Исследование радиационной деградации и оценка радиационной стойкости светодиодов на основе гомо- и гетероструктур первого и второго поколения на базе трех-четырехкомпонентных твердых растворов А3В5

• Автор: Селезнев, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МАТЕРИАЛОВ, КАТОДО И ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ ГОМО И ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ А3В5.

Выводы.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ ИЗЛУЧАЮЩЕГО рпПЕРЕХОДА И ПАРАМЕТРОВ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ НА ВОЛЬТЛЮМЕНАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕОРИЯ.

2.1. Введение

2.2. Электролюминесценция из оптически активного слоя рп

или гетероперехода в режиме малого уровня инжекции.

2.3. Электролюминесценция из оптически активного компенсированного слоя в режиме высокого уровня инжекции

в диффузионном приближении теории

2.4. ЭЛ из оптически активных низкоомных р и побластей ррппструктуры.
2.5. Электролюминесценция из оптически активного слоя в дрейфовом приближении теории.
2.5.1. Основные положения и расчетные соотношения
2.5.2. Вольтлюмснампсрные характеристики ВЛАХ при преобладании омической релаксации, бимолекулярной безызлунательной рекомбинации в компенсированном слое, линейной и бимолекулярной излучателыюй ремобииации в квантовой яме
2.5.3. ВЛАХ в случае преобладания омической релаксации, мономолекулярной безызлучательной рекомбинации в компенсированном слое, линейной и бимолекулярной
излучателыюй рекомбинации в квантовой яме
2.5.4. ВЛАХ при преобладании времени пролета бимолекулярной безызлучательной рекомбинации в компенсированном слое, линеГшойи бимолекулярной излучателыюй рекомбинации в квантовой яме
2.5.5. ВЛАХ при преобладании времени пролета,
мономолекулярной безызлучательной рекомбинации в
компенсированном слое, линейной и бимолекулярной
излучателыюй рекомбинации в квантовой яме
Выводы.
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ОБЛУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ СТРУКТУР ДО И ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОННОГО, ПРОТОННОГО, ЭЛЕКТРОННОГО И ГАММА ОБЛУЧЕНИЯ НА ВОЛЬТЛЮМЕНАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
АодзСаоАя ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ.
4.1. Исследование структуры и методики облучения
4.2. Экспериментальные результаты по изменению ВАХ и силы
света при нейтронном облучении
4.3. Обсуждение экспериментальных результатов и расчет констант повреждения при нейтронном облучении.
4.4. Снижение силы света и расчет констант повреждаемости
при облучении светодиодов протонами.
4.5. Снижение силы света и расчет констант повреждаемости
при облучении светодиодов электронами.
4.6. Снижение силы света и расчет константы повреждаемости
при облучении светодиодов гамма квантами
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОННОГО, НЕЙТРОННОГО, ПРОТОННОГО И ГАММА ОБЛУЧЕНИЯ 1А ВОЛЬТЛЮМЕНАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ СаАР0.4 ррппСТРУКТУРЫ.
5.1. Исследуемые приборы, структуры и методика облучения
5.2. Экспериментальные ВАХ до и после облучения.
5.3. Обсуждение экспериментальных ВАХ и определение констант повреждаемости.
5.4. Экспериментальные вольтлюменамперные
характеристики до и после облучения.
5.5. Обсуждение экспериментальных вольтлюменамперных характеристик и определение констант повреждаемости.
5.6.Статистические исследования влияния электронного, нейтронного, протонного и гамма облучения на силу света.
5.6.1.Снижение силы света и расчет констант повреждаемости при облучении светодиодов электронами.
5.6.2. Снижение силы света и расчет констант повреждаемости
при облучении светодиодов нейтронами
5.6.3. Снижение силы света и расчет констант повреждаемости
при облучении светодиодов протонами.
Выводы.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОННОГО И ГАММА ОБЛУЧЕНИЯ НА ВОЛЬТЛЮМЕНАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ АКТИВНОЙ ОБЛАСТИ ЭФФЕКТИВНЫХ СВЕРХЯРКИХ А1хСа,.хо,5По,5Р
ГЕТЕРОСТРУКТУР С КРАСНЫМ И ЖЕЛТЫМ ЦВЕТОМ
СВЕЧЕНИЯ.
6.1. Исследуемые гстероструктуры и методика облучения
6.2. Распределение концентрации заряженных центров в гетероструктурах до и после облучения
6.3. Вольтлюменамперные характеристики . гетероструктур с красным цветом свечения до и после облучения
6.4. Вольтлюменамперные характеристики А1о.ао,зо,5По,5Р гетероструктур с желтым цветом свечения до и после облучения
6.5. Обсуждение экспериментальных результатов и оценка
константы повреждаемости времени жизни.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Созданием автоматизированной аппаратуры и методик для комплексного измерения параметров и характеристик структур до и после облучения с компьютерной обработкой результатов измерений. Разработкой методик измерения электрофизических параметров материала активной области и структуры светодиода, оценки констант повреждаемости времени жизни Кт и снижения силы света тоКт. Разработкой программ для аппроксимации экспериментальных вольтлюменамперных характеристик и их эволюции при облучении. В исследовании воздействия протонного облучения на параметры и характеристики структур первого поколения, нейтронного и гамма облучения на гетероструктуры второго поколения. В усовершенствовании и использовании метода измерения распределения заряженных центров в активной области облученных светодиодов на основе анализа динамической барьерной емкости структур до и после облучения. В разработке математической модели влияния структуры и параметров активной области рп и ррпп гомо и гетеропереходов в диффузионной и дрейфовом приближении теории. В выводе на основе матмодели аналитических зависимостей изменения вольтлюменамперных характеристик светодиодов при облучении. В определении на основе экспериментальных данных и расчетных зависимостей констант повреждаемости времени жизни и снижения силы света при облучении гомо и гетероструктур первого и второго поколения. В разработке методов определения констант повреждаемости и снижения силы света, т. В расчете коэффициентов относительной эффективности воздействия различных видов облучения на силу света, что позволяет существенно снизить объем и стоимость экспериментальных исследований. В создании базы определения квалификационной группы стойкости светодиодов в соответствии с ГОСТом В4 РФ. Данная работа выполнялась в рамках программы фундаментальных исследований ОИТВС РАН Организация вычислений с использованием новых физических принципов, которая входила в программу фундаментальных исследований отделения информационных технологий и вычислительных систем РАН и проекта Разработка теоретических и конструктивнотехнологических основ создания эффективных, мощных, надежных и радиационностойких светодиодов нового поколения на основе твердых растворов, входящего в вышеуказанные программы. Результаты внедрены в ОАО Оптрон, ЗАО Пола и ЗАО Корвет и использованы при составлении ТУ, конструкторскотехнологической документации, справочных и информационных материалов на выпускаемые и вновь разрабатываемые приборы. Основные результаты работы докладывались на МНТК Информационные технологии в науке, технике и образовании, Аланья, Турция, 9 мая г. МНТК Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры, г. Севастополь, 9 сентября г. Сусс, Тунис, 9 октября г. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Основная часть диссертации изложена на 4 страницах машинописного текста, содержит рисунков и 7 таблиц. В данную работу не включены исследования автора по надежности и i i испытаниям. ГЛАВА 1. Классическим материалом для изучения изменения параметров при облучении является фосфид галлия и светодиоды на его основе 1,2. Воздействие электронного облучения на эпитаксиальные слои фосфида галлия исследовали в работах 3, 4 при энергии электронов 4 МэВ. Скорость удаления носителей заряда составляла см. Увеличение энергии электронов до МэВ сопровождалось образованием наряду с точечными дефектами областей разупорядочения кластеров 9. Начальная скорость удаления носителей увеличивалась до см, а подвижность быстро уменьшалась с флюенсом. РР. Кп ЗЗп, КР 5по, соответственно Ф флюенс облучения. Скорость удаления носителей в начальный момент составляла 7 см1 и уменьшалась с ростом флюеиса облучения. Пока энергия электронов не превышала МэВ преобладали индуцированные облучением точечные дефекты. При Е МэВ наблюдался суперлинейный рост концентрации дефектов, обусловленный образованием областей разупорядочения. При больших флюенсах что, повидимому, свидетельствовало о рассеивании света на кластерах, имеющих металлическую проводимость.