Спектры краевой фотолюминесценции эпитаксиальных слоев GaAs, InGaAs, InGaAsP в условиях флуктуаций легирования и состава

• Автор: Карачевцева, Мария Виссарионовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Гетероструктуры на основе твердых растворов полупроводников АШВУ и их применение
1.1.1. Изопериодические структуры (1ихСа| _хАВ|_уРу/1пР)
1.1.2. Квантовые структуры с напряженными решетками (1пхСа, -хАв/СлаАв)
1.2. Влияние условий эпитаксии на амфотерное поведение примеси кремния в СаАя
1.3. Основные положения теории люминесценции сильно легированных полупроводников (СЛП)
1.3.1. Энергетический спектр электронных состояний
1.3.2. Излучательная рекомбинация в СЛП
1.3.3. Состояние исследований фотолюминесценции (ФЛ) сильно легированных СаАй и 1пхСа, _ХАВ)
1.4. Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМЫ МЕЖЗОННОЙ РЕКОМБИНАЦИИ В
СИЛЬНО ЛЕГИРОВАННОМ ШЗаАйР
2.1. Методика измерения спектров ФЛ
2.2. Экспериментальные спектры краевой ФЛ слоев 1пхСа1„хАв1_уРу в зависимости от температуры и плотности возбуждения
2.3. Обсуждение механизмов рекомбинации
2.4. Расчет спектров краевой люминесценции в
Inj.Gay_xAsi .yPy и сопоставление с экспериментом
2.4.1. ВТ —механизм рекомбинации
2.4.2. ТВ—механизм рекомбинации
2.5. Выводы к главе
ГЛАВА 3. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Э1-ЛЕГИРОВАННЫХ СЛОЕВ СаАк. ВЫРАЩЕННЫХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЯХ МЫШЬЯКА
3.1. Технологические параметры исследованных образцов
3.2. Экспериментальные спектры ФЛ
3.3. Расчет спектров краевой ФЛ для ВТ — переходов в а
и сравнение с экспериментом
3.4. Природа примесных полос ФЛ в 81—легированном СаАч
3.5. Выводы к главе
ГЛАВА 4. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА
ПСЕВДОМОРФНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР ЫСаАБ/СаАз С ОДИНОЧНЫМИ КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ

4.1. Расчет: энергии переходов в зависимости от ширины квантовой ямы и состава твердого раствора
4.2. Расчет ширины спектра экситонной ФЛ
4.2.1. Влияние флуктуаций состава твердого раствора
4.2.2. Влияние разупорядочения гетерограниц
4.3. Экспериментальные спектры экситонной ФЛ из одиночных квантовых ям в структурах ШЗаАв/СаАв
4.3.1. Технологические параметры структур и методика эксперимента
4.3.2. Анализ механизмов ушпрения экситонной линии
4.4. Температурные исследования ФЛ структур ІпхСаі_хА&/СаАв с квантовыми ямами
4.4.1. Зависимости интенсивности ФЛ от температуры и плотности возбуждения
4.4.2. Зависимость ширины запрещенной зоны
1пхСа1 _хАб от температуры и содержания индия
4.5. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

С ростом степени компенсации концентрация электронов в САП п—типа уменьшается и уровень Ферми может оказаться ниже уровня протекания ЕП<ЕС. В таком невырожденном сильно легированном и сильно компенсированном полупроводнике существенную роль могут играть диагональные переходы, связанные с туннелированием локализованных электронов и дырок (ТТ — переходы). Вследствие туннельного характера излучательной рекомбинации при ТТ —переходах ее интенсивность, как правило, очень низка, однако, при низких температурах и малых уровнях возбуждения этот механизм рекомбинации может конкурировать с другими.
Если условия промежуточного легирования (N аа | > 1 , Яаа <1) сохраняются, но акцепторов больше, чем доноров (N>N1, то в таком невырожденном полупроводнике р—типа следует учитывать захват неравновесных электронов в локализованные состояния «хвоста» зоны проводимости. В этом случае в излучение могут давать вклад не только В1 —, ВТ— и ВВ —переходы, но и переходы, отвечающие рекомбинации локализованных электронов с дырками, локализованными на акцепторах (Т1 — переходы) и на состояниях «хвоста» валентной зоны (ТТ —переходы), и со свободными дырками (ТВ — переходы) (рис. 1.3).
В теоретических работах [47—49] приводятся выражения для спектральной интенсивности краевой люминесценции при различных «квазимежзонных» механизмах рекомбинации и анализируется положение максимума спектра в зависимости от температуры и уровня возбуждения. Показано, что локализация носителей и неравновесный характер рекомбинации приводят к тому, что