Физико-химические основы создания электролюминесцирующих структур на основе широкозонных полупроводниковых соединений с высоким уровнем преобразования

• Автор: Каргин, Николай Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 398 с. : ил.

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
Каргин Николай Иванович
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ с ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
02.00.04 - Физическая химия
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Ставрополь

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕХАНИЗМ СВЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИ1ШСЦЕНТНЫХ СТРУКТУР НА ПОРОШКОВЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНОФОРАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.1. Предпробойная электролюминесценция в гетеропереходах на основе соединений А2В6
1.2. Механизм токопрохождения в гетеропереходах на основе соединений А2В6
1.3. Природа процессов формовки в гетеропереходах на основе Сих8-2п8:Мп, возбуждаемых постоянным электрическим полем
1.4. Физико-химические процессы образования гетеропереходов в электролюминофорах, возбуждаемых постоянным электрическим полем
1.5. Роль технологических факторов при создании электролюминесцентных индикаторов, возбуждаемых постоянным электрическим полем
1.6. Технологические аспекты получения пленочных электролюминесцентных источников света постоянного тока на основе соединений А2Вб
1.7. Математическая модель процесса диффузии меди в электролюминофорах, возбуждаемых постоянным электрическим полем
1.8. Математическое моделирование электрофизических процессов, протекающих в тонкопленочных электролюминесцентных структурах на постоянном токе
1.9. Исследование экспериментальных и теоретических зависимостей яркости в электролюминофорах постоянного тока от напряжения и температуры
1.10. Изменение состава второй фазы и деградация

электролюминофоров
2. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ
ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ УСТРОЙСТВ (ТПЭЛУ)
2 Л. Широкозонные полупроводниковые материалы для тонкопленочных электролюминесцентных устройств
2.2. Оборудование для синтеза и исследования тонкопленочных структур на основе соединений А2Вб
2.2.1. Исследование кинетики осаждения и структурных особенностей тонких пленок сульфида цинка
2.3. Синтез тонких пленок А2В6 из тиомочевинных
растворов
2.3.1. Исследование механизма и кинетики образования сульфида цинка в области малых концентраций
реагентов тиомочевинным способом
2.3.2 Закономерности процесса зародышеобразования и его влияние на кинетику образования сульфида цинка
2.4. Технология нанесения электролюминесцентных и диэлектрических пленок
2.4.1. Термическое резистивное испарение
2.4.2. Термическое испарение путем индукционного нагрева
2.4.3. Термическое испарение путем электронной бомбардировки
2.4.4. Магнетронные системы ионного распыления
2.4.4.1. Обоснование конструкции источника электропитания магнетронной системы ионного
распыления
2.4.4.2. Стабилизированные источники электропитания магнетронных систем ионного распыления
2.4.4.3. Способы оптимизации изменения вольт-амперных характеристик магнетронных систем ионного распыления

рой ток 10 обусловлен туннелированием электронов в ZnS из валентной зоны фазы Си28 в зону проводимости 2п8:Си, облегченное участием фононов Си28 (рис. 1.3). На основе этой модели автор объяснил сходство зависимостей яркости электролюминесценции 2п8:Си-кристаллофосфоров и коэффициента туннельной прозрачности энергетического барьера контакта Сих8п8:Си от приложенного напряжения. Дальнейшее развитие эта модель получила в работах [8,51].
Гипотеза о туннельной природе тока 10 лежит и в основе модели, приведенной в работе [205], причем здесь главная роль в формировании 10 отводится электронам, туннелирующим в Еп8 из зоны проводимости сульфида меди. При этом обращается внимание на факт зависимости высоты энергетического барьера в области контакта сульфидов меди и цинка от стехиометрического состава фазы Сих8. Известно, что в структуре СщД присутствуют Си28 (ширина запрещенной зоны 1,2 эВ), Сик968 (1,5 эВ), Си,,938 (1,8 эВ), Сив (2,3 эВ) [206].
С увеличением этого барьера, обусловленного превращением сульфида меди из Си1>758 в Сщ, затем - в и, наконец, в Си28 (вследст-
вие прихода ионов меди, которые мигрируют в СщД из Еп8:Си под действием электрического поля), автор связывает процесс старения электролюминофоров. Численные оценки величин туннельных токов при этом, однако, не приводятся - гипотеза о том, что наблюдаемое в эксперименте постепенное уменьшение 10 обусловлено именно изменением состава СщД, носит лишь качественный характер.
Точка зрения, что начальный ток 10 электронов через контакт СщД-7п8:Си, по крайней мере в области не слишком больших напряжений, является не туннельным, а надбарьерным (то есть имеет ту же природу, что и обратный ток неосновных носителей через широкий р-п-переход) развита в [41]. Достоинством этой гипотезы является, в частности, объяснение зависимости 10 от температуры, недостатком (как и у предыдущих) - отсут-