Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов
Проведен сравнительный анализ спектров фотолюминесценции гетероэпитаксиальных слоев n-GaAs и спектральных характеристик структур p⁺-Si—n-Si—p-Si—n⁺-GaAs. Слои GaAs выращивались на Si-подложках методом жидкофазной эпитаксии из раствора-расплава. Установлено полное совпадение максимумов указанных спек...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 2003 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70615 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов / Л.Л. Терлецкая, Л.Ф. Калиниченко, В.В. Голубцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 51-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859814744590909440 |
|---|---|
| author | Терлецкая, Л.Л. Калиниченко, Л.Ф. Голубцов, В.В. |
| author_facet | Терлецкая, Л.Л. Калиниченко, Л.Ф. Голубцов, В.В. |
| citation_txt | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов / Л.Л. Терлецкая, Л.Ф. Калиниченко, В.В. Голубцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 51-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Проведен сравнительный анализ спектров фотолюминесценции гетероэпитаксиальных слоев n-GaAs и спектральных характеристик структур p⁺-Si—n-Si—p-Si—n⁺-GaAs. Слои GaAs выращивались на Si-подложках методом жидкофазной эпитаксии из раствора-расплава. Установлено полное совпадение максимумов указанных спектров, что в сочетании с высокими энергетическими параметрами излучателя и фотоприемника подтверждает возможность создания интегрального оптрона на основе исследованных гетероструктур.
The comparative analysis of the photoluminescence spectra of the n-GaAs heteroepitaxial layers and spectral characteristics of the p⁺-Si—n-Si—p-Si—n⁺(GaAs)-structures are investigated. The n-GaAs layers on the Si-base were grown by the method of liquid-phase epitaxy. The complete correspondence of the maxima of these spectra were obtained. This fact with combination high energetically parameters of the light-emitter and photodetector proves the possibility of the creating of the integral optron on the base heterostructures, which were investigated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:21:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
51
ÎÏÒÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
20.12 2002 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÐÞÕÒÈÍ
(ÖÊÁ "Ðèòì", ã. ×åðíîâöû)
Ë. Ë. ÒÅÐËÅÖÊÀß, ê. ô.-ì. í. Ë. Ô. ÊÀËÈÍÈ×ÅÍÊÎ,
ê. ô.-ì. í. Â. Â. ÃÎËÓÁÖÎÂ
Óêðàèíà, Îäåññêèé íàö. óíèâåðñèòåò èì. È. È. Ìå÷íèêîâà,
Îäåññêàÿ íàö. ìîðñêàÿ àêàäåìèÿ
E-mail: oguint@paco.net
Ïðîâåäåí ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç ëþìè-
íåñöåíòíûõ è ôîòîýëåêòðè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê ñòðóêòóð p+-Si�n-Si�
p-Si�n+-GaAs. Ïîêàçàíà ïåðñïåêòèâ-
íîñòü ãåòåðîñòðóêòóð äëÿ ñîçäàíèÿ
èíòåãðàëüíîãî îïòðîíà.
Èçó÷åíèå ñòðóêòóð íà îñíîâå ãåòåðîïåðåõîäà Si�
GaAs ïðåäñòàâëÿåò íàó÷íûé è ïðàêòè÷åñêèé èíòåðåñ
ïðåæäå âñåãî â ñâÿçè ñ âîçìîæíîñòüþ ñîçäàíèÿ íà
èõ îñíîâå èíòåãðàëüíûõ îïòîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ
(èçëó÷àòåëÿ íà îñíîâå GaAs è ôîòîïðèåìíèêà íà îñ-
íîâå Si â åäèíîé ñòðóêòóðå) [1, 2]. Îòíîñèòåëüíàÿ
ëåãêîñòü âûðàùèâàíèÿ àðñåíèäà ãàëëèÿ íà ïëàñòèíàõ
êðåìíèÿ áîëüøîãî äèàìåòðà ïîçâîëÿåò êîìáèíèðî-
âàòü ñõåìû íà îñíîâå ýòèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ìàòå-
ðèàëîâ. Òîò ôàêò, ÷òî êðåìíèé íàìíîãî äåøåâëå ïîä-
ëîæå÷íîãî àðñåíèäà ãàëëèÿ, à åãî ìåõàíè÷åñêàÿ ïðî÷-
íîñòü è òåïëîïðîâîäíîñòü âûøå, ÷åì ó GaAs, ñòèìó-
ëèðóåò èíòåðåñ ê ðàçðàáîòêå íîâûõ è ñîâåðøåíñòâî-
âàíèþ ñóùåñòâóþùèõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ìåòîäîâ âû-
ðàùèâàíèÿ ãåòåðîñòðóêòóð Si�GaAs, èññëåäîâàíèþ
îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé èõ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ [3].
 äàííîé ðàáîòå ïðîâåäåíî èññëåäîâàíèå ñïåêò-
ðîâ ôîòîëþìèíåñöåíöèè (ÔË) ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ
ñëîåâ GaAs è ðàñïðåäåëåíèå ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâè-
òåëüíîñòè â ñòðóêòóðàõ p+-Si�n-Si�p-Si�n+-GaAs,
ïîëó÷åííûõ ìåòîäîì æèäêîôàçíîé ýïèòàêñèè (ÆÔÝ)
ñ öåëüþ èçó÷åíèÿ âîçìîæíîñòè ñîçäàíèÿ íà èõ îñíî-
âå èíòåãðàëüíûõ îïòðîíîâ.
Äëÿ ñîçäàíèÿ ñòðóêòóð èñïîëüçîâàëèñü ïëàñ-
òèíû êðåìíèÿ n-òèïà ïðîâîäèìîñòè ñ óäåëü-
íûì ñîïðîòèâëåíèåì 150 Îì·ñì è îðèåíòàöèåé (100).
Îáùèé âèä ñòðóêòóðû â ðàçðåçå ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 1.
Ñ îäíîé ñòîðîíû ïëàñòèíû òîëùèíîé 250 ìêì ìåòî-
äîì äèôôóçèè ñîçäàâàë-
ñÿ ãîìîïåðåõîä n-Si�
p+-Si íà ãëóáèíå 50 ìêì.
Íà ïðîòèâîïîëîæíîé
ñòîðîíå ïîäëîæêè ìå-
òîäîì ÆÔÝ èç ÷åòû-
ðåõêîìïîíåíòíîãî ðà-
ñòâîðà Pb(Sn)�Si�
Ga�As â ðàñïëàâå âû-
ðàùèâàëñÿ ñëîé n-GaAs
[3, 4]. Òîëùèíà âûðàùåííûõ ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ
ñëîåâ GaAs ñîñòàâëÿëà 8�20 ìêì. Ïî äàííûì ðåíò-
ãåíîñòðóêòóðíûõ èññëåäîâàíèé, ïîëó÷åííûå ñëîè
áûëè ìîíîêðèñòàëëè÷íûìè.  ïðîöåññå ýïèòàêñèè
ôîðìèðîâàëñÿ äîïîëíèòåëüíûé ïåðåõîä â êðåìíèè íà
ãëóáèíå 12�15 ìêì. Êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ â ñëî-
ÿõ n-GaAs ñîñòàâëÿëà 1017�1019 ñì�3 (300 Ê).
Êðåìíèé ÿâëÿëñÿ êàê àìôîòåðíîé, òàê è îñíîâíîé
ïðèìåñüþ â ïîëó÷åííûõ n-GaAs-ñëîÿõ, ÷òî ïîçâîëÿ-
ëî áåç ñïåöèàëüíîãî ëåãèðîâàíèÿ ïîëó÷àòü ìíîãî-
ñëîéíûå ñòðóêòóðû ñ ãîìî- è ãåòåðîïåðåõîäàìè.
Ñïåêòðû ÔË ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ GaAs
èçìåðÿëèñü íà óñòàíîâêå, ñîçäàííîé íà áàçå ñïåêò-
ðîìåòðà ÈÑÏ-51, ïðè òåìïåðàòóðàõ 77�300 Ê. Âîç-
áóæäåíèå ñïåêòðîâ îñóùåñòâëÿëîñü èçëó÷åíèåì He�
Ne-ëàçåðà. Äëÿ ðåãèñòðàöèè ñèãíàëà èñïîëüçîâàëñÿ
ãåðìàíèåâûé ôîòîäèîä ñ ñèñòåìîé ñèíõðîííîãî äå-
òåêòèðîâàíèÿ. Ñïåêòðû ÔË âñåõ èññëåäîâàííûõ îá-
ðàçöîâ áûëè êà÷åñòâåííî ïîäîáíû. Íà ðèñ. 2 ïðåä-
ñòàâëåíû õàðàêòåðíûå ñïåêòðû ÔË ýïèòàêñèàëüíûõ
ñëîåâ n-GaAs, âûðàùåííûõ íà êðåìíèåâûõ ïîäëîæ-
êàõ îðèåíòàöèåé (100).
Àíàëèç ñïåêòðîâ îáðàçöîâ ïîêàçàë, ÷òî ìàêñèìó-
ìû âñåõ ïîëîñ ñïåêòðîâ ÔË n-GaAs ñìåùåíû â äëèí-
íîâîëíîâóþ îáëàñòü îòíîñèòåëüíî èõ ïîëîæåíèÿ â
ìîíîêðèñòàëëàõ. Ñäâèã ïîëîñ îáúÿñíÿåòñÿ íàëè÷èåì
â ãåòåðîýïèòàêñèàëüíîì ñëîå íàïðÿæåíèé, îáóñëîâ-
ëåííûõ çíà÷èòåëüíûì ðàññîãëàñîâàíèåì ïàðàìåòðîâ
ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÃÅÒÅÐÎÏÅÐÅÕÎÄÀ "ÊÐÅÌÍÈÉ�
ÀÐÑÅÍÈÄ ÃÀËËÈß" ÄËß ÈÍÒÅÃÐÀËÜÍÛÕ ÎÏÒÐÎÍÎÂ
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðà p+-Si�
n-Si�p-Si�n+-GaAs
n+-GaAs p-Si
n-Si
p+-Si
1
2
I,
îòí. åä.
80
60
40
20
0
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Å, ýÂ
Ðèñ. 2. Ñïåêòðû ÔË ýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ n-GaAs, âûðà-
ùåííûõ íà Si-ïîäëîæêàõ îðèåíòàöèåé (100):
1 � 77 Ê; 2 � 300 Ê
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
52
ÎÏÒÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåøåòîê Si è GaAs. Èíòåíñèâíîñòü
êðàåâîé ïîëîñû ÔË âûðàùåííûõ ñëîåâ âûøå ïî
ñðàâíåíèþ ñ íåýïèòàêñèàëüíûì ìàòåðèàëîì, ÷òî ñâÿ-
çàíî ñ ïîëîæèòåëüíûìè îñîáåííîñòÿìè òåõíîëîãè-
÷åñêîãî ïðîöåññà ÆÔÝ (íèçêàÿ òåìïåðàòóðà, íåâû-
ñîêàÿ ñêîðîñòü ðîñòà) [5]. Ïîÿâëåíèå â ñïåêòðå ÔË
ëèíèé ñ ìàêñèìóìîì ïðè 1,48 ýÂ ñâÿçàíî ñ ìåëêèì
àêöåïòîðîì Si.
Âïåðâûå â ñïåêòðàõ ÔË ãåòåðîýïèòàêñèàëüíîãî
GaAs áûëè îáíàðóæåíû äîïîëíèòåëüíûå ìàêñèìó-
ìû, ñîîòâåòñòâóþùèå 1,27 è 1,32 ýÂ. Íàëè÷èå ýòèõ
ìàêñèìóìîâ îáóñëîâëåíî äåôåêòàìè íà ãðàíèöå ðàç-
äåëà ãåòåðîïåðåõîäà Si�GaAs [2].
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî â ñëó÷àå ñëàáîëåãèðîâàííûõ
ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ n-GaAs (n=1017 ñì�3) â
ñïåêòðàõ ÔË íàáëþäàëàñü òîëüêî îäíà ïîëîñà ñ ýíåð-
ãèåé ìàêñèìóìà 1,42 ýÂ, êîòîðàÿ õàðàêòåðíà äëÿ ñëîåâ
àðñåíèäà ãàëëèÿ, âûðàùèâàåìûõ ìåòîäîì ÆÔÝ. Ïî-
ÿâëåíèå ýòîé ïîëîñû îáóñëîâëåíî ñïåöèôè÷åñêèìè
ñîáñòâåííûìè ñòðóêòóðíûìè äåôåêòàìè, îáðàçóþùè-
ìèñÿ ïðè âûðàùèâàíèè èç ðàñòâîðîâ-ðàñïëàâîâ ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ.  äàííîì ñëó÷àå èçëó÷àòåëü-
íàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ÷åðåç ñîáñòâåííûå ñòðóêòóðíûå äå-
ôåêòû ÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíûì ïðîÿâëåíèåì ðàññîã-
ëàñîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ ðåøåòîê GaAs è Si.
Èññëåäîâàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ýíåðãèè
ìàêñèìóìà Å (1) è ïîëóøèðèíû δ (2) ñïåêòðîâ ÔË
ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ n-GaAs (ðèñ. 3). Íà êðè-
âîé 1 íàáëþäàåòñÿ âîçðàñòàíèå ýíåðãèè ìàêñèìóìà
ÔË â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 77�230 Ê è óìåíüøåíèå
ïðè Ò>230 Ê. Ïîëóøèðèíà ñïåêòðîâ óâåëè÷èâàëàñü
äî 200 Ê ñ ïîñëåäóþùèì åå ñíèæåíèåì â îáëàñòè
áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóð.
Òàêèì îáðàçîì, àíàëèç ñïåêòðîâ ÔË ñëîåâ
n-GaAs, âûðàùåííûõ íà Si-ïîäëîæêàõ, ïîêàçàë, ÷òî,
êàê è äëÿ ãîìîýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ, îñíîâíîé îñî-
áåííîñòüþ ãåòåðîýïèòàêñèàëüíîãî àðñåíèäà ãàëëèÿ ÿâ-
ëÿåòñÿ áîëüøàÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ íåýïèòàêñèàëüíûì
GaAs èíòåíñèâíîñòü êðàåâîé ïîëîñû èçëó÷åíèÿ. Ýòîò
ôàêò ïîäòâåðæäàåò âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ íà îñíîâå
ãåòåðîýïèòàêñèàëüíîãî GaAs ýôôåêòèâíûõ èñòî÷íè-
êîâ èçëó÷åíèÿ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ èõ â êà÷åñòâå îä-
íîãî èç ýëåìåíòîâ èíòåãðàëüíîãî îïòðîíà.
Ïðîâåäåíî èññëåäîâàíèå ñïåêòðàëüíûõ õàðàê-
òåðèñòèê îïèñàííûõ âûøå ôîòîòèðèñòîðíûõ
ñòðóêòóð p+-Si�n-Si�p-Si�n+-GaAs ñ öåëüþ âûÿñ-
íåíèÿ âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ èõ â êà÷åñòâå âòî-
ðîãî ýëåìåíòà îïòîïàðû � ôîòîïðèåìíèêà. Ñïåêò-
ðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè îáðàç-
öîâ èçìåðÿëîñü ñ ïîìîùüþ ìîíîõðîìàòîðà ÄÌÐ-4
ïðè îñâåùåííîñòÿõ, îáåñïå÷èâàþùèõ ëèíåéíîñòü
ëþêñ-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäè-
ëèñü â ôîòîãàëüâàíè÷åñêîì è ôîòîäèîäíîì ðåæèìàõ
äî ïåðåêëþ÷åíèÿ ÷åòûðåõñëîéíîé ñòðóêòóðû â ïðî-
âîäÿùåå ñîñòîÿíèå. Îáðàçöû îñâåùàëèñü ñî ñòîðî-
íû ñëîÿ n-GaAs.
Òèïè÷íûå ñïåêòðû ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè ÷åòûðåõ-
ñëîéíûõ ãåòåðîñòðóêòóð, èçìåðåííûå ïðè 300 Ê, ïðåä-
ñòàâëåíû íà ðèñ. 4 (ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû äî
193 Ê õàðàêòåð ñïåêòðîâ íå èçìåíÿëñÿ, íàáëþäàëñÿ
ëèøü ñäâèã â ñòîðîíó áîëüøèõ ýíåðãèé ôîòîíîâ).
Êðèâûå, ïðèâåäåííûå ê ðàâíîìó óðîâíþ ïàäàþùåé
ýíåðãèè, ïîäòâåðæäàþò íàëè÷èå ãåòåðîïåðåõîäà â
ñòðóêòóðå. Ìàêñèìóì ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíî-
ñòè ó ðàçëè÷íûõ îáðàçöîâ íàáëþäàëñÿ â îáëàñòè ýíåð-
ãèé 1,38�1,29 ýÂ, ò. å. ñïåêòðàëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü
ñòðóêòóð îáúÿñíÿåòñÿ, â îñíîâíîì, ïðîöåññàìè ïî-
ãëîùåíèÿ â êðåìíèè. Ýïèòàêñèàëüíûé ñëîé n-GaAs â
äàííîì ñëó÷àå èãðàåò ðîëü "îïòè÷åñêîãî îêíà" ïî îò-
íîøåíèþ ê íèæåëåæàùåìó ñëîþ êðåìíèÿ.
 ñïåêòðàõ îáíàðóæåí íåáîëüøîé ìàêñèìóì ÷óâ-
ñòâèòåëüíîñòè â îáëàñòè ýíåðãèé 1,51 ýÂ, ñîîòâåò-
ñòâóþùèé êðàþ ñîáñòâåííîãî ïîãëîùåíèÿ àðñåíèäà
ãàëëèÿ. Òàêàÿ ôîðìà êîðîòêîâîëíîâîé ãðàíèöû ïî-
ãëîùåíèÿ ñâÿçàíà ñ ñóùåñòâåííîé íåîäíîðîäíîñòüþ
ïî òîëùèíå ýïèòàêñèàëüíîãî ñëîÿ, îáóñëîâëåííîé
òåõíîëîãè÷åñêèìè ñëîæíîñòÿìè. Ïîýòîìó ïîÿâëåíèå
âòîðîãî ìàêñèìóìà, ïî-âèäèìîìó, ñâÿçàíî ñ ïîãëî-
ùåíèåì ñâåòà íà ó÷àñòêàõ îáðàçöà ñ òîëùèíîé ñëîÿ
n-GaAs, ðàâíîé 1�2 ìêì. Íàáëþäàåìûé ðåçêèé ñïàä
ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè â êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè
îáóñëîâëåí ðåêîìáèíàöèåé íåîñíîâíûõ íîñèòåëåé,
âûçâàííîé íàëè÷èåì äåôåêòîâ íà ãðàíèöå ðàçäåëà
ãåòåðîïåðåõîäà, à òàêæå ñïåêòðàëüíîé çàâèñèìîñòüþ
êîýôôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ äëÿ êðåìíèÿ è àðñåíèäà
ãàëëèÿ. Â ôîòîäèîäíîì ðåæèìå èìååò ìåñòî ñäâèã
êîðîòêîâîëíîâîé ãðàíèöû ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëü-
íîñòè â ñòîðîíó êîðîòêèõ âîëí. Ýòî ÿâëåíèå ñâÿçàíî,
60 100 140 180 220 260 Ò, Ê
Å,
ìýÂ
1,36
1,34
1,32
1,30
δ,
ìýÂ
125
100
75
50
2
1
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ýíåðãèè ìàêñèìóìà Å (1) è ïîëóøè-
ðèíû δ (2) ñïåêòðîâ ÔË ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ ñëîåâ
n-GaAs îò òåìïåðàòóðû
0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 λ, ìêì
Iô,
îòí. åä.
80
60
40
20
0
2
1
1,55 1,37 1,24 1,12 Å, ýÂ
Ðèñ. 4. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ñòðóêòóðû p+-Si�
n-Si�p-Si�n+-GaAs:
1 � â ôîòîãàëüâàíè÷åñêîì ðåæèìå; 2 � â ðåæèìå ôîòîäèîäà
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
53
ÎÏÒÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ïî-âèäèìîìó, ñ âîçíèêíîâåíèåì íà ãðàíèöàõ ðàçäå-
ëà ñëîåâ ñòðóêòóðû ïîä âîçäåéñòâèåì âíåøíåãî ñìå-
ùåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, ïðèâîäÿùèõ ê îáðàçî-
âàíèþ äîïîëíèòåëüíûõ íåîñíîâíûõ íîñèòåëåé òîêà,
êîòîðûå âíîñÿò äîïîëíèòåëüíûé âêëàä â âåëè÷èíó
ôîòîòîêà.
Íàáëþäàëîñü ñìåùåíèå ìàêñèìóìà ñïåêòðàëüíîé
÷óâñòâèòåëüíîñòè p�n�p�n-ñòðóêòóð ñ ðàçëè÷íîé
çàâèñèìîñòüþ íàïðÿæåíèÿ âêëþ÷åíèÿ (Uâêë) îò âåëè-
÷èíû ñâåòîâîãî ïîòîêà (Ô), ãëóáèíû çàëåãàíèÿ êîë-
ëåêòîðíîãî ïåðåõîäà è òåìïåðàòóðû. Ýòî ÿâëåíèå ñ
ïðèâëå÷åíèåì ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåõàíèçìîâ îáñóæ-
äàëîñü â ðàíåå îïóáëèêîâàííûõ ðàáîòàõ [6, 7]. Ñäâèã
ìàêñèìóìà ÷óâñòâèòåëüíîñòè â êîðîòêîâîëíîâóþ
îáëàñòü íàáëþäàëñÿ ó îáðàçöîâ ñ ìåíüøåé çàâèñè-
ìîñòüþ Uâêë=f(Ô), ÷òî îáóñëîâëåíî ëåãèðîâàíèåì
ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ êðåìíèÿ êîìïîíåíòàìè äðóãî-
ãî ìàòåðèàëà. Àíàëîãè÷íàÿ çàâèñèìîñòü íàáëþäàëàñü
è ïðè áîëåå ãëóáîêîì ðàñïîëîæåíèè êîëëåêòîðíîãî
ïåðåõîäà [6].
Õàðàêòåðíîå ñïåêòðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå êâàíòî-
âîé ýôôåêòèâíîñòè ôîòîòèðèñòîðíûõ ñòðóêòóð, èñ-
ñëåäîâàííîå ïðè òåìïåðàòóðàõ 193�353 Ê, ïðåäñòàâ-
ëåíî íà ðèñ. 5. Íà âñåõ êðèâûõ âûäåëÿþòñÿ äâà ÿðêî
âûðàæåííûõ ìàêñèìóìà, ñîîòâåòñòâóþùèõ ýíåðãè-
ÿì 1,55 è 1,17 ýÂ (300 Ê). Îáà ìàêñèìóìà ñîîòâåò-
ñòâóþò ýíåðãèÿì ôîòîíîâ, ïðè êîòîðûõ â GaAs è Si â
ðåçóëüòàòå ïîãëîùåíèÿ êâàíòîâ ñâåòà îáðàçóþòñÿ ýëåê-
òðîííî-äûðî÷íûå ïàðû.
Ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû äî 193 Ê ìàêñèìó-
ìû ÷óâñòâèòåëüíîñòè ñìåùàþòñÿ â îáëàñòü áîëüøèõ
ýíåðãèé, ò. å. äî 1,67 è 1,30 ýÂ, ñîîòâåòñòâåííî. Ïî-
âûøåíèå òåìïåðàòóðû ñïîñîáñòâóåò ñäâèãó ìàêñè-
ìóìà â îáëàñòü ìåíüøèõ ýíåðãèé (1,51 è 1,159 ýÂ,
ñîîòâåòñòâåííî). Òàêîå ñìåùåíèå ìàêñèìóìîâ ÷óâ-
ñòâèòåëüíîñòè ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ îáóñëîâ-
ëåíî, ïî-âèäèìîìó, èçìåíåíèåì øèðèíû çàïðåùåí-
íîé çîíû ïîëóïðîâîäíèêîâ [6]. Ðåçêèé ñïàä ÷óâñòâè-
òåëüíîñòè ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ ñâÿçàí ñ óâåëè-
÷åíèåì ñêîðîñòè ðåêîìáèíàöèè íåîñíîâíûõ íîñèòå-
ëåé. Ïîÿâëÿþùèéñÿ ïðè íåêîòîðûõ òåìïåðàòóðàõ òðå-
òèé ìàêñèìóì ïðè 1,37 ýÂ (ðèñ. 5, êðèâûå 1, 4) ïðåä-
ïîëîæèòåëüíî èìååò ïðèìåñíûé õàðàêòåð. Óâåëè÷å-
íèå ñïåêòðàëüíîãî îòâåòà è áîëåå ÿðêî âûðàæåííîå
ïðîÿâëåíèå ìàêñèìóìîâ ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðè íèç-
êèõ òåìïåðàòóðàõ ñâÿçàíî ñ óìåíüøåíèåì òåïëîâûõ
êîëåáàíèé êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè è ñ ñîîòâåòñòâó-
þùèì óìåíüøåíèåì òåïëîâûõ øóìîâ è ðàññåÿíèÿ
íîñèòåëåé.
Êâàíòîâàÿ ýôôåêòèâíîñòü, âûðàæåííàÿ â àáñî-
ëþòíûõ åäèíèöàõ, äëÿ òîãî æå îáðàçöà ñîñòàâëÿëà
0,4 ýë/ôîò (300 Ê) â îáëàñòè ýíåðãèé, ñîîòâåòñòâó-
þùèõ ñîáñòâåííîìó ïîãëîùåíèþ êðåìíèÿ.
Ïîðîãîâàÿ è èíòåãðàëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ôî-
òîòèðèñòîðíûõ ñòðóêòóð, íåñìîòðÿ íà áîëüøîå ðàñ-
õîæäåíèå â ïàðàìåòðàõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåøåòîê Si
è GaAs, íà ðàáî÷åé äëèíå âîëíû ñîñòàâëÿëà ñîîòâåò-
ñòâåííî (0,2�0,8)·10�9 Âò è 1�2 À/ëì.
***
Òàêèì îáðàçîì, àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèÿ
ïîêàçàë ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå ñîâïàäåíèå ìàêñèìóìà
ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ôîòîòèðèñòîðà ñ ìàê-
ñèìóìîì ñïåêòðà ôîòîëþìèíåñöåíöèè ãåòåðîýïèòàê-
ñèàëüíûõ ñëîåâ n-GaAs. Ýòîò ôàêò, â ñî÷åòàíèè ñ âû-
ñîêèìè ýíåðãåòè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè èçëó÷àòåëÿ è
ôîòîïðèåìíèêà, ïîäòâåðæäàåò âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ
íà îñíîâå ñòðóêòóð p+-Si�n-Si�p-Si�n+-GaAs èí-
òåãðàëüíîãî îïòðîíà.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Äîðäæèí Ã. Ã., Ñàäîôüåâ Þ. Ñ., Ñåíè÷êèíà Ð. Ñ. è äð. Ãåòå-
ðîïåðåõîäû Si�GaAs, ïîëó÷åííûå ìåòîäîì ìîëåêóëÿðíî-ëó÷å-
âîé ýïèòàêñèè // ÔÒÏ.� 1989.� Ò. 16, âûï. 9.� Ñ. 1654�1656.
2. Terletskaya L. L., Golubtsov V. V. Photoluminescence of
heteroepitaxial gallium arsenide on silicon // Proc. 14th International
school-seminar "Spectroscopy of molecules and crystals" (Odessa,
Ukraine, 7�12 June, 1999).� Odessa: Astroprint, 1999.� P. 124.
3. Terletskaya L. L., Skobeeva V. M., Golubtsov V. V. Photosensors
with Si�GaAs heterojunction as memory elements // Ôîòîýëåêòðî-
íèêà.� 2001.� ¹ 10.� Ñ. 78�80.
4. Ïðåñíîâ Â. À., Êàçàêîâ À. È., Áðîâêèí Â. Í. Ãåòåðîýïèòàê-
ñèÿ àðñåíèäà ãàëëèÿ íà êðåìíèè // Êðèñòàëëîãðàôèÿ.� 1978.�
Ò. 23, ¹ 1.� Ñ. 222�223.
5. Âàñèëåíêî Í. Ä., Òåðëåöêàÿ Ë. Ë. Àíàëèç êà÷åñòâà ýïèòàê-
ñèàëüíûõ ñëîåâ ñîåäèíåíèé À3Â5 äëÿ ïðèáîðîâ ÑÂ×-òåõíèêè (îá-
çîð) // Îïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà.� 1991.�
Âûï. 21.� Ñ. 28�40.
6. Âàñèëåíêî Í. Ä., Òåðëåöêàÿ Ë. Ë. Âëèÿíèå ñâåòîâîãî âîçäåé-
ñòâèÿ íà íàïðÿæåíèå âêëþ÷åíèÿ ìíîãîñëîéíîé ãåòåðîñòðóêòóðû
Si�GaAs // Ìàò-ëû Âñåñîþç. êîíô. "Ôîòîýëåêòðè÷åñêèå ÿâëåíèÿ â
ïîëóïðîâîäíèêàõ".� Àøõàáàä: Ûëûì, 1991.� Ñ. 273�274.
7. Âàñèëåíêî Í. Ä., Òåðëåöêàÿ Ë. Ë. Ýôôåêòû íàêîïëåíèÿ è
çàïîìèíàíèÿ â ÷åòûðåõñëîéíîé ñòðóòóðå p+(Si)�n(Si)�p(Si)�
n+(GaAs) // Îïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà.�
1992.� Âûï. 22.� Ñ. 17�20.
0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 λ, ìêì
α,
îòí. åä.
80
60
40
20
0
1
1,55 1,37 1,24 1,12 Å, ýÂ
2
3
4
5
×××××
×××××
×××××
×××××
×××××
××××× ×××××
××××× ×××××
×××××
×××××
Ðèñ. 5. Ñïåêòðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå êâàíòîâîé ýôôåê-
òèâíîñòè p�n�p�n-ñòðóêòóðû ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïå-
ðàòóðàõ:
1 � 193 Ê; 2 � 253 Ê; 3 � 273 Ê
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70615 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:21:20Z |
| publishDate | 2003 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Терлецкая, Л.Л. Калиниченко, Л.Ф. Голубцов, В.В. 2014-11-09T07:42:33Z 2014-11-09T07:42:33Z 2003 Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов / Л.Л. Терлецкая, Л.Ф. Калиниченко, В.В. Голубцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 51-53. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70615 Проведен сравнительный анализ спектров фотолюминесценции гетероэпитаксиальных слоев n-GaAs и спектральных характеристик структур p⁺-Si—n-Si—p-Si—n⁺-GaAs. Слои GaAs выращивались на Si-подложках методом жидкофазной эпитаксии из раствора-расплава. Установлено полное совпадение максимумов указанных спектров, что в сочетании с высокими энергетическими параметрами излучателя и фотоприемника подтверждает возможность создания интегрального оптрона на основе исследованных гетероструктур. The comparative analysis of the photoluminescence spectra of the n-GaAs heteroepitaxial layers and spectral characteristics of the p⁺-Si—n-Si—p-Si—n⁺(GaAs)-structures are investigated. The n-GaAs layers on the Si-base were grown by the method of liquid-phase epitaxy. The complete correspondence of the maxima of these spectra were obtained. This fact with combination high energetically parameters of the light-emitter and photodetector proves the possibility of the creating of the integral optron on the base heterostructures, which were investigated. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Оптоэлектроника Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов The structure on the base of silicon-gallium arsenide heterojunction for integral optrons Article published earlier |
| spellingShingle | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов Терлецкая, Л.Л. Калиниченко, Л.Ф. Голубцов, В.В. Оптоэлектроника |
| title | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| title_alt | The structure on the base of silicon-gallium arsenide heterojunction for integral optrons |
| title_full | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| title_fullStr | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| title_full_unstemmed | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| title_short | Структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| title_sort | структуры на основе гетероперехода "кремний—арсенид галлия" для интегральных оптронов |
| topic | Оптоэлектроника |
| topic_facet | Оптоэлектроника |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70615 |
| work_keys_str_mv | AT terleckaâll strukturynaosnovegeteroperehodakremniiarsenidgalliâdlâintegralʹnyhoptronov AT kaliničenkolf strukturynaosnovegeteroperehodakremniiarsenidgalliâdlâintegralʹnyhoptronov AT golubcovvv strukturynaosnovegeteroperehodakremniiarsenidgalliâdlâintegralʹnyhoptronov AT terleckaâll thestructureonthebaseofsilicongalliumarsenideheterojunctionforintegraloptrons AT kaliničenkolf thestructureonthebaseofsilicongalliumarsenideheterojunctionforintegraloptrons AT golubcovvv thestructureonthebaseofsilicongalliumarsenideheterojunctionforintegraloptrons |