Оптимизация технологии процессов получения буферных слоев и защитных покрытий для фотоприемников на основе фосфида индия

• Автор: Яблочкина, Галина Ивановна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 131 с. : ил

Содержание
Введение .

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи

исследования.

1.1 Спектры краевой люминесценции в полупроводниках

1.2 Люминесценция слаболегированных полупроводников

1.3 Изовалентная примесь в полупроводниках

1.4 Дефекты в 1пР.

1.5 Люминесцентные свойства и скорость поверхностной

рекомбинации в 1пР

1.6 Зонная структура 1пР

1.7 Эффективная масса носителей тока в 1пР
Выводы
Глава 2. Экспериментальные установки. Методики изготовления
образцов и измерение излучательных характеристик в п1пР.
2.1 Методика жидкофазного эпитаксиального роста 1пР
2.2 Методика исследований спектров фотолюминесценции.
2 Методика определения абсолютных значений величин
внешнего квантового выхода.
2.4 Измерение зависимости величины внешнего квантового
выхода от температуры и от уровня возбуждения
2.5 Методика исследования кинетики рекомбинационных процессов в 1пР
2.6 Устройство люминесцентного микроскопа
2.7 Экспериментальная установка и методика напыления диэлектрических пленок на 1пР
Выводы .
Глава 3. Изовалентная примесь в п1пР.
3.1 Влияние нзовалентной примеси мышьяка на дефектооб
разование в 1пР
3.2 Изучение картины люминесценции.
Выводы .
Глава 4. Люминесцентные свойства 1пР, покрытого диэлектрической пленкой 8гР2.
4.1 Экспериментальные исследования внешнего квантового
выхода 1пР, покрытого диэлектрической пленкой 8гР2.
4.2 Зависимость внешнего квантового выхода интенсивности люминесценции от уровня возбуждения
4.3 Измерение времени жизни неравновесных носителей и оценка скорости граничной рекомбинации в п1пР,
покрытом пленкой 8гР2
Выводы .
Заключение .
Литература


Для прямозонных полупроводников обычно полагают [-] а(со)~^со-Ее, что совершенно неоправданно, поскольку такая зависимость справедлива лишь при достаточно больших значениях со - Е& когда можно пренебречь кулоновским взаимодействием между электронами и дырками, а также их рассеянием [- ]. Учет чисто кулоновского (без экранирования) взаимодействия электрона и дырки приводит к ступеньке в зависимости Ф (со). Истинный же вид Ф (со), особенно в длинноволновой области, определяется экранированием кулоновского взаимодействия и рассеянием носителей. Таким образом, более естественной оказывается постановка задачи непосредственного вычисления спектров люминесценции, а не учет важных для люминесценции деталей зависимости а(со). Именно такой подход и используется в настоящем обзоре. При этом автоматически учитывается и возможный неравновесный характер распределения носителей по состояниям, что также весьма существенно. Спектр люминесценции, казалось бы, действительно можно восстановить по экспериментально найденной зависимости а(со) []. Однако получаемый таким образом спектр излучения может существенно отличаться от экспериментально наблюдаемого. Это связано с тем, что люминесценция, в отличие от поглощения, представляет собой существенно неравновесное явление. Ферми для электронов и дырок. Особенно ярко неравновесный характер люминесценции проявляется в сильно легированных полупроводниках (СЛП), к которым относится основная часть экспериментального материала. Интерес к СЛП вызван прежде всего высокой эффективностью излучательной рекомбинации в них [-], а также тем, что они представляют собой удобный объект для изучения свойств неупорядоченных систем []. Трудности, возникающие при интерпретации экспериментальных данных по люминесценции СЛП, связаны и с особенностями их электронного спектра [-]. В существующих обзорах и монографиях эти особенности, если и обсуждались, то лишь бегло, а зачастую и непоследовательно. Благодаря выполненным в последние годы теоретическим [-] и экспериментальным работам, ссылки на которые даются по ходу изложения, сложная картина люминесценции СЛП стала в основном ясной. Она оказалась далеко не столь тривиальной, как это представлялось ранее [9, , , ]. Разъяснению этих нетривиальных особенностей и иллюстрации их важности для интерпретации экспериментальных данных посвящена большая часть настоящего обзора. Рассмотрение проводится в основном применительно к полупроводникам с прямыми разрешенными оптическими переходами, так как эти материалы (ОаАэ, 1пБЬ, 1пАв, 1пР) наиболее полно экспериментально изучены, а индивидуальные особенности неглубоких примесей в них практически не проявляются. В зависимости от способа генерации носителей различают: фотолюминесценцию - как результат освещения кристалла коротковолновым светом; катодолюминесценцию - возбуждение пучком быстрых электронов; пробойную электролюминесценцию, связанную с лавинной генерацией носителей в сильных электрических полях; инжекционную электролюминесценцию, возникающую при инжекции носителей из контактов, преимущественно из р-п переходов. Определение связи концентрации свободных электронов и дырок с уровнем накачки при различных типах возбуждения представляет собой самостоятельную задачу, поскольку концентрации носителей определяются, как правило, не излуча-тельной, а одним из видов безызлучательной рекомбинации. Распределение свободных электронов и дырок можно описывать введением квазиуровней Ферми Рп и Рр соответственно. Поэтому при заданных их концентрациях задача сводится к отысканию распределения носителей по локализованным состояниям. Ей в настоящем обзоре уделяется особое внимание. Следует, однако, иметь в виду, что способ возбуждения неравновесных носителей может в принципе влиять на их распределение. Это, в частности, реализуется при фотолюминесценции, возбуждаемой достаточно широкополосным источником света. Кроме того, оказывается, что в ряде случаев Ф(со) не определяется однозначно плотностью электронных состояний и функцией распределения Ферми. Таким образом, в общем случае, например, для компенсированных СЛП , даже зная распределение носителей и ос(со), нельзя найти спектр люминесценции.