Низкочастотный шум в светодиодах на основе квантоворазмерных InGaN/GaN структур

• Автор: Шабунина, Евгения Игоревна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Мощные синие светодиоды на основе квантоворазмерных ЫСаИ/ИаИ структур

1.2 Причины падения внешней квантовой эффективности синих мощных светодиодов на основе квантоворазмерных структур 1пОаМ/ОаИ
1.3 Особенности процессов излучательной рекомбинации в светодиодах на основе ЬзОаМУОаИ

1.4 Особенности развития деградационного процесса в синих ОтСаИ/ПаИ светодиодах

1.5 Низкочастотный шум в полупроводниках

1.5.1 Генерационно - рекомбинационный шум и шум типа 1 // в полупроводниках. Общее представление модели
1.5.2 Зависимость спектральной плотности шума от тока в полупроводниковых структурах. Теоретическое рассмотрение

1.5.3 Исследование низкочастотного шума в ваИ и структурах на основе его

твердых растворов
Выводы
Глава 2. Основные объекты исследования. Технология выращивания и методы диагностики светоизлучающих квантоворазмерных InGaN/GaN структур.
2.1 Основные объекты исследования и технология выращивания светоизлучающих квантоворазмерных (пОаМ/СаИ структур
2.2 Исследование вольтамперных характеристик светодиодов
2.3 Измерение ватт - амперных характеристик и внешнего квантового выхода светодиодов
2.4 Измерение спектров электролюминесценции светодиодов
2.5 Исследование низкочастотного шума в полупроводниковых материалах и приборах

2.5.1 Математические методы, используемые при рассмотрении флуктуационных процессов
2.5.1.1 Случайные процессы
2.5.1.2 Спектральное представление случайных процессов
2.5.2 Измерение спектральной плотности низкочастотного шума
светодиодов
Выводы
Глава 3. Особенности низкочастотного шума в светодиодах на основе квантоворазмерных 1пСа1Ч/Са]Чструктур.
3.1. Сравнительное исследование особенностей шумовых процессов в синих 1пСаИ/СаИ и красных АЮаАэ ЛЗаАэ светодиодах
3.1.1 Исследование зависимостей спектральной плотности шума от частоты синих и красных светодиодов
3.1.2 Исследование зависимостей спектральной плотности шума от плотности тока
3.2 Электрическая активность протяженных дефектов и особенности вольтамперных характеристик 1пОаИ/СаЫ светодиодов
3.3 Связь особенностей низкочастотного шума 1пОаИ/ОаМ светодиодов с характером организации наноматериала и с безызлучательной рекомбинацией в системе протяженных дефектов
3.3.1 Определение параметра качества светодиодов р
3.3.2 Исследование спектральной плотности шума InGaN/GaN светодиодов с разным уровнем токов утечки
3.4 Выяснение причин падения внешней квантовой эффективности в 1пОаМАлаИ светодиодах. Применение методики исследования низкочастотного шума в изучении эффекта падения внешней квантовой
эффективности
3.4.1 Влияние уровня легирования активной области и п+ областей на вид зависимостей 77(7)

3.4.2 Применение методики исследования низкочастотного шума для выяснения причин падения внешней квантовой эффективности 1пОаМ/ОаП
светодиодов
Выводы
Глава 4. Применение диагностики низкочастотного шума для выяснения причин неоднозначного развития деградационного процесса в 1пСа1Ч/СаК светодиодах.
4.1 Основные закономерности развития деградационного процесса в 1пОа1Ч/ОаП светодиодах
4.2 Исследование низкочастотного шума ТпОаП/СтаЫ светодиодов после 1000 часов старения
4.3 Причины быстрого развития деградационного процесса в мощных синих 1пОаМ/ОаМсветодиодах
4.3.1 Влияние воздействия электростатического пробоя на развитие деградационного процесса
4.3.2 Изменение состава твердого раствора в активной области
светодиодов
Выводы
Заключение
Основные результаты
Список литературы

локального уровня в запрещенной зоне полупроводника. В этом случае концентрация свободных носителей флуктуирует из - за обмена носителями между уровнем и зоной, и как следствие, приводит к отклонению концентрации носителей в зоне от среднего значения. При этом постоянная времени обмена носителями между уровнем и зоной, т, определяется концентрацией носителей в зоне проводимости, сечением захвата уровня и температурой [61]. Исследование температурных зависимостей ГР шума позволяет определить такие параметры ловушки как энергия активации уровня, сечение захвата и концентрация центров [62-64].
При интерпретации 1 If шума наиболее часто используется подход, при котором возникновение такого типа шума обусловлено суперпозицией отдельных Лоренцианов, распределенных с надлежащим статистическим весом. Действительно, интегрирование в широкой полосе значений г с функцией распределения р(т):

SKfp(r)dz-
при р(т) ~ 1/т дает I If шум во всем диапазоне частот. Известно, что во многих физических процессов т = т0ехр(е/кТ), поэтому требуемое распределение по
энергии р{Е) = const для кТгу'<Е<кТпу.' [61]. Фактически
достаточно часто оказывается, что при определении источника 1 If шума требуется искать экспоненциально широкое распределение постоянных времени т [65]. Хотя такой подход к задаче об интерпретации 1 If шума рассмотрен во многих работах (см., например, [65-67]) оказывается, что существует довольно много физических процессов, которые в принципе могут обуславливать появление шума типа 1 If в полупроводниковых структурах.
В настоящее время известно, что Ilf шум в полупроводниковых материалах может быть обусловлен как поверхностью [65], за счет, например, флуктуаций заряда в поверхностных состояниях, так и объемными