëîòà + îöòîâà
êèñëîòà + ïåðîêñèä âîäíþ ó ñï³ââ³äíîøåíí³ 1:2:1. Ñåðåäíÿ àêòèâíà
ïëîùà äîñë³äæóâàíèõ çðàçê³â ñòàíîâèëà 4,1·10�3 ñì2, ä³àìåòð âåðõíüîãî
êîíòàêòó äîð³âíþâàâ 0,2 ìì, íèæí³é êîíòàêò áóâ ñóö³ëüíèì. ²× âèïðî-
ì³íþâàííÿ âèâîäèëîñü ç àêòèâíî¿ îáëàñò³ ñòðóêòóð êð³çü øàð p+-InP.
Òåìíîâ³ ÂÀÕ âèì³ðþâàëèñü íà ïîñò³éíîìó ñòðóì³ çà òåìïåðàòóðè
295 Ê. Ðîçïîä³ë îñíîâíèõ íîñ³¿â çàðÿäó íà ãåòåðîìåæ³ äîñë³äæóâàâñÿ ³ç
âèì³ðþâàíü âîëüò-ôàðàäíèõ õàðàêòåðèñòèê (ÂÔÕ) íà ÷àñòîò³ 1 ÌÃö. Âè-
ì³ðþâàííÿ ñïåêòðàëüíîãî ðîçïîä³ëó àìïåð-âàòíî¿ ÷óòëèâîñò³ çðàçê³â çä³é-
ñíþâàëîñü ó ðåæèì³ ñòðóìó êîðîòêîãî çàìèêàííÿ, à âàò-àìïåðíèõ õàðàê-
66
òåðèñòèê ²×-ñâ³òëîä³îä³â � íà ïîñò³éíîìó ñòðóì³ æèâëåííÿ, ïðè÷îìó ÿê
ïðèéìà÷ ²×-âèïðîì³íþâàííÿ âèêîðèñòîâóâàâñÿ êàë³áðîâàíèé ãåðìàí³º-
âèé ôîòîä³îä.
Ðîçïîä³ë îñíîâíèõ íîñ³¿â çàðÿäó íà ìåæ³ ïîòåíö³àëüíîãî
áàð�ºðà ÏÃÏ ç�ÿñîâóâàâñÿ âèì³ðþâàííÿì âèñîêî÷àñòîòíèõ (f = 1 ÌÃö)
ÂÔÕ çà Ò = 295 Ê (ðèñ.1). Åêñïåðèìåíòàëüí³ ðåçóëüòàòè ë³íåàðèçóâàëèñü
â êîîðäèíàòàõ C�2�U äëÿ çâîðîòíèõ íàïðóã çì³ùåííÿ 0 < U 1,5 Â,
ïðè÷îìó ºìí³ñíà íàïðóãà â³äñ³÷êè ñòàíîâèëà UC = 1,3�1,8 Â, ùî ïåðå-
âèùóº øèðèíó çàáîðîíåíî¿ çîíè ñïîëóêè InGaAsP (Eg = 1,17 åÂ) çà Ò =
= 300 Ê [12]. Âåëèê³ çíà÷åííÿ UC ìîæóòü çóìîâëþâàòèñü âïëèâîì ÿê
ïîñë³äîâíîãî îïîðó, òàê ³ ãëèáîêèõ öåíòð³â, ëîêàë³çîâàíèõ â îáëàñò³
ïðîñòîðîâîãî çàðÿäó (ÎÏÇ) ãåòåðîñòðóêòóðè [12,13]. Ïîñë³äîâíèé îï³ð ó
äîñë³äæåíèõ ñòðóêòóðàõ çðîñòຠâíàñë³äîê ôîðìóâàííÿ êîìåíñîâàíîãî
øàðó íà ìåæ³ ÏÃÏ, íà ùî âêàçóþòü ðåçóëüòàòè âèì³ðþâàíü ÂÔÕ ãåòå-
ðîïåðåõîä³â. Ïî-ïåðøå, ó ðàç³ ïðÿìèõ çì³ùåíü U 1,0  ñïîñòåð³ãàºòüñÿ
òåíäåíö³ÿ äî âèõîäó çàëåæíîñò³ C�2 = f(U) íà íàñè÷åííÿ. Êð³ì òîãî, çà
íàõèëîì ë³í³éíî¿ ä³ëÿíêè ÂÔÕ, ïîáóäîâàíî¿ â êîîðäèíàòàõ C�2�U, îö³-
íåíî çíà÷åííÿ åôåêòèâíî¿ êîíöåíòðàö³¿ îñíîâíèõ íîñ³¿â çàðÿäó â êâàç³-
íåéòðàëüí³é îáëàñò³ Nåô = (2�3)·1016 ñì-3, ÿêå âèÿâèëîñü íà ïîðÿäîê âå-
ëè÷èíè ìåíøèì â³ä êîíöåíòðàö³¿ (2�3)·1017 ñì�3 ó øàð³ n-InGaAsP.
Òèïîâó ÂÀÕ ÏÃÏ íàâåäåíî íà ðèñ.2. ßê áà÷èìî, åêñïåðèìåíòàëüí³
ðåçóëüòàòè ïðÿìî¿ ã³ëêè çàäîâ³ëüíî ë³íåàðèçóþòüñÿ â êîîðäèíàòàõ lgI�U
ó ä³àïàçîí³ íàïðóã 0,25 U 1,0 Â, ïðè÷îìó ñïîñòåð³ãàþòüñÿ äâà íàõè-
ëè, ÿê³ ñâ³ä÷àòü ïðî ìîæëèâó ðåàë³çàö³þ ð³çíèõ ìåõàí³çì³â ïðîõîäæåííÿ
ñòðóìó. Çà á³ëüø âèñîêèõ íàïðóã ïðÿìîãî çì³ùåííÿ ÂÀÕ âèçíà÷àºòüñÿ
ïîñë³äîâíèì îïîðîì Rs, ÿêèé ó äîñë³äæåíèõ ÏÃÏ ñòàíîâèâ 7 Îì. Åêñ-
ïåðèìåíòàëüí³ ÂÀÕ çàäîâ³ëüíî àïðîêñèìóþòüñÿ âèðàçîì
kT
IRUe
IEeUII S )(
/exp 02001 , (1)
äå I01 = 8 10�10 À; I02 = 5 10�12 À; õàðàêòåðèñòè÷íà åíåðã³ÿ E0 = 73 ìåÂ; êî-
åô³ö³ºíò íå³äåàëüíîñò³ = 2,0. Ïåðøà ñêëàäîâà ó âèðàç³ (1) îïèñóº òó-
íåëüíèé ñòðóì, à äðóãà � ãåíåðàö³éíî-ðåêîìá³íàö³éíèé. Ìàêñèìàëüí³
çíà÷åííÿ êîåô³ö³ºíòà âèïðÿìëåííÿ ñòðóêòóð � (0,5�1,0) 106 ïðè U =
= 1,5 Â, à øóíòóâàëüíèé îï³ð, ÿêèé âèçíà÷àâñÿ çà äèôåðåíö³àëüíèì
îïîðîì íà çâîðîòí³é ã³ëö³ ÂÀÕ çà íàïðóãè çì³ùåííÿ �2Â, çì³íþâàâñÿ ó
ìåæàõ (0,7�1,5) 107 Îì.
Íà ðèñ. 3 íàâåäåí³ ðåçóëüòàòè âèì³ðþâàííÿ ñïåêòðàëüíîãî ðîçïîä³ëó
ôîòî÷óòëèâîñò³ (Ô×) ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ çà ÒÐ1 (êðèâà 1) òà ÒÐ2 (êðè-
âà 2), à òàêîæ InP p�n-ïåðåõîäó, âèãîòîâëåíîãî çà ÒÐ2 (êðèâà 3). Äîñë³-
äæóâàí³ ñòðóêòóðè îñâ³òëþâàëèñü ³ç áîêó p+-InP øàðó. Âàæëèâî çàçíà÷è-
òè, ùî â óñ³õ ñòðóêòóðàõ íà øàð³ p+-InP ãåíåðóâàâñÿ ïîçèòèâíèé ñèãíàë
ôîòîâ³äãóêó. Öåé ôàêò, à òàêîæ â³äñóòí³ñòü çì³íè ïîëÿðíîñò³ ôîòîâ³äãó-
êó ó ÏÃÏ ñâ³ä÷àòü ïðî ôîðìóâàííÿ ñèãíàëó âèêëþ÷íî îäíèì ïîòåíö³-
àëüíèì áàð�ºðîì ó âñ³õ äîñë³äæåíèõ ñòðóêòóðàõ. Ó ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ
çà ÒÐ2, öåé áàð�ºð âèíèêຠíà ãåòåðîìåæ³ p+-InP/n-InGaAsP, ïðè÷îìó
ñïåêòðàëüíà çàëåæí³ñòü ôîòîâ³äãóêó º õàðàêòåðíîþ äëÿ ãåòåðîïåðåõîä³â,
ó ÿêèõ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ åôåêò «øèðîêîçîííîãî â³êíà» [14,15]. Âîäíî÷àñ,
ó ÏÃÏ, âèãîòîâëåíîãî çà ÒÐ1, ôîòîâ³äãóê çóìîâëþº p�n-ïåðåõ³ä ó øàð³
n-InGaAsP, ùî ïîÿñíþº éîãî á³ëüø ñåëåêòèâíèé õàðàêòåð ïîð³âíÿíî
ç ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ çà ÒÐ2. Çá³ã äîâãîõâèëüîâî¿ ìåæ³ ñïåêòð³â Ô× ó
67
Ðèñ. 1. Âîëüò-ôàðàäíà õàðàêòåðèñòèêà âèãîòîâëåíîãî çà ÒÐ2 ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/
n-InP çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè
Ðèñ. 2. Òèïîâà ÂÀÕ âèãîòîâëåíîãî çà ÒÐ2 ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/n-InP çà ê³ìíàòíî¿
òåìïåðàòóðè
Ðèñ. 3. Ñïåêòðàëüíèé ðîçïîä³ë ôîòî÷óòëèâîñò³ ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/n-InP, âèãîòîâ-
ëåíèõ çà ÒÐ1 (1), ÒÐ2 (2) òà InP p�n-ïåðåõîäó (3)
Ðèñ. 4. Ñïåêòðè åëåêòðîëþì³íåñöåíö³¿ ÏÃÏ p+-InP/n-InGaAsP/n-InP, âèãîòîâëåíèõ çà
ÒÐ1 (1) òà ÒÐ2 (2) çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè
68
îáîõ ÏÃÏ ñâ³ä÷èòü ïðî ëîêàë³çàö³þ àêòèâíî¿ îáëàñò³ â øàð³ InGaAsP.
Êîðîòêîõâèëüîâà ìåæà ó ÏÃÏ, âèãîòîâëåíîãî çà ÒÐ2, âèçíà÷àºòüñÿ îï-
òè÷íîþ ãåíåðàö³ºþ íîñ³¿â ó p-øàð³ InP, ÿêèé óòâîðèâñÿ âíàñë³äîê äèôó-
糿 öèíêó ³ç p+-øàðó â áóôåðíèé øàð n-òèïó ç ôîðìóâàííÿì ñòðóêòóðè
p+�p-InP. Öåé âèñíîâîê áàçóºòüñÿ íà íàñòóïíèõ ôàêòàõ. Ïî-ïåðøå, ÿê
ïîêàçàëè äîñë³äæåííÿ, ñèëüíî ëåãîâàíèé øàð p+-InP íå º ôîòî÷óòëèâèì.
Çà â³äñóòíîñò³ ìåíø ëåãîâàíîãî p-øàðó, êîðîòêîõâèëüîâà ìåæà Ô× áóëà
á çñóíóòà â îáëàñòü á³ëüøèõ äîâæèí õâèëü ( 0,92 ìêì). Ïî-äðóãå, â³ä-
íîñíî øèðîêèé ñïåêòð Ô× ó InP p�n-ïåðåõîäàõ ìîæíà ïîÿñíèòè ëèøå
ôîðìóâàííÿì íà ìåæ³ ïåðåõîäó êîìïåíñîâàíî¿ îáëàñò³. ¯¿ íàÿâí³ñòü áóëà
ï³äòâåðäæåíà âèì³ðþâàííÿì ÂÔÕ. Åôåêòèâíà êîíöåíòðàö³ÿ íîñ³¿â ó ö³é
îáëàñò³ ñòàíîâèëà 1 1016 ñì�3.
Ñïåêòðè åëåêòðîëþì³íåñöåíö³¿ (ÅË) ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ ïî ÒÐ1 òà
ÒÐ2, íàâåäåíî íà ðèñ. 4. Ãóñòèíà ïîñò³éíîãî ñòðóìó æèâëåííÿ äîð³âíþâà-
ëà 14,1 À/ñì2, à ïîòóæí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ � 0,37 òà 0,85 ìÂò äëÿ ñòðóê-
òóð, âèãîòîâëåíèõ â³äïîâ³äíî çà ÒÐ1 òà ÒÐ2. Ñïåêòð ÅË äëÿ ÏÃÏ, âèãîòî-
âëåíîãî çà ÒÐ2, çñóíóòèé ó êîðîòêîõâèëüîâó îáëàñòü ( max = 1,06 ìêì) ³
õàðàêòåðèçóºòüñÿ ìåíøîþ ï³âøèðèíîþ 60 ìåÂ, ìຠá³ëüø ñèìåòðè÷íèé
õàðàêòåð ïîð³âíÿíî ç³ ñïåêòðîì ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèì çà ÒÐ1. Ö³ ðåçóëüòàòè
ïîÿñíþþòüñÿ ó÷àñòþ â ÅË «õâîñò³â» ãóñòèíè ñòàí³â ó êîìïåíñîâàí³é îá-
ëàñò³. Ó ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ çà ÒÐ1, ñòóï³íü êîìïåíñàö³¿ âèùà, íàñë³äêîì
÷îãî º á³ëüøà ï³âøèðèíà ñïåêòðà 80 ìåÂ. Çñóâ ìàêñèìóìó ñïåêòðà ÅË ó
äîâãîõâèëüîâó îáëàñòü çóìîâëåíèé ôîðìóâàííÿì p�n-ïåðåõîäó â øàð³
InGaAsP ³ îïòè÷íèìè âòðàòàìè â öüîìó øàð³.
1. Óäîñêîíàëåíî òåõíîëîã³÷í³ ðåæèìè âèðîùóâàííÿ ÏÃÏ
p+-InP/n-InGaAsP/n-InP, ó ÿêèõ ãåòåðîìåæà çá³ãàºòüñÿ ç åëåêòðè÷íîþ,
ùî äîñÿãàºòüñÿ âèðîùóâàííÿì äîäàòêîâîãî áóôåðíîãî øàðó n-InP òà
çìåíøåííÿì ÷àñó âèðîùóâàííÿ åì³òåðíîãî p+-InP øàðó ñèëüíî ëåãîâà-
íîãî öèíêîì.
2. Ñïåêòðàëüíà ôîòî÷óòëèâ³ñòü ÏÃÏ, âèãîòîâëåíèõ çà âäîñêîíàëå-
íîþ òåõíîëî㳺þ, õàðàêòåðèçóºòüñÿ íàÿâí³ñòþ åôåêòó «øèðîêîçîííîãî
â³êíà».
3. Ñïåêòðè åëåêòðîëþì³íåñöåíö³¿ òàêèõ ñòðóêòóð ìàþòü ìåíøó ï³â-
øèðèíó ïîð³âíÿíî ç³ ñòðóêòóðàìè, â ÿêèõ ôîðìóºòüñÿ p�n-ïåðåõ³ä ó
InGaAsP øàð³, ³ á³ëüø âèñîêó ïîòóæí³ñòü ²×-âèïðîì³íþâàííÿ. Âèãîòîâ-
ëåí³ ÏÃÏ ìîæóòü âèêîðèñòîâóâàòèñü äëÿ ñòâîðåííÿ åôåêòèâíèõ ²×-
ñâ³òëîä³îä³â ç max = 1,06 ìêì.
S.I. Krukovskiy, A.V. Sukach,
V.V. Tetyorkin, I.O. Mryhin, Yu.S. Myhaschuk
PHOTOELECTRICAL PROPERTIES OF p+-InP/n-InGaAsP/n-InP
DOUBLE HETEROJUNCTIONS
The effect of technological regimes of growing of double heterojunctions
p+-InP/n-InGaAsP/n-InP by LPE on their photovoltaic properties is investigated. It is
shown that growing of additional buffer layer of n-InP on n-InGaAsP and reducing the
growth time of emitter p+-InP layer doped with zinc leads to match metallurgical and elec-
trical heterojunctions, which makes the implementation of «wide-window» effect in the
photosensitivity spectra of heterojunctions. The evolution of electroluminescence spectra of
heterojunctions is analyzed, depending on thechnological regime of growth and possibility of
using them to create efficient IR LED with max = 1,06 microns is shown.
Keywords: InP, liquid phase epitaxy, double heterojunction, spectra photosensitivity, IR
LED.
69
1. Øóáåðò Ô.Å. Ñâåòîäèîäû. � Ì.: Ôèçìàòëèò, 2008.� 496 ñ.
2. Ìîùíûå îäíîìîäîâûå ëàçåðíûå äèîäû íà îñíîâå êâàíòîâî-ðàçìåðíûõ InGaAsP/
InP-ãåòåðîñòðóêòóð ( = 1,3�1,6 ìêì) / À.Þ. Ëåøêî, À.Â. Ëþòåöêèé, Í.À. Ïèõ-
òèí è äð. // ÔÒÏ. � 2002. � 36, ¹ 11. � Ñ. 1393�1399.
3. Ìîùíûå äèîäíûå ëàçåðû ( = 1,7�1,8 ìêì) íà îñíîâå àñèììåòðè÷íûõ êâàíòîâî-
ðàçìåðíûõ InGaAsP/InP-ãåòåðîñòðóêòóð ðàçäåëüíîãî îãðàíè÷åíèÿ / À.Â. Ëþòåö-
êèé, Í.À. Ïèõòèí, Í.Â. Ôåòèñîâà è äð. // Òàì æå. � 2009. � 43, ¹ 12. �
Ñ. 1646�1649.
4. Îêîñè Ò., Îêàìîòî Ê., Îöó Ì. Âîëîêîííî-îïòè÷åñêèå äàò÷èêè. � Ë.: Íàóêà,
1990. � 256 ñ.
5. Àíãèíà Í.Ð., Àðáåíèíà Â.Â., Ìàëèíèíà Ò.Ì. ×åòûðåõêîìïîíåíòíûå òâåðäûå ðàñòâî-
ðû â ñèñòåìå In�Ga�As�P � íîâûé ìàòåðèàë ýëåêòðîííîé òåõíèêè // Çàðóáåæ-
íàÿ ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. � 1983. � ¹ 8 (266). � Ñ. 3�82.
6. Ïîëó÷åíèå ãåòåðîñòðóêòóð InP/InGaAsP/InP ìåòîäîì æèäêîôàçíîé ýïèòàêñèè è
ðàçäåëüíîå ïðèãîòîâëåíèå ðàñòâîðîâ�ðàñïëàâîâ / Í.Ã. Âàñèëüåâ, À.Ì. Âàñèëüåâ,
Ä.Ì. Âèëèñ è äð. // Èçâ. ÐÀÍ. Íåîðãàí. ìàòåð. � 2007. � 43, ¹ 7. � Ñ. 775�
780.
7. Êðóêîâñêèé Ñ.È. Êîìïëåêñíî-ëåãèðîâàííûå ýïèòàêñèàëüíûå ñòðóêòóðû InP/InGaAsP
äëÿ îïòîýëåêòðîíèêè // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòó-
ðå. � 2006. � ¹ 2. � Ñ. 27�31.
8. Characterization of InP and GaInAsP layers preparated by liquid � phase epitaxy using
holmium doping and gettering / O. Prochazkova, J. Oswald, J. Zavadil et al. // Material
Science and Engineering. B. � 1997. � 44, N 2. � P. 160�163.
9. Ãîðåëåíîê À.Ò., Êàìàíèí À.Â., Øìèäò Í.Ì. Ðåäêîçåìåëüíûå ýëåìåíòû â òåõíîëî-
ãèè A3B5 è ïðèáîðîâ íà èõ îñíîâå // ÔÒÏ. � 2003. � 37, ¹ 8. � Ñ. 922�940.
10. Êàðà÷åâöåâà Ì.Â., Ñòðàõîâ Â.À., ßðåìåíêî Í.Ã. Òóííåëüíî-ðåêîìáèíàöèîííûå
òîêè â íåèäåàëüíûõ ãåòåðîñòðóêòóðàõ InGaAsP/InP // Òàì æå. � 1994. � 28, ¹ 6. �
Ñ. 1027�1031.
11. Âëàñòèâîñò³ ïîäâ³éíèõ ãåòåðîïåðåõîä³â p+-InP/n-InGaAsP/n-InP, îòðèìàíèõ çà
ð³çíèõ òåõíîëîã³÷íèõ ðåæèì³â / Ñ.². Êðóêîâñüêèé, À.Â. Ñóêà÷, Â.Â. Òåòüîðê³í
òà ³í. // ÎÏÒ. � Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 2011. � Âûï. 46. � Ñ. 71�77.
12. Áåðìàí Ë.Ñ. Åìêîñòíûå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâ. � Ë.: Íàóêà,
1972. � 104 ñ.
13. Êîíñòàíòèíîâ Î.Â., Ìåçðèí Î.À. Âëèÿíèå ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ äèîäà
Øîòòêè íà åãî ýôôåêòèâíóþ åìêîñòü // ÔÒÏ. � 1983. � 17, ¹ 2. � Ñ. 305�311.
14. Ìèëíñ À., Ôîéõò Ä. Ãåòåðîïåðåõîäû è ïåðåõîäû ìåòàëë�ïîëóïðîâîäíèê. � Ì.:
Ìèð, 1975. � 432 ñ.
15. Øàðìà Á.Ë., Ïóðîõèò Ð.Ê. Ïîëóïðîâîäíèêîâûå ãåòåðîïåðåõîäû. � Ì.: Ñîâ. ðà-
äèî, 1979. � 232 ñ.
1 ²íñòèòóò ô³çèêè íàï³âïðîâ³äíèê³â
³ì. Â.ª. Ëàøêàðüîâà
ÍÀÍ Óêðà¿íè
Ïðîñïåêò Íàóêè, 41
03028 Êè¿â
2 ÍÂÏ «Êàðàò»
Âóë. Ñòðèéñüêà, 202
79031 Ëüâ³â
Îòðèìàíî 15.04.2012
|