Спектроскопия адмиттанса полупроводниковых гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ
|
Кучерова, Ольга Владимировна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2011
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.10
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
Кучерова Ольга Владимировна
СПЕКТРОСКОПИЯ АДМИТТАНСА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР С МНОЖЕСТВЕННЫМИ КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ InGaN/GaN
Специальность: 01.04.10 - Физика полупроводников
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
- 8 ДЕК 2011
Санкт-Петербург - 2011
005005245
Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)
Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Соломонов Александр Васильевич, декан факультета электроники СПбГЭТУ
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор
Баграев Николай Таймуразович, ведущий научный сотрудник Учреждения Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
кандидат физико-математических наук Ковш Алексей Русланович, исполнительный вице-президент группы компаний «Оптоган»
Ведущая организация: Национальный исследовательский ядерный
университет "МИФИ"
Защита состоится 22 декабря 2011 г. в часов на заседании со-
вета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.04 в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им.В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Отзывы об автореферате в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному адресу ученому секретарю совета по защите докторских и кандидатских диссертаций
Автореферат разослан 21 ноября 2011 г.
Ученый секретарь
совета по защите докторских и
кандидатских диссертаций, д.ф.-м.н.
Мошников В. А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Современные полупроводниковые приборы, такие как лазеры, мощные светодиоды, НЕМТ-транзисторы и др., изготавливаются на основе гетерост-руктур (ГС), которые в свою очередь могут включать квантовые ямы (КЯ) и квантовые точки (КТ). Наноструктуры с множественными квантовыми ямами (МКЯ) 1пОаЫ/СаЫ активно используются для создания принципиально нового поколения сверх мощных светодиодов, которые сегодня начинают вытеснять в быту лампы накаливания. Наличие размерного квантования в таких наногетероструктурах, коллективные многочастичные эффекты, явление псевдоморфизма и анизотропные пьезоэффекты вызывают интерес с точки зрения изучения фундаментальных основ физики конденсированного состояния вещества в наномасштабах, а, с другой стороны, являются причиной возникновения новых уникальных явлений и свойств.
Несмотря на достигнутый высокий уровень развития технологии выращивания приборов на основе Ш-нитридов, до сих пор нет полного понимания физических процессов, происходящих в активной области прибора при его работе. Так, большинство светодиодных нитридных гетероструктур, излучающих в синей и сине-зеленой областях спектра, содержат набор квантовых ям 1пОаМ/СгаМ, хотя известно в других гетеросистемах материалов (например, МЗаАБ/СаАв, СаАБ/АЮаАБ и др.) для эффективной работы достаточно сформировать только одну КЯ. Введение дополнительных КЯ изменяет внутренние механические напряжения, встроенные пьезополя модифицируют профиль потенциальной энергии как потолка валентной зоны, так и дна зоны проводимости. Все это влияет на энергетическую структуру прибора.
Для исследования готового корпусированного прибора можно применять только неразрушающие методы диагностики. Наиболее эффективными методами, исследующими зарядовое состояние прибора, распределение подвижных и неподвижных зарядов по координате вглубь образца, а также энергетическую структуру локализованных уровней, являются методы спектроскопии адмиттанса. Для комплексной диагностики квантоворазмерных структур с МКЯ ЬЮаМ/СтЫ необходимо совместное применение квазистатических и динамических методов спектроскопии адмиттанса, реализующих температурную развертку и смещение границы области объемного заряда прибора. Их совместное использование сочетает пространственное разрешение по координате и информацию об энергетическом спектре квантово-размерной системы. Развитию методов спектроскопии адмиттанса для анализа квантоворазмерных гетероструктур с МКЯ 1пОаМЛЗаЫ посвящена данная работа.
Объектом исследования являлись полупроводниковые гетероструктуры с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN, выращенные на сапфировых подложках и используемые при создании мощных синих, сине-зеленых и белых светодиодов нового поколения.
Основная цель диссертационной работы - развитие методической и экспериментальной базы адмиттансной спектроскопии применительно к полупроводниковым гетероструктурам, содержащим множественные квантовые ямы InGaN/GaN, и получение на этой основе конкретных сведений о пространственном распределении квантовых ям и их энергетической структуре.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработка конструкции и создание автоматизированного аппаратно-программного комплекса температурной спектроскопии адмиттанса (10...500 К) полупроводниковых гетероструюур с множественными квантовыми ямами на базе измерителя иммитанса, контроллера температуры и гелиевого криостата замкнутого цикла.
2. Разработка способа измерений, реализующего комплекс квазистатических и динамических методик адмиттанса.
3. Проведение вольт-фарадных измерений гетероструктур различных производителей с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN в широком диапазоне температур.
4. Проведение температурных измерений проводимости и емкости гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN при различных внешних смещениях и частотах тестового сигнала.
5. Определение основных параметров исследуемых гетероструктур: число квантовых ям, ширина барьеров между квантовыми ямами, расположение системы МКЯ относительно металлургической границы р-п перехода, профиль основных носителей заряда, природа эмитирующих энергетических уровней, энергия активации носителей заряда с уровней квантования и др.
Научная новизна результатов диссертации заключается в следующем:
1. Разработан и построен автоматизированный комплекс спектроскопии адмиттанса полупроводников на базе LCR-метра Agilent Е4980А, контроллера температуры LakeShore 33IS и гелиевого криостата замкнутого цикла Janis CCS400/204N; по своим параметрам комплекс превосходит имеющиеся в России аналоги.
2. Предложен, реализован и запатентован оригинальный способ измерения спектров адмиттанса на основе ступенчатого изменения темпера-
туры с внутренним циклом по частоте, позволяющий существенно сократить время измерения полной базы данных спектров адмитганса образца по сравнению с линейным изменением температуры.
3. Предложена методика идентификации природы пиков, наблюдаемых в экспериментальных спектрах проводимости гетероструктур (принадлежность глубокому центру, распределенному в объеме, уровню квантования в квантовой яме или распределенной системе энергетических уровней в кластере).
4. Показано, что отклонение графика Аррениуса от линейной зависимости и появляющееся вследствие этого занижение значения активации носителей заряда с энергетического уровня квантования возникает вследствие конкурирующего туннельного механизма эмиссии носителей из системы МКЯ InGaN/GaN.
5. Обнаружено появление дополнительного пика на температурных спектрах проводимости гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN при наступлении условий инжекции.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
1. Разработан и создан аппаратно-программный комплекс спектроскопии адмитганса на базе LCR-метра Agilent Е4980А, контроллера температуры LakeShore331 и гелиевого криостата замкнутого цикла Janis CCS400/204N, позволяющий измерять температурные и частотные спектры проводимости и вольт-фарадные характеристики в широком диапазоне температур, частот и приложенных смещений.
2. Разработан и запатентован оригинальный способ измерения температурных спектров адмитганса, позволяющий за счет ступенчатой развертки температуры в рамках одного температурного цикла собрать полную базу данных спектров адмитганса образца и существенно сократить время измерений.
3. Создано программное обеспечение автоматизации измерительного комплекса спектроскопии адмитганса и математической обработки данных, позволяющее строить на основе экспериментальной базы данных адмитганса любые зависимости (С, G)=f{U, Т, со) с их последующим анализом.
4. Разработана система комплексной диагностики адмитгансными методами полупроводниковых гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN, дающая информацию о количестве и периоде квантовых ям, запасенном в них заряде, и их энергетических характеристиках, включая энергии активации носителей заряда с уровней квантования.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Спектроскопия адмиттанса обеспечивает неразрушающий контроль ге-тероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN, предоставляя информацию о ширине барьеров, количестве квантовых ям, запасенном в них заряде, и их энергетических характеристиках, включая энергии активации носителей заряда с уровней квантования.
2. Регистрируемая по температурным спектрам проводимости гетерост-руктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN непрерывная зависимость «наблюдаемой» энергии активации от приложенного смещения является отличительной особенностью неупорядоченных 3D-HaHocncTeM, которые можно идентифицировать как кластеры In(Ga)N.
3. Туннельный механизм эмиссии носителей заряда из квантовой ямы существенно влияет на значения «наблюдаемой» энергии активации, определяемой по графикам Аррениуса из спектров проводимости, занижая ее при низких температурах.
4. Температурные спектры проводимости при прямых смещениях, соответствующих инжекции в светоизлучающих диодах на основе множественных квантовых ям InGaN/GaN, позволяют определять характеристики уровня квантования, обеспечивающего излучательную рекомбинацию.
Все положения выдвинуты впервые. Результаты работы использованы при выполнении Гос. контрактов №02.740.11.0213 от 07.07.2009, №П890 от 18.08.2009, №14.740.11.0445 от 30.09.2010, №14.740.12.0860 от 22.04.2011, №11454 от 13.05.2010 и №П1605 от 10.09.2009 в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013г, комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства (договор от 07.09.2010 г. № 13.G25.31.0040 с Минобрнауки РФ в рамках Постановления Правительства РФ от 09.04.10г. №218); гос. контракта № 5425р/7978 от 14.12.07 г. на выполнение НИОКР по программе УМНИК; гранта №А03-3.15-161 поддержки НИР аспирантов Минобразования РФ 2003 г. Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: 3rd International Workshop on Nanotechnology and Application (Vung Tau, Vietnam, 2011), X Всероссийской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, 2011 г.); IX и XV Международных симпозиумах «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород 2005 и 2011 г.); 6-й, 7-й и 8-й Всероссийских конференциях «Нитриды галлия, индия
и алюминия: структуры и приборы» (Санкт-Петербург 2008 г., Москва 2010 года г., Санкт-Петербург 2011 г.); The XXI and XXII International Conference on "Relaxation Phenomena in Solids" (Voronezh 2004 and 2010); III Всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО-2009» (Екатеринбург 2009 г.); 7-й научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments -2008» (Москва, 2008); VII международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск 2007 г.); 2-nd International Conference "Physics of electronic materials" (Kaluga, Russia, 2005); научно-технических конференциях проф.-преп. состава СПбГЭТУ (2002-2011 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них: 6 научных статей из списка ВАК, 1 статья в другом издании, материалы трудов 7 международных и российских научно-технических конференций. Основные положения защищены в том числе 1 патентом на способ измерения и 1 свидетельством о регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы, включающего 91 наименований. Общий объем работы составляет 170 страниц машинописного текста. Работа содержит 74 рисунка и 4 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность и определена цель исследования, дана оценка научной и практической значимости результатов работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.
Первая глава представляет собой обзор современной литературы, посвященной (квази)стационарным, динамическим и нестационарным методикам спектроскопии адмиттанса (рисунок 1), основанных на изменении толщины области объемного заряда полупроводника, таким как вольт-фарадные измерения (C-V), температурная и частотная спектроскопии адмиттанса, нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней (DLTS), а также метод электрохимического вольт-фарадного профилирования и локальные зарядовые методы атомно-силовой микроскопии.
Отмечено, что в квазистатических и нестационарных методиках при приложении смещающего сигнала происходит изменение толщины области объемного заряда (ООЗ) и сканирование границей ООЗ активной области образца. В динамических методах активная область находится внутри ООЗ, при этом измеряется отклик сигнала, возникающий вследствие ионизации носителей заряда с частично заполненного глубокого уровня (уровня квантования).
Воздействие на образец Я Измеряемые параметры
Температура Напряжение ЧастотаИ Емкость Проводимость Ток...
ШШШШЛЛШяЛвЯЛш^ЛШйЯш
Рисунок 1 - Комплекс методов спектроскопии адмитганса.
Изложены физические основы емкости 003 полупроводников, содержащих квантово-размерные объекты (квантовые ямы, квантовые точки и пр.) [1*,2*]. Рассмотрены границы применимости приближений, используемых для расчета вольт-фарадных характеристик, таких как полное обеднение, приближение Больцмана, малосигнальное приближение и квазистатическое приближение.
Приведено описание динамических методов спектроскопии адмитганса: температурных и частотных спектров проводимости и емкости, метода диаграмм Коула-Коула. Рассмотрена связь активной (проводимость) и реактивной (емкость) составляющих адмиттансного сигнала.
Дан обзор развития нестационарных методов спектроскопии проводимости: изотермической релаксации емкости (ИРЕ) или проводимости (тока, ИРТ), нестационарной спектроскопии глубоких уровней (DLTS) и его разновидностей: двойного DLTS, оптической спектроскопии глубоких уровней (DLOS) [3*].
Затронуты особенности электрохимического вольт-фарадного профилирования (ECV) нитрида галлия и гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN.
Вторая глава посвящена разработанному автоматизированному комплексу спектроскопии адмитганса. Установка спектроскопии адмитганса состоит из измерителя иммитанса (LCR-метр Agilent Е4980А), контроллера температуры (LakeShore 33IS), неоптического гелиевого криостата замкнутого цикла Janis, вакуумной станции на базе турбомолекулярного насоса и персонального компьютера со встроенной платой сбора данных NI-PCI-GPIB. Широкий диапазон температур (от 10 до 500 К с точностью криостатирования 0.1 К), прикладываемых смещений (± 40 В) и частот тестового сигнала (от 20 Гц до 2 МГц) в измерительном комплексе позволяет проводить измерения образцов, содержащих и узкозонные, и широкозонные полупроводниковые гетеро-
структуры с одиночными и множественными квантовыми ямами (КЯ), квантовыми точками и 5-легированными слоями.
Описаны основные узлы и приборы установки адмиттанса, методики, реализованные в эксперименте, такие как вольт-фарадные измерения и измерения проводимости при различных приложенных смещениях, температурные и частотные спектры проводимости и емкости, вольт-амперные характеристики и др.
В программном обеспечении измерительного комплекса реализован запатентованный способ измерения, позволяющий в результате одного температурного сканирования собирать полную базу результатов измерений активной и реактивной проводимости структуры в зависимости от приложенного смещения, частоты и температуры. Реализация стала возможной благодаря ступенчатой развертке температуры (рисунок 2), тем самым сокращено время измерений полной базы данных спектроскопии адмиттанса образца на три порядка по сравнению с линейной разверткой температуры. Разработанное программное обеспечение пост-обработки экспериментальных данных позволяет анализировать исходные данные многофакторного эксперимента, строя вольт-фарадные характеристики, температурные или частотные спектры емкости и проводимости, диаграммы Коула-Коула и т.д.
Третья глава посвящена исследуемым образцам, их особенностям, способам получения и подготовки для измерения методами спектроскопии адмиттанса. Нитрид галлия является прямозонным полупроводником с кристаллографической структурой вюрцита. В его твердом растворе 1пхСа1.хЫ при Х1„> 15-20% начинается термодинамический распад с образованием 1п-обогащенных кластеров. Особенностью всех гетероструктур на основе СаЫ является отсутствие гомоэпитаксиальных подложек, в связи с чем эпитаксию производят, как правило, на подложках АЬОз или БЮ. Для исследований применялись промышленные светодиодные гетероструктуры с МКЯ 1п-ОаМ/Оа1^, выращенные на сапфировых подложках методом газо-фазной эпи-таксии из паров металлорганических соединений (МОСУБ). Толщина квантовых ям составляла 2.5...3.0 нм, барьеров между КЯ - 7...25 нм. Количество квантовых ям варьировалось от 5 до 10 в зависимости от производителя све-
Рисунок 2 - Схематическое изображение способа измерений спектров адмиттанса с тремя вложенными циклами по частоте, напряжению и температуре.
тодиодов. Для измерений методами спектроскопии адмитганса светодиодные чипы либо были смонтированы в корпус на заводе-производителе, либо крепились в керамические теплопроводящие «кроватки» с помощью теплопро-водящего клея, контактные площадки чипа разваривались золотой проволокой на установке ультразвуковой микросварки.
Четвертая глава посвящена анализу вольт-фарадных характеристик и зависимостей проводимости от приложенного смещения образцов с резким р-п переходом, содержащих МКЯ 1пОа>ШаМ.
На рисунке 3 приведены типичные вольт-фарадные характеристики и С/со(С/) светодиодного чипа с МКЯ 1пОаМ/Са1Ч, излучающего в синей области спектра. При профилировании на вольт-фрадных характеристиках \1С^{Ц) наблюдается система плато, которым на С1сй(Ц) зависимостях соответствуют полочки, которые заканчиваются пиками небольшой амплитуды. Количество плато и соответствующих им полочек равно числу квантовых ям, профилированных краем области объемного заряда при изменении приложенного смещения. Каждое плато на
зависимости соответствует области обогащения носителями заряда, аккумулированными в отдельной квантовой яме. В отдельных образцах удавалось зарегистрировать до 7 плато.
При дифференцировании С-У зависимости получаются концентрационные профили основных носителей заряда в гетероструктуре, по которым можно определить число КЯ, их пространственное положение и период. Поскольку для создания р-п перехода в светодиодах на МКЯ 1пСаМ/ОаЫ слой
1 /С2,10'3 пФ"2 2.0
-20 -15 -10 и, В
Рисунок 3 - Зависимости емкости и проводимости образца с МКЯ 1пСаМ/ОаК от приложенного смещения на частоте 1 МГц.
Рисунок 4 - Типичный концентрационный профиль носителей заряда в образце с МКЯ 1пОа>ШаК, температура 5.8 К.
р+-Оа.Ы легируется магнием вплоть до вырождения, то большая часть 003 распространяется в слаболегированную «-область, поэтому ширина области объемного заряда и> на рисунке 4 практически соответствует координате ее границы в и-области относительно металлургического контакта. Интегрируя площадь под каждым пиком, можно определить заряд, накапливаемый отдельной квантовой ямой. С понижением температуры плато становится шире, поскольку квантовые ямы накапливают большее число носителей заряда. Напряжение отсечки определить точно не представляется возможным вследствие сильной модификации вольт-фарадной характеристики в области прямых смещений откликом (ступенькой) от очередной квантовой ямы.
Связь между С-У-профилем и пространственным распределением концентрации свободных носителей заряда в предположении резкого перехода [1*,2*,4*] определяется формулой
,2 ^
¿и\с2
(1)
где С - барьерная емкость перехода, е0 = 8.85-10 Ф/м - диэлектрическая проницаемость вакуума, 5 - площадь барьера Шотгки или р-п перехода, № -координата, которая обычно определяется по формуле плоского конденсаторов
-. На рисунке 4 представлен экспериментальный концентрацион-
ра:
С
ный профиль основных носителей заряда в ГС с МКЯ 1пОаЫ/СаЫ, измеренный при 5.8 К. На нем профилировано четыре КЯ, расстояние между пиками соответствует 23 нм, из них 3 нм приходится на саму КЯ, а 20 нм - толщина барьера.
В зависимости от толщины барьеров между КЯ концентрационные профили имеют различный вид. С помощью программы для расчета наблюдаемых концентрационных профилей носителей заряда, основанной на самосогласованном решении уравнений Шредингера и Пуассона, были промоделированы наблюдаемые концентрационные профили при различных толщинах барь-
ЛГ0, 1017см"3
12.5 10.0 7.5 5.0 2.5
- 9 нм
—— 7 нм
II .** [ 1 1 ;-ГГ~
80
100 120 140 160
мг, нм
Рисунок 5 - Рассчитанные наблюдаемые концентрационные профили носителей заряда ГС с МКЯ 1п-СаЫ/ОаН при различных толщинах барьеров.
еров между четырьмя КЯ 1пОаМЛЗаЫ (толщина КЯ принималась 2.5 нм), представленные на рисунке 5. При толщине барьеров 5 нм и менее КЯ становятся туннельно связанными и не разрешаются в концентрационных профилях, при увеличении барьеров квантовые ямы становятся различимыми, при этом крайние КЯ эффективнее накапливают носители заряда по сравнению с внутренними КЯ, собирая носители с большой диффузионной длины из прилегающих обкладок.
При увеличении обратного смещения прохождение границей расширяющейся 003 очередной квантовой ямы вызывает ее полное термополевое опустошение из-за изгиба энергетических зон, вызванного приложенным электрическим полем. Опустошенная квантовая яма далее не участвует в процессе токопереноса. Это явление наблюдается в виде ступенек на зависимости С/ш(Ц) (рисунок 3), особенно заметных при низких температурах из-за обострения распределения Ферми-Дирака.
В заключении главы приведены исследования ГС с МКЯ 1п0аМ/0аН при помощи электрохимического вольт-фарадного профилометра ЕСУРго. При его использовании достигнута глубина профилирования МКЯ 1пОаМ/СаМ, недоступная для обычного С-У метода.
В пятой главе изложены экспериментальные результаты и анализ серии температурных спектров адмиттанса р-п гетероструктур с МКЯ 1пСаШЗаЫ.
Типичные температурные спектры проводимости МКЯ 1пСаМ/0аЫ при различных частотах тестового сигнала и приложенных смещениях приведены на рисунках 6 и 7. Для наглядности сигнал проводимости на температурных спектрах нормирован на циклическую частоту тестового сигнала со. На них наблюдаются несколько пиков, как правило, от двух до четырех, от различных источников эмиссии. В зависимости от частоты со тестового сигнала максимальный выброс носителей заряда будет происходить при разных температурах, соответствуя условию оптимальной эмиссии носителей заряда с энергетического уровня
при этом скорость термической эмиссии носителей заряда е„ с уровня равна
Здесь А - коэффициент, не зависящий от температуры, Е3 - энергия активации носителей заряда, к - постоянная Больцмана. Значение степени р определяется природой эмитирующего центра и является различным для глубокого центра в объемном полупроводнике (р = 2) и уровня квантования в квантовой
(2)
(3)
яме (р = 1/2) [5*6*].
G/oo, пФ 7
G/со, пФ
100 150 Г. К
Рисунок 6 - Температурные спектры проводимости образца с МКЯ InGaN/GaN при 0 В на различных частотах.
Рисунок 7 - Температурный спектр проводимости образца с МКЯ 1пОаГ4/ОаМ при 1 МГц и различных смещениях.
С увеличением частоты тестового сигнала (рисунок 6) максимумы пиков сдвигаются в сторону больших температур, что соответствует условию резонанса (2). При больших прямых смещениях (свыше +2 В, рисунок 7) появляется дополнительный пик, отмеченный стрелками, который не наблюдается при обратных и прямых смещениях до +2 В. Данный пик мы связываем с основным (наинизшим) уровнем, с которого и происходит излучательная рекомбинация в светодиоде.
Рассмотрим подробнее образец 80Е. Анализируя поведение его температурных пиков при различных смещениях (рисунок 8), можно выделить три типа источников эмиссии носителей заряда: примесный энергетический уровень, уровень квантования в КЯ и кластер (п(Оа)Кк возникающий при термодинамическом распаде твердого раствора 1пСаМ во время отжига структуры для термоактивации акцепторной примеси М§ [7*]. Энергия активации носителей заряда с уровней определялась по графику температурной зависимости скорости эмиссии, построенному в координатах Аррениуса (без учета множителя Тр), рисунок 9. В отсутствии приложенного смещения (в равновесии) первые два уровня имеют энергии активации равные 34 и 17 мэВ, соответственно, и аномальное (на 6 порядков) различие в коэффициенте А (1.91013 с"1-К"2 для первого уровня и 3.8-107 с1-К"2 для второго). Такое различие предэкспоненциального множителя будет приводить к инверсному положению откликов от этих двух пиков на шкале температур: уровень с меньшим значением энергии активации (II) оказывается смещенным в область больших температур, по сравнению с более высокоэнергетичным пи-
ком I. Следует заметить, что положение температурных максимумов первых двух низкотемпературных пиков при фиксированной частоте тестового сигнала не зависит от приложенного смещения вплоть до наступления инжекции (больше +2 В), рисунок 8. Поведение пика I, амплитуда которого не зависит от приложенного смещения, характерно для примесного центра, распределенного в объеме полупроводника. В тоже время амплитуда пика II сильно зависит от приложенного смещения, мы связываем этот пик с уровнем квантования в КЯ. Рассчитанная энергия активации пика III сильно зависит от приложенного напряжения, монотонно возрастая с увеличением прямого смещения от 60 до 90 мэВ. Такое поведение характерно для объектов с непрерывным распределением энергетического спектра типа квантовых точек, а в данном случае - кластеров In(Ga)N.
Отклонение от линейной зависимости на графиках Аррениуса вызвано наличием конкурирующего туннельного механизма с независящей от температуры скоростью эмиссии, который увеличивает суммарную скорость эмиссии, особенно при низких температурах, когда вклад туннельной составляющей велик. Поскольку процедура определения энергии активации по наклону графика Аррениуса базируется только на термоактивационной интерпретации эмиссии носителей заряда, это может привести к существенному занижению значения «наблюдаемой» энергии активации носителей с уровня.
100 -50 -О -
0 50 100 150 200 250 300
Г, К
Рисунок 8 - Температурные спектры проводимости образца БОЕ, измеренные при различных смещениях, частота 100 кГц.
106 -105 -104 -103 -
0 10 20 30 40 50 60 \0Ъ/Т, К"1
Рисунок 9 - Графики Аррениуса в координатах 1п(еп) =Д1/7). Энергии активации Ея пиков, мэВ: I - 34, II -17, III - 60...90. Приложенное прямое смещение: кружки - 0 В, квадраты - 2.0 В.
"'•К'2
Предложен метод вычисления скорости туннельной эмиссии и коррекции на
этой основе энергии термополевой активации носителей заряда из КЯ.
В Заключении по работе проанализированы основные этапы диссертационной работы и физическое содержание полученных результатов. Приводятся основные достижения и результаты работы:
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Развит комплекс квазистатических и динамических методов спектроскопии адмигганса применительно к светодиодным гетероструктурам с МКЯ InGaN/GaN.
2. Разработана автоматизированная установка спектроскопии адмитганса на базе LCR-метра, контроллера температуры, неоптического гелиевого крио-стата замкнутого цикла, вакуумной станции с турбомолекулярным насосом и персонального компьютера со встроенной платой сбора данных PCI-GPIB. Для автоматизации измерительного комплекса написано программное обеспечение в среде программирования Lab VIEW.
3. Проведено координатное профилирование светодиодных гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN. Получен концентрационный профиль распределения основных носителей заряда по глубине образца, проведена оценка эффективности накопления квантовыми ямами носителей заряда, определено количество КЯ, профилированных границей 003, барьеры между КЯ.
4. Проведены оценки энергетических параметров серии гстеросгрукгур с МКЯ InGaN/GaN различных производителей.
5. Предложена методика идентификации природы энергетического уровня, определенного методом температурной спектроскопии адмиттанса (примесный уровень в объеме полупроводника, уровень квантования в КЯ или кластер In(Ga)N).
6. Показано, что отклонение графика Аррениуса от линейной зависимости связано с влиянием конкурирующего туннельного механизма эмиссии носителей с уровня квантования. Влияние этого механизма становится особенно значительным при низких температурах.
7. Впервые при больших приложенных смещениях обнаружено появление дополнительного пика на температурных спектрах проводимости, связанного с наинизшим уровнем квантования, отвечающего за излучательную рекомбинацию.
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи из перечня изданий, рекомендованных ВАК: AI. Kucherova, O.V. Nondestructive Diagnostics of Nanoheterostructures with InGaN/GaN Multiple Quantum Wells by Thermal Admittance Spectroscopy [Неразрушающая диагностика наногетероструктур с InGaN/GaN множественными квантовыми ямами температурной спектроскопией адмиттанса] / O.V. Kucherova, V.l. Zubkov, E.O.Tsvelev, I.N. Yakovlev, A.V. Solomonov // Inorganic Materials. - 2011.- Vol. 47. - No. 14. - P. 88-92. A2. Зубков, В.И. Адмитгансная спектроскопия как метод исследования релаксационных процессов в квантово-размерных структурах [Текст] / В.И. Зубков, И.Н. Яковлев, О.В. Кучерова, Т.А. Орлова // Известия РАН. Серия физическая. - 2011,- Том 75. - №10. - С. 1491-1497. A3. Кучерова, О.В. Наблюдение локализованных центров с аномальным поведением в светоизлучающих гетероструктурах с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков, A.B. Соломонов, Д.В. Давыдов // Физика и техника полупроводников. - 2010. -Том 44. - Вып. 3. - С. 352-357. A4. Кучерова, О.В. Неразрушающая диагностика наногетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN методом температурной спектроскопии адмиттанса [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков, Е.О. Цве-лев, И.Н. Яковлев, A.B. Соломонов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2010. - Том 76. - №3. - С. 24-28. А5. Кучерова, О.В. Комплексное исследование гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN емкостными методами [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // Известия Государственного электротехнического университета. - 2006. - №2. - С. 36-40. А6. Кучерова, О.В. Влияние механических деформаций на изменение параметров гетероструктур с одиночными квантовыми ямами InGaAs/GaAs [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2006. - Вып. 1. - С. 54-61. статьи из других источников и материалы конференций: А7. Кузнецова, А.Н. Характеризация квантоворазмерных структур нано-электроники неразрушающими методами адмиттанса [Текст]/ А.Н. Кузнецова, О.В. Кучерова, В.И. Зубков, A.B. Соломонов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - 2008. № 2. С. 7-13. А8. Zubkov V.l. Admittance technique for diagnostics of heterostructures whith multi quantum wells InGaN/GaN [Адмитгансные техники для диагностики
гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN] / V.l. Zubkov, O.V. Kucherova, A.V. Solomonov A.V. Troshin, I.N. Yakovlev // Proceedings of 3rd International Workshop on Nanotechnology and Application IWNA 2011, November 10-12, 2011, Vung Tau, Vietnam. - Vung Tau, 2011. -P.457-458.
A9. Кучерова, O.B. Адмитансные исследования светодиодных гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // Труды XV Международного симпозиума «Нанофи-зика и наноэлектроника», г. Нижний Новгород, 14-18 марта 2011 г. - Нижний Новгород, 2011. - С. 388-389.
А10. Зубков, В.И. Разработки ресурсного центра СПбГЭТУ для диагностики промышленных гетероструктур для синих, белых и зеленых светодиодов [Текст] / В.И. Зубков, О.В. Кучерова, A.B. Соломонов, И.Н. Яковлев // 8-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы», г. Санкт-Петербург, 26-28 мая 2011 г. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 121-122.
All. Зубков, В. И. Взаимодействие квантовых ям InGaAs/GaAs с дельта-легированными слоями [Текст] / В. И. Зубков, А. В. Кудрин, О. В. Кучерова, Ю. А. Данилов, Б. Н. Звонков // X Российская конференция по физике полупроводников, г. Нижний Новгород, 19-23 сентября 2011 г. - Нижний Новгород,2011.-С. 57.
AI2. Кучерова, О.В. Спектроскопия адмиттанса - мощный метод диагностики знерегетической структуры гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // 7-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и аллюминия - структуры и приборы», г. Москва, 1-3 февраля 2010 г. - Москва, 2010. - С. 59-60.
А13. Кучерова, О.В. Аппаратно-программный комплекс неразрушающей экспресс-диагностики спектроскопией адмиттанса в широком диапазоне температур [Текст] / О.В. Кучерова // Сборник конкурсных научных работ аспирантов и молодых ученых по направлению «Стратегическое партнерство вузов и предприятий радиоэлектронной промышленности». - СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. - С. 321-331.
А14. Кучерова, О.В. Неразрушающая диагностика наногетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN методом температурной спектроскопии адмиттанса [Текст] / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // Материалы III Всероссийской конференции по наноматериалам «Нано-2009», г. Екатеринбург, 20-24 апреля 2009 г. - Екатеринбург, 2009. - С. 567-569.
свидетельства об объектах интеллектуальной собственности:
А15. Управление автоматизированной системой измерения спектров адмит-танса полупроводников в зависимости от температуры, частоты и приложенного смещения (Автоматизация измерителя адмиттанса) [Текст]: Свид-во о регистрации программы для ЭВМ. Рос. Федерация / Кучерова О.В., Зубков В.И., Петровская А.Н., Яковлев И.Н.; заявитель и правообладатель СПбГЭТУ. - №2010615375; выд. 20.08.2010.
А16. Способ определения параметров полупроводниковых структур [Текст]: пат. Рос. Федерация: МПК G 01 R 31/26 Зубков В.И., Кучерова О.В., Яковлев И.Н,; заявитель и патентообладатель СПбГЭТУ. - № 2010125595/28; заявл. 22.06.2010; выд. 25.05.2011.
Список цитируемой литературы:
1*.Blood, P. The electrical characterization of semiconductors: majority carriers and electron states [Текст] / P. Blood, J.W. Orton. - London: Academic Press, 1992.-692 p.
2*. Соломонов, A.B. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках [Текст]: монография / А.В. Соломонов.- С-Пб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2000. - 134 с.
3*.Бсрман, Л.С. Емкостные методы исследования полупроводников [Текст] / Л. С. Берман. - Л.: Наука, 1972. - 104 с.
4*.Зубков, В.И. Диагностика полупроводниковых наногетероструктур методами спектроскопии адмиттанса [Текст]: монография / В.И. Зубков.- СПб.: Элмор, 2007. - 167 с.
5*. Singh, D. V. Admittance spectroscopy analysis of the conduction band offsets in Si/Sii-x-yGexCy and Si/Sii-yCy heterostructures [Текст] / D. V. Singh, K. Rim, Т. O. Mitchell, J. L. Hoyt, and J. F. Gibbons // J. Appl. Phys. - 1999. - Vol. 85. -No2.-P. 985.
6*.Schmalz, K. Characterization of Si/Sii.xGex/Si quantum wells by space-charge spectroscopy [Текст] / К. Schmalz, I.N. Yassievich, H. Riicker, H.G. Grim-meiss, H. Frankenfeld, W. Mehr, H.J. Osten, P. Schley, H.P. Zeindl // Phys. Rev. B. - 1994. - Vol. 50. - No. 19. - P. 14287-14301.
7*.Humphreys, C.J. Does In form In-rich clusters in InGaN quantum wells? [Текст] С. J. Humphreys // Philosophical Magazine. - 2007. - Vol. 87. - No. 13.-P. 1971-1982.
Подписано в печать 21.11.11 Формат 60х84'/16 Цифровая Печ.л. 1.0 Уч.-изд.л. 1.0 Тираж 100 Заказ 19/11 печать
Отпечатано в типографии «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)
Введение.
Список условных обозначений.
Глава 1. Методы спектроскопии адмиттанса для исследования квантово-размерных гетероструктур.
1.1 Емкость и проводимость объемного полупроводника, 5-легированного слоя, квантовой ямы и квантовой точки (кластера)
1.2 Квазистатические методы спектроскопии адмиттанса. Вольт-фарадное профилирование.
1.3 Динамические методы спектроскопии адмиттанса.
1.3.1 Температурные спектры проводимости.
1.3.2 Частотные спектры проводимости.
1.3.3 Диаграммы Коула-Коула.
1.4 Нестационарные методы спектроскопии адмиттанса.
1.5 Электрохимическое вольт-фарадное профилирование.
1.6 Использование сканирующей зондовой микроскопии для измерений адмиттанса.
1.6.1 Метод зонда Кельвина.
1.6.2 Отображение сопротивления растекания.
Выводы по главе 1.
Глава 2. Измерительная аппаратура и методики, применяемые для диагностики образцов с МКЯ ЬЮаИ/ОаЫ.
2.1 Автоматизированный комплекс спектроскопии адмиттанса.
2.2 Реализованные методики спектроскопии адмиттанса.
2.3 Способ измерения спектров адмиттанса.
2.4 Программное обеспечение измерительного комплекса спектроскопии адмиттанса.
Выводы по главе 2.
Глава 3.Исследуемые образцы, их особенности, способы их получения и подготовки для измерения методами спектроскопии адмиттанса.
3.1 Свойства ОаМ и его твердых растворов с ЫЧ.
3.1.1 Основные легирующие примеси ОаЫ.
3.1.2 Твердые растворы 1пхОа
3.1.3 Особенности выращивания ОаИ.
3.2 Светодиодные гетероструктуры с МКЯ ШЗаЫ/ОаК.
3.3 Поляризационные эффекты в КЯ InGaN/GaN.ВО
3.4 Подготовка образцов для измерений методами спектроскопии адмиттанса. Требования к образцам для адмиттансных измерений
Выводы по главе 3.
Глава 4.Вольт-фарадное профилирование гетероструктур с МКЯ ГгЮаМ/ОаЫ
4.1 С-У характеристики гетероструктур с МКЯ 1пОаМ/ОаЫ.
4.2 Моделирование "наблюдаемых" концентрационных профилей носителей заряда в МКЯ 1пОаШлаН.
4.3 Электрохимическое вольт-фарадное профилирование гетероструктур с МКЯ 1пОаТчГ/ОаК.
4.3.1 Особенности электрохимического профилирования гетероструктур на основе ОаЫ.
4.3.2 Контроль режимов ЕСУ и глубины травления с помощью атомно-силовой микроскопии.
Выводы по главе 4.
L . ¿1. .11ЛИ11ВШ8ММ1И I m ЩЩ ДЦ Ml ВИН—1М1Ч l ЯМИН lailinil')—ии—питип
Глава 5. Динамическая спектроскопия адмиттанса гетероструктур с МКЯ 1пОаШ5аМ.
5.1 Температурные спектры проводимости гетероструктур с МКЯ 1пОаЖ}£й*.
5.2 Частотные спектры емкости и проводимости гетероструктур с МКЯ ЬЮаШЗаМ.
5.3 Диаграммы Коула-Коула гетероструктур с МКЯ 1пОаМСаК.
5.4 Идентификация энергетической структуры гетероструктур с МКЯ ЫваМ/ваК по температурным спектрам проводимости.
5.5 Определение природы эмитирующего уровня (центра).
5.6 Учет влияния различных механизмов на эмиссию носителей заряда из квантовой ямы при оценке величины энергии активации.
5.6.1 Эффект Френкеля-Пула.
5.6.2 Туннельный эффект.
5.6.3 Расчет туннельного эффекта аналитическим методом.
5.6.4 Расчет туннельного эффекта численным методом.
5.7 Температурные спектры проводимости при протекании в гетероструктуре с МКЯ 1пСаНЧдаМ больших инжекционных токов
5.8 Моделирование температурных спектров проводимости гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN.
Выводы по главе 5.
Современные полупроводниковые приборы, такие как лазеры, мощные светодиоды, НЕМТ-транзисторы и др., изготавливаются на основе гетерост-руктур, которые в свою очередь могут включать квантовые ямы (КЯ) и квантовые точки (КТ). Наноструктуры с множественными квантовыми ямами (МКЯ) 1пОаЫ/ОаЫ активно используются для создания принципиально нового поколения сверх мощных светодиодов, которые сегодня начинают вытеснять в быту лампы накаливания. Наличие размерного квантования в таких наногетероструктурах, коллективные многочастичные эффекты, явление псевдоморфизма и анизотропные пьезоэффекты вызывают интерес с точки зрения изучения фундаментальных основ физики конденсированного состояния вещества в наномасштабах, а, с другой стороны, являются причиной возникновения новых уникальных явлений и свойств.
Несмотря на достигнутый высокий уровень развития технологии выращивания приборов на основе Ш-нитридов, до сих пор нет полного понимания физических процессов, происходящих в активной области прибора при его работе. Так, большинство светодиодных нитридных гетеро структур, излучающих в синей и сине-зеленой областях спектра, содержат набор квантовых ям 1пОаМЛЗа]\[, хотя известно, что в других гетеро системах материалов (например, ТпОаАзЛлаАБ, ОаАэ/АЮаАз и др.) для эффективной работы достаточно сформировать только одну КЯ. Введение дополнительных КЯ изменяет внутренние механические напряжения, встроенные пьезополя модифицируют профиль потенциальной энергии как потолка валентной зоны, так и дна зоны проводимости. Все это влияет на энергетическую структуру прибора на основе нитрида галлия.
Для исследования готового корпусированного прибора можно применять только неразрушающие методы диагностики. Наиболее эффективными методами, исследующими зарядовое состояние прибора, распределение подвижных и неподвижных зарядов по координате вглубь образца, а также энергетическую структуру локализованных уровней, являются методы спектроскопии адмиттанса. Для комплексной диагностики квантоворазмерных структур с МКЯ 1пОаЫ/ОаК необходимо совместное применение квазистатических и динамических методов спектроскопии адмиттанса, реализующих температурную развертку и смещение границы области объемного заряда прибора. Их совместное использование сочетает пространственное разрешение по координате и информацию об энергетическом спектре квантово-размерной системы. Развитию методов спектроскопии адмиттанса для анализа квантоворазмерных гетероструктур с МКЯ 1пОаЫ/ОаЫ посвящена данная работа.
Основными объектами исследования являлись полупроводниковые гетероструктуры с множественными квантовыми ямами 1пОа1чГ/ОаН, выращенные на сапфировых подложках и используемые при создании мощных синих, сине-зеленых и белых светодиодов нового поколения.
Целью работы являлось развитие методической и экспериментальной базы адмиттансной спектроскопии применительно к полупроводниковым ге-тероструктурам, содержащим множественные квантовые ямы 1пСаЫ/ОаЫ, и получение на этой основе конкретных сведений о пространственном распределении квантовых ям и их энергетической структуре.
Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:
1. Разработка конструкции и создание автоматизированного аппаратно-программного комплекса температурной спектроскопии адмиттанса (10.500 К) полупроводниковых гетероструктур с множественными квантовыми ямами на базе измерителя иммитанса, контроллера температуры и гелиевого криостата замкнутого цикла.
2. Разработка способа измерений, реализующего комплекс квазистатических и динамических методик адмиттанса.
3. Проведение вольт-фарадных измерений гетероструктур различных производителей с множественными квантовыми ямами 1пОаН/ОаЫ в ж ■мшащим« м- м мнпциив ■аш-чиилгпш Biaijimf UM-itтгшштш\ 7 широком диапазоне температур.
4. Проведение температурных измерений проводимости и емкости гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN при различных внешних смещениях и частотах тестового сигнала.
5. Определение основных параметров исследуемых гетероструктур: число квантовых ям, ширина барьеров между квантовыми ямами, расположение системы МКЯ относительно металлургической границы р-п перехода, профиль основных носителей заряда, природа эмитирующих энергетических уровней, энергия активации носителей заряда с уровней квантования.
Научная новизна работы:
1. Разработан и построен автоматизированный комплекс спектроскопии адмиттанса полупроводников на базе LCR-метра Agilent Е4980А, контроллера температуры LakeShore 33IS и гелиевого криостата замкнутого цикла Janis CCS400/204N; по своим параметрам комплекс превосходит имеющиеся в России аналоги.
2. Предложен, реализован и запатентован оригинальный способ измерения спектров адмиттанса на основе ступенчатого изменения температуры с внутренним циклом по частоте, позволяющий существенно сократить время измерения полной базы данных спектров адмиттанса образца по сравнению с линейным изменением температуры.
3. Предложена методика идентификации природы пиков, наблюдаемых в экспериментальных спектрах проводимости гетероструктур (принадлежность глубокому центру, распределенному в объеме, уровню квантования в квантовой яме или распределенной системе энергетических уровней в кластере).
4. Показано, что отклонение графика Аррениуса от линейной зависимости и возникающее вследствие этого заниженное значение активации носителей заряда с энергетического уровня квантования возникает вследствие конкурирующего туннельного механизма эмиссии носителей из системы
1 аЖ \ ш Ш шшш\ I шшт ъ шжшт&шшшшт шяшитшшжшишяшшшттяшшшщтщцфц дшцр»»^»!^-Т"» MHlllllll ттл ■■! ¡ишмшши 8
МКЯ InGaN/GaN.
5. Обнаружено появление дополнительного пика на температурны: спектрах проводимости гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN при наступлении!: условий инжекции.
Все эти положения выдвинуты впервые.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Разработан и создан аппаратно-программный комплекс спектро— скопии адмиттанса на базе LCR-метра Agilent Е4980А, контроллера темпера— туры LakeShore331 и гелиевого криостата замкнутого цикла Janis--CCS400/204N, позволяющий измерять температурные и частотные спектры: проводимости и вольт-фарадные характеристики в широком диапазоне тем— ператур, частот и приложенных смещений.
2. Разработан и запатентован оригинальный способ измерения тем— пературных спектров адмиттанса, позволяющий за счет ступенчатой разверт— ки температуры в рамках одного температурного цикла собрать полную базу^ данных спектров адмиттанса образца и кардинально сократить время измерений.
3. Создано программное обеспечение автоматизации измерительного комплекса спектроскопии адмиттанса и математической обработки данных, позволяющее строить на основе экспериментальной базы данных адмиттанса любые зависимости (С, G)-fiJJ, Т, со) с их последующим анализом.
4. Разработана система комплексной диагностики адмиттансными: методами полупроводниковых гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN, дающая: информацию о количестве и периоде квантовых ям, запасенном в них заряде, и их энергетических характеристиках, включая энергии активации носителей: заряда с уровней квантования.
Научные положения, выносимые на защиту: 1. Спектроскопия адмиттанса обеспечивает неразрушающий контроль гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN, предоставляя информацию о ширине барьеров, количестве квантовых ям, шшштштт ни» ни шин тнии мшии »; пт винит» и штии! паи.«итчичичтии ниитшт витчитчт 9 запасенном в них заряде, и их энергетических характеристиках, включая энергии активации носителей заряда с уровней квантования.
2. Регистрируемая по температурным спектрам проводимости гетерост-руктур с множественными квантовыми ямами ЫваМ/ваИ непрерывная зависимость «наблюдаемой» энергии активации от приложенного смещения является отличительной особенностью неупорядоченных ЗБ-наносистем, которые можно идентифицировать как кластеры 1п(Са)К
3. Туннельный механизм эмиссии носителей заряда из квантовой ямы существенно влияет на значения «наблюдаемой» энергии активации, определяемой по графикам Аррениуса из спектров проводимости, занижая ее при низких температурах.
4. Температурные спектры проводимости при прямых смещениях, соответствующих инжекции в светоизлучающих диодах на основе множественных квантовых ям 1пОа]Ч/Оа]\[, позволяют определять характеристики уровня квантования, обеспечивающего излучательную рекомбинацию.
Все положения выдвинуты впервые. Результаты работы использованы при выполнении Гос. контрактов №02.740.11.0213 от 07.07.2009, №П890 от 18.08.2009, №14.740.11.0445 от 30.09.2010, №14.740.12.0860 от 22.04.2011, №П454 от 13.05.2010 и №П1605 от 10.09.2009 в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013г, Комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства (договор от 07.09.2010 г. № 13.С25.31.0040 с Минобрнауки РФ в рамках Постановления Правительства РФ от 09.04.10г. №218); Гос. контракта № 5425р/7978 от 14.12.07 г. на выполнение НИОКР по программе УМНИК;
Гранта №А03-3.15-161 поддержки НИР аспирантов Минобразования РФ 2003 г.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и школах:
3 rd International Workshop on Nanotechnology and Application (Vung Tau, Vietnam, 2011),
X Всероссийской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, 2011 г.);
IX и XV Международных симпозиумах «Нанофизика и наноэлектрони-ка» (Нижний Новгород 2005 и 2011 г.);
6-й, 7-й и 8-й Всероссийских конференциях «Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы» (Санкт-Петербург 2008 г., Москва 2.010 года г., Санкт-Петербург 2011 г.);
The XXI and XXII International Conference on "Relaxation Phenomena in Solids" (Voronezh 2004 and 2010);
III Всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО-2009» (Екатеринбург 2009 г.);
7-й научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments - 2008» (Москва, 2008);
VII международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск 2007 г.);
2-nd International Conference "Physics of electronic materials" (Kaluga., Russia, 2005); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ (2002-2011 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них:: 6 научных статей из списка ВАК, 1 статья в другом издании, материалы трудов 7 международных и российских научно-технических конференций. Основные положения защищены в том числе 1 патентом на способ измерения и: 1 свидетельством о регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введени^я, и пяти глав, заключения и списка используемой литературы, включающего 91 наименование. Общий объем работы составляет 170 страниц машинописного текста. Работа содержит 74 рисунка и 4 таблицы.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
С - Барьерная емкость полупроводника f - частота измерительного сигнала
У - Адмиттанс
Р - коэффициент, не зависимый от температуры
В - реактивная (емкостная) часть (зшсер1апсе)
К - сопротивление
X - импеданс еп - скорость эмиссии
Б - Напряженность электрического поля
Еа - Энергия активации
Ее - Энергия дна зоны проводимости го - Равновесное расстояние между атомами
АЕс - Величина разрыва зоны проводимости
Ел - Глубина залегания донорной примеси
ЕР - Энергия уровня Ферми
Е% - Ширина запрещенной зоны полупроводника
Е1 - Энергия уровня квантования
Еу ~ Энергия потолка валентной зоны
АЕу ~ Величина разрыва валентной зоны е - Заряд электрона
С - Активная проводимость полупроводниковой структз^
Й - Постоянная Планка
1 ~ Сила тока к - Постоянная Больцмана
Ьц - Дебаевская длина экранирования
ИИ—1 ШШШЯЯЯЫ Ш11ЩВ ШШЯШШШ И1ШШ11 11Л1П1Ш1ШЦ.Ш;1Н «ЯМ—I МП вщщвш
13 т* - Эффективная масса электрона в полупроводнике щ - Концентрация свободных электронов Л^ - Концентрация акцепторов п(х) - Наблюдаемый профиль концентрации носителей заряда
Ис — Эффективная плотность состояний в зоне проводимости
Л^ - Концентрация доноров дг+ - Концентрация ионизованных доноров
Ыт - Концентрация глубоких ловушек р - Концентрация свободных дырок Ос - Плотность заряда в обедненной области /^-«-перехода
- Сопротивление области пространственного заряда полупроводника
- Сопротивление квазинейтральной области полупроводника - Площадь р-п перехода или контакта Шоттки Т - Абсолютная температура Тт - Температура максимума г — Постоянная времени эмиссии носителей заряда с глубокого уровня или уровня квантования Уф - Напряжение смещения, поданное на кантилевер Р'сар ~ Емкостная сила между зондом атомно-силового микроскопа и поверхностью и - Потенциальная энергия V — Внешнее приложенное напряжение м> - Ширина области объемного заряда полупроводника р - Плотность объемного заряда Ф - Электростатический потенциал
М||[|Ш(1!! ж
Фк - Контактная разность потенциалов
X - Электронное сродство полупроводника е0 - Диэлектрическая проницаемость вакуума
8 - Статическая диэлектрическая проницаемость ст - Поверхностная плотность заряда на гетеропереходе - Волновая функция электрона
X - Де-Бройлевская длина волны электрона ю - Круговая частота
ВФХ, C-V - Вольт-фарадная характеристика
DLTS - Нестационарная спектроскопия глубоких уровней
КТ (QD) - Квантовая точка
КЯ (QW) - Квантовая яма
МКЯ - Множественные квантовые ямы
ACM (AFM) - Атомно-силовая микроскопия
ООЗ - Область объемного заряда
МВБ - Молекулярно-пучковая эпитаксия
MOCVD - Газофазное осаждение из металло-органических соединений
CP - Сверхрешетка
КПСР - Короткопериодная сверхрешетка
ГУ (ГЦ) - Глубокий уровень (глубокий центр) гШьШжШ.&ШШЖШ\\£Ш&\I 1ШЖШШШ1 I & ШШШ\ШШЯЖШ 11К1ШК1 ШкШШШ& КШШШШШШВ ШШХк ш^ташялт-тШГЛШт'1ШШШ№1ЯШУ19тГШ
15
Выводы по главе 5
1. Проведены измерения температурных и частотных спектров проводимости образцов ГС с МКЯ 1пОаН/ОаИ, на которых наблюдалось несколько пиков, соответствующих нескольким эмиссионным уровням различной природы.
2. По анализу изменения значения энергии активации носителей заряда, виду графика Аррениуса и поведения амплитуды активационных пиков на температурных спектрах проводимости предложен способ идентификации их происхождения (от глубокого уровня, квантовой ямы или кластера 1п(Оа)Ы).
3. Показано, что в реализуемом в измерительной установке спектроскопии адмиттанса интервале частот и температур температурные спектры проводимости являются более информативными по сравнению с частотными, поскольку перекрывают больший диапазон значений скорости эмиссии.
4. Проведена оценка влияния туннельной составляющей эмиссии носителей заряда в ГС с МКЯ ЫваМ/ОаКГ. Показано, что ее влияние растет с понижением температуры.
5. Наблюдающийся в эксперименте факт появления нового пика на температурном спектре проводимости ГС с МКЯ 1пОаЫ/ОаЫ при протекании больших токов инжекции объясняется наступлением условий для возникновения эмиссии носителей заряда с низшего уровня квантования в ближайшей к металлургической границе квантовой яме.
6. С использованием численного моделирования температурных спектров проводимости ГС с МКЯ 1пОаМ/ваК уточнены значения энергии активации носителей заряда с уровней квантования. Сопоставляя полученные из спектров электролюминесценции светодиодов с МКЯ 1пОаКЛлаН значения энергетических переходов с уточненными из моделирования данными по энергии активации носителей заряда, восстановлена структура энергетических уровней в исследуемых светодио-дах.
UitiR n mwmi ■laianu
155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нитридгаллиевые гетероструктуры, являющиеся основой чипов высокоэффективных белых, синих или сине-зеленых светодиодов, сложны в изготовлении, а анализ их электрофизических характеристик далеко не тривиален. Предложенные методики измерения адмиттанса гетероструктур с 1Ч4КЯ InGaN/GaN как функции от ряда параметров (температуры, частоты и напряжения) могут дать обширную информацию о свойствах полупроводниковых наноструктур. Сложная интерпретация полученных результатов при анализе измеренных спектров адмиттанса требовала учитывать различную природу эмитирующих центров и вклад различных механизмов эмиссии носителей заряда (термоактивационный, туннельный). Методы адмиттансной спектроскопии наногетероструктур, как обобщение емкостных и токовых методов диагностики полупроводников объединяют их достоинства, а с использованием численного моделирования, как показано в данной работе, позволяют получить полную информацию об электронном спектре, поведении носителей заряда, динамических и даже оптических характеристиках исследуемого объекта. Для комплексной реализации квазистатических и динамических неразру-шающих методик адмиттанса построена измерительная установка и предложен оригинальный способ измерения, позволивший за один температурный цикл сканирования собрать полную базу данных адмиттансных измерений образца и сократить время измерений в десятки и более раз.
В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные результаты:
1. Развит комплекс квазистатических и динамических методов спектроскопии адмиттанса применительно к светодиодным гетероструктурам с МКЯ InGaN/GaN.
2. Разработана автоматизированная установка спектроскопии адмиттанса на базе LCR-метра Agilent Е4980А, контроллера температуры „ИИМИИШШМ»»!«.«!»"
156
LakeShore 33IS, неоптического гелиевого криостата замкнутого цикла Janis SSC 400/204N, вакуумной станции Pfeiffer TSH 71Е с турбомоле-кулярным насосом и персонального компьютера со встроенной платой сбора данных PCI-GPIB (National Instruments), которая позволяет проводить измерения в широком диапазоне температур (от 10 до 500 К), частот (от 20 Гц до 2 МГц) и напряжений (±40 В). Для автоматизации измерительного комплекса написано программное обеспечение в среде программирования Lab VIEW.
3. Проведено координатное профилирование светодиодных гетерострук-тур с МКЯ InGaN/GaN. Получены концентрационные профили распределения основных носителей заряда по глубине образцов, проведена оценка эффективности накопления квантовыми ямами носителей заряда, определено количество КЯ, профилированных границей ООЗ, барьеры между КЯ.
4. Проведены оценки энергетических параметров серии гетероструктур с МКЯ InGaN/GaN различных производителей и их сравнение.
5. По анализу изменения значения энергии активации носителей заряда, виду графика Аррениуса и поведения амплитуды активационных пиков на температурных спектрах проводимости предложен способ идентификации их происхождения (от глубокого уровня, квантовой ямы или кластера In(Ga)N).
6. Показано, что отклонение графика Аррениуса от линейной зависимости связано с влиянием конкурирующего туннельного механизма эмиссии носителей с уровня квантования. Влияние этого механизма становится особенно значительным при низких температурах.
7. Впервые при больших прямых смещениях обнаружено появление дополнительного пика на температурных спектрах проводимости ГС с МКЯ InGaN/GaN, связанного с наинизшим уровнем квантования, отвечающего за излучательную рекомбинацию в светодиодах на основе нитрида галлия.
В завершение мне хочется выразить глубокую признательность тем, без кого данная работа не была бы возможна. Моим родителям и сестре за веру в меня и поддержку, моему научному консультанту-наставнику Василию Ивановичу Зубкову, Максиму Клёнову за дружескую поддержку и постоянные консультации по работе с криогенным оборудованием, Галине Николаевне Виолиной за моральное поддержание духа при написании этого труда, моим коллегам по лаборатории наноэлектроники Татьяне Алексеевне Орловой, Илье Яковлеву, Дмитрию Фролову, Анастасии Петровской и другим сотрудникам кафедры микро- и наноэлектроники.
1. Зубков, В.И. Диагностика полупроводниковых наногетероструктур методами спектроскопии адмиттанса Текст.: монография / В.И. Зубков. СПб.: Элмор, 2007. - 167 с.
2. Фейнман, Р. Фейнмановские лекции по физике: В 9 т. Т. 5. Электричество и магнетизм Текст.: учеб. для вузов / Р.Фейнман, Р. М. Лейтон, Сэндс. М.: Мир, 1977. - 304 с.
3. Vincent, G. Conductance and capacitance studies in GaP Schottky barriers Text. / G. Vincent, D. Bois, P. Pinard // J. Appl. Phys. 1975. - Vol. 46, N 12.-P. 5173-5178.
4. Oldham W.G, Naik S.S. Admittance of p-n Junctions Containing Traps Text. // Solid State Electronics. 1972. - Vol. 15. - P. 1085-1096.
5. Об определении параметров глубоких центров в полупроводниках по спектрам НЕСГУ / Зубков В.И., Соломонов A.B., Тодоров М.Т. // ФТП. -1987.-Т. 21.-N9.-С. 1734-1736.
6. Singh, D. V. Admittance spectroscopy analysis of the conduction band offsets in Si/Si.-x-yGexCy and Si/Sii-yCy heterostructures Text] / D. V. Singh, K. Rim, Т. O. Mitchell, J. L. Hoyt, and J. F. Gibbons. // J. Appl. Phys. -1999.-Vol. 85, N2.-P. 985
7. Иванов-Шиц, А.К. Ионика твердого тела: В 2 т. Т.1. Текст.: учеб. для вузов / А.К. Иванов-Шиц, И.В. Мурин СПб: Изд-во СПб ун-та, 2000. -616с.
8. П.Берман, JI.C. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках Текст.: монография / Берман JI.C., Лебедев А.А. Л.: Наука, 1981.- 176 с.
9. Соломонов, А.В. Емкостная спектроскопия полупроводниковых твердых растворов Текст.: монография. / А.В. Соломонов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2000. - 134 с.
10. Lefevre, Н. Double correlation technique (DDLTS) for analysis of deep level profiles in semiconductors / H. Lefevre, V. Schulz // Appl.Phys. 1977-Vol.l2-P. 45-53.
11. ECV-Pro. Electrochemical C-V Profiler. User manual. Issue 1. Accent Optical Technologies (U.K.) Ltd, England.
12. Nonnenmacher, M. Kelvin probe force microscopy Текст./ M. Nonnenmacher, M.P. O'Boyle, H.K. Wikramasinghe // Appl. Phys. Lett. 1991. -Vol. 58.-N25.-P. 2921-2923.
13. I III ц I [ I I ( I IE I 1 II | II Ii II (II I I IE ■■ i 1 ■ II I II IUI! I I ПК I I I I I Hill MI160
14. МОШНИКОВ, B.A. Атомно-силовая микроскопия для нанотехнологии и диагностики Текст.: уч. пособие / В.А. Мошников, Ю.М. Спивак. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 2009. - 80 с.
15. Кузнецова, А.Н. Характеризация квантоворазмерных структур нано-электроники неразрушающими методами адмиттанса Текст. / А.Н. Кузнецова, О.В. Кучерова, В.И. Зубков, A.B. Соломонов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2008. - № 2. - С. 7-13.
16. Agilent Technologies Impedance Measurements Handbook Text.: A guide to Measurement Technology and Techniques, Agilent, 2006
17. Малков, М.П. Справочник по физико-техническим основам криогеники Текст. / Малкова М.П. // М. Энергоатомиздат. 1985. - 432 с.
18. ЯЖШШШШ ШЯi ii и шшш1шлш1шин1ши
19. McMahon, Н.О. A New Low-Temperature Gas Expansion Cycle Текст. / H.O. McMahon, W.A. Gifford // Advances in Cryogenic Engineering 5. -New York: Plenum Press, Inc, 1960. Vol.5 - P.354-372.
20. Jirmanus, M.N. Introduction to Laboratory Cryogenics Текст.: уч. пособие / M.N. Jirmanus Janis Research Company, Inc.
21. Gifford, W.A. The Gifford-McMahon Cycle Текст. / W.A. Gifford // Advances in Cryogenic Engineering 11.- New York: Plenum Press, Inc, 1966. -Vol.11, P. 152-159.
22. Способ определения параметров полупроводниковых структур Текст.: пат. Рос. Федерация: МПК G 01 R 31/26 / Зубков В.И., Кучерова О.В., Яковлев И.Н.; заявитель и патентообладатель СПбГЭТУ. № 2010125595/28; заявл. 22.06.2010; выд. 25.05.2011.
23. Тревис, Дж. Lab VIEW для всех Текст. / Дж. Тревис [и др.]; пер. с англ. Клушин Н. М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. 544 с.
24. Зубков, В.И. Компьютерные технологии в научных исследованиях Текст.: учеб. метод, пос. / В.И. Зубков, А.В Соломонов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006. 88 с.
25. Nakamura, S. The blue laser diode / S. Nakamura, S. Pearton, G. Fasol, Berline: Springer Verlag Berline Heidelberg, 2000. - 371 p.
26. Шретер, Ю.Г. Широкозонные полупроводники Текст.: уч. пособие / Ю.Г. Шретер, Ю. Т. Ребане, В. А. Зыков. СПб: Наука, 2001. 125 с.
27. Morko9, Н. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices: Materials properties, physics and growth Text. / H. Morko? , Weinheim: Wiley-VCH, 2008.-P. 1311.
28. Vurgaftman, I. Band parameters for nitrogen-contanining semiconductors Text. / I. Vurgaftman, J.R Meyer // J. of Appl. Phys. 2003. - Vol 94, N6. -P. 3675-3696.
29. Neugebauer, J. Atomic geometry and electronic structure of native defects in GaN Текст./ Jörg Neugebauer and Chris G. Van de Walle // Phys. Rev. В 1994.- Vol. 50.- N. 11.- P. 8067-8070.
30. P. Boguslawski, P. Native defects in gallium nitride Текст. / P. Boguslawski, E. L. Briggs, and J. Bernholc // Phys. Rev. В 1995 - Vol. 51— N.23 - P. 17255-17258.
31. W. Götz, N.M. Johnson, C. Chen, C. Chen, H. Liu, C. Kuo, and W. Imler Appl. Phys. Lett. 68, 3144 (1996).
32. Amano, H. P-type conduction in Mg-doped GaN treated with low-energy electron beam irradiation (LEEBI) Текст. / Amano H., Kito M., Hiramatsu K., Akasaki I. // Jpn. J. Appl. Phys.- 1989. Vol. 28. - P. L2112-L2114.
33. Strite, S. GaN, A1N, and InN: A review Text. / S. Strite, H. Morkoc [Text] //J. Vac. Sei. Technol. B. 1992. - Vol. 10, N4.-P. 1237-1266.
34. Akasaki, I., H. Amano, Widegap Column-Ill Nitride Semiconductors for UV/Blue Light Emitting Devices Text. / I. Akasaki, H. Amano // J. Electro-chem. Soc.-1994.-Vol. 141, N8.-P. 2266-2271.
35. Chia, С. K. Impact ionization in AlxGai-xAs/GaAs single heterostructures Text. / С. K. Chia, J. P. R. David, G. J. Rees, S. A. Plimmer, R. Grey, P. N. Robson // J. Appl. Phys. 1998. - Vol. 84. - P. 4363.
36. Karpov, S.Yu. Surface Segregation and Composition Fluctuations in ammonia MBE and MOVPE of InGaN Text. / S.Yu. Karpov, R.A. Talalaev, E.V. Yakovlev, Yu.N. Makarov // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2001. - Vol. 639.-P. G3.18.2- G3.18.6.
37. Humphreys, C.J. Does In form In-rich clusters in InGaN quantum wells? Text. / C. J. Humphreys // Philosophical Magazine. 2007. - Vol. 87. - N 13.-P. 1971-1982.
38. Manasevit, Н. М. The Use of Metalorganics in the Preparation of Semiconductor Materials Текст. / H. M. Manasevit, F. M. Erdmann, and W. I. Simpson//J. Electrochem. Soc. 1971.-Vol.118, P. 1864.
39. Юнович, А.Э. Свет из гетеропереходов Текст. / А.Э. Юнович // Природа. 2001. - №6. - С. 38-46.
40. I" I. II I Uli II HI Ulli lili II II II ,11 I IUI II III ■ I Ii III II I II! II HI I I I III! 11,1 lili I Ы il I III i IKIULBl165
41. Кучерова, О.В. Комплексное исследование гетероструктур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN емкостными методами Текст. / О.В. Кучерова, В.И. Зубков // Известия Государственного электротехнического университета. 2006. — №2. - С. 36-40.
42. Зубков, В.И. Диагностика гетероструктур с квантовыми ямами InxGaixAs/GaAs методом вольт-фарадных характеристик: разрывы зон,уровни квантования, волновые функции Текст. // Физика и техника полупроводников. 2007. - Т. 41, Вып. 3. - С. 331-337.
43. Петровская, А.Н. Вольт-фарадные измерения гетероструктур с квантовыми ямами InGaAs/GaAs в диапазоне температур от 10 до 320 К Текст. / Петровская, А.Н., Зубков, В.И. // Физика и техника полупроводников. 2009. - Т. 43, Вып. 10 - С. 1368-1373.
44. Зубков, В.И. Диагностика полупроводниковых наногетероструктур методами спектроскопии адмиттанса Текст.: эл. учебное пособие. / В.И. Зубков. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. - 162 с.
45. Мооп, С. R. Electron distribution and capacitance-voltage profiles of multiple quantum well structure from self-consistent simulations Text. / C. R. Moon, Byung-Doo Choe, S. D. Kwon, H Lim // Appl. Phys. Lett. 1997. -Vol. 70, N 22. - P. 2987-2989.
46. Высокоэффективные InGaN/GaN/AlGaN светодиоды с короткопериод-ной InGaN/GaN сверхрешеткой для диапазона 530-560 nm Текст. / В. В. Лундин [и др.] // Письма в Журнал технической физики. 2010. - Т. 36, Вып. 22.-С. 89-95.
47. Gerthsen D. // Физика и техника полупроводников. 2011. - Т. 45, Вып. 2. - С. 274-279.
48. Зи, С. Физика полупроводниковых приборов Текст.: учеб. для вузов. / С. Зи. М.: Мир. 1984. - Т.1. - 456 с.
49. P. Blood. Capacitance-voltage profiling and characterization of II-V semiconductors using electrolyte barriers Text. / P. Blood //Semicond. Sci. Technol. 1985 - Vol.1, -p.7-27.
50. Ambridge, T. An automatic carrier concentration profile plotter using an electrochemical technique Text. / T. Ambridge, M. Faktor. // J. of Appl. Electrochem.- 1975. Vol. 5. - P. 319-328.
51. T. Wolff, T. Electrochemical etching and CV-profiling of GaN Text. / T. Wolff, M. Rapp, T. Rotter // Phys. stat. sol. (a).- 2004. Vol. 201, N 9. - P. 2067-2075.
52. M. Huygens, I. M. Electrochemistry and photoetching of и-GaN Text. / I. M. Huygens, K. Strubbe, W. P. Gomes. // J. of The Electrochem. Society. -2000. Vol. 5. - P. 1797-1802.
53. Nguyen N. D., Germain М., Schmeits М., Schineller В., Heuken М. Thermal admittance spectroscopy of Mg-doped GaN Schottky diodes // J. Appl. Phys. 2001. Vol.90, №985 (2001); 1379345 (9 pages).
54. M.E. Levinshtein, S.L. Rumyantsev, M. Shur. Properties of advanced semiconductor materials: GaN, A1N, InN, BN, SiC, SiGe. Wiley-IEEE, (2001).
55. Kapteyn, C.M.A. Electron escape from InAs quantum dots Text. / Kapteyn C.M.A., Heinrichsdorff F., Stier O., Heitz R., Grundmann M., Zakharov N.D., Bimberg D., Werner P. // Phys. Rev. B. 1999. - Vol. 60, N 20. - P. 14265-14268.
56. Kapteyn, C.M.A. Carrier emission and electronic properties of self-organized semiconductor quantum dots: dissertation Text. / Kapteyn C.M.A. -Mensch&Buch Verlag Berlin. Berlin, 2001.- 156 p.
57. Ланно, M. Точечные дефекты в полупроводниках. Теория Текст.: учеб. для вузов / Бургуэн Ж., Ланно М. М.: Мир, 1984. - 264 с.
58. Драгунов, В.П. Основы наноэлектроники Текст.: учеб. для вузов / Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В. А. Новосибирск: Издательство НГТУ, 2000. - 331 с.
59. Сатанин, A.M. Динамика электронов в наноструктурах Текст.: Учебно-методический материал по программе повышения квалификации
60. Новые материалы электроники и оптоэлектроники для информацион но-телекоммуникационных систем» / A.M. Сатанин, — Нижний Новго род: ННГУ, 2006. 96 с.
