Исследование эффективности InxGa1-xN/GaN светодиодов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Ефремов Артем Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 1п,Са|.,1Ч/СаМ СВЕТОДИОДОВ

Специальность 01.04.10. - физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Санкт-Петербур1 ский государственный политехнический университет"

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор

Шретер Юрий Георгиевич

доктор физико-математических наук, профессор

Пихтин Александр Николаевич

кандидат технических наук,

Закгейм Александр Львович

ЗАО "Светлана-Оптоэлектроника"

Защита состоится " 15" декабря 2005 г в / 7 час. на заседании диссертационного совета Д 212.229.01 ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, корпус II, ауд. 470

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО" Санкт-Петербургский государственный политехнический университет"

Автореферат разослан " НА £&>Л> 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.229.01 Доктор технических наук

Короткое А.С.

гооб-А 22-53053

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Создание мощных светодиодных ламп на основе нитрида галлия и замена ими ламп накаливания входит в ряд приоритетных направлений развития оптоэлектроники.

После успешного решения проблемы р-типа ваМ и использования 1пхОа|_хЫ в качестве активного слоя светодиодных структур, С. Накамуре удалось в 1994 году разработать яркие голубые и зеленые светодиоды [1] Комбинация голубого светодиода с желтым люминофором позволила вскоре создать белые светодиоды - прототипы твердотельных ламп.

Важнейшей задачей для создания конкурентно-способного твердотельного освещения является увеличение эффективности светодиодных ламп Эффективность лучших промышленных светодиодов на основе ОаЫ достигает 15-35%. Однако максимальная внешняя квантовая эффективность наблюдается при небольших токах 0.1-1 мА, и уже при рабочем токе 20 мА она заметно падает [2]. Механизм падения эффективности в 1пхСа|.х>М1^ структурах исследован недостаточно. Обычно падение эффективности с уровнем инжекции связывают с уменьшением вероятности захвата носителей заряда в lnGaN квантовую яму [2]. Однако наблюдающиеся зависимости эффективности от температуры не могут быть объяснены в рамках этих представлений [3]. Понимание физического механизма уменьшения эффективности lnxGa|.xN/GaN структур важно для технологического решения данной проблемы.

Поскольку эффективность светодиодов пока менее 50%, большая часть электрической энергии, потребляемой светодиодом, рассеивается в виде тепла. Перегрев структур протекающим током ограничивает эффективность и срок службы 1пхСа| хЫ/ОаЫ светодиодов. Поэтому анализ теплового режима светодиодных структур также требует детального изучения.

Проблеме уменьшения оптических потерь в 1пхОа1.х1Ч/ОаЫ светодиодных структурах в настоящее время посвящены многие исследования [4] Это вызвано тем, что свет, генерируемый в активной области, испытывая полное внутреннее отражение, проходит большой путь в пленке СаЫ Поэтому процессы поглощения и рассеяния, определяемые плотностью дефектов в ваИ, могут оказывать существенное влияние на выход света. В связи с этим необходимы прямые измерения оптических потерь на длине волны генерируемого света в светодиодной структуре.

Цель работы состояла в исследовании основных механизмов, ограничивающих эффективность lnxGai xN/GaN светодиодов. Ее достижение было связано с решением трех задач:

1. Исследование механизма уменьшения эффективности lnxGai xN/GaN светодиодов при увеличении рабочего тока (более 20 мА).

2 Исследование влияния перегрева активного слоя на эффективность lnxGai.xN/GaN светодиодов.

3. Исследование влияния поглощения и рассеяния света, генерируемого в активной области, на вывод света и эффективность InxGai.xN/GaN светодиодов.

Научная новизна работы

В работе впервые получены следующие результаты.

I. Обнаружены большие переходные токи в p-GaN /InGaN/«-GaN светодиодных структурах, которые превосходят на несколько порядков избыточные стационарные туннельные токи. Вид стационарных и переходных 1-V - и dl/dV -V характеристик объясняется туннели-рованием и захватом электронов на состояния, локализованные на гетерограницах InGaN/GaN.

2 Обнаружено, что температурные зависимости эффективности электролюминесценции имеют особенности при 150 и 250 К. Эти особенности сохраняются в широком диапазоне токов инжекции. Из этого следует, что безызлучательная рекомбинация на одних и тех же состояниях, локализованных на гетерограницах InxGai.xN/GaN, контролирует эффективность электролюминесценции.

3. Предложена туннельно-рекомбинационная модель избыточного тока InxGa|.xN/GaN светодиодной структуры.

4. Обнаружена планарная неоднородность электролюминесценции светодиодной структуры и временная задержка (-20-40 не) в распределении электролюминесценции по площади светодиодов после их деградации.

5. Экспериментально показано, что рабочие токи в обычных GaN светодиодах могут быть увеличены в 5-7 раз при обеспечении хорошего теплоотвода. Предложена конструкция светодиода с улучшенным теплоотводом.

6. Предложена методика определения коэффициента ослабления света в светодиодных структурах и определен коэффициент ослабления для света с длиной волны 465 пш в конкретной In„Gai.xN/GaN светодиодной структуре, составивший 90±15ст"' Проведен анализ

основных каналов выхода света из 1пхСа1.хЫ/СаЫ светодиодной структуры с учетом его поляризации.

Практическое значение работы

Показано, что наиболее вероятной причиной падения эффективности 1пчОа| <М/ОаЫ светодиодов с увеличением рабочего тока является безызлучательная рекомбинация через состояния, связанные с сегрегацией остаточных примесей на гетерограницах.

На основании анализа тепловых режимов InxGa|.xN/GaN светодиодов указаны пути увеличения рабочих токов светодиода в 5-7 раз.

Предложена классификация светодиодов по мощности в зависимости от способа их охлаждения.

Разработана методика определения коэффициента ослабления света в светодиодных структурах.

Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологии 1пхОа|хЫ/СаМ светодиодов.

Достоверность и надежность результатов работы обеспечена тем, что они получены на большом количестве образцов и на значительных массивах экспериментальных данных с обработкой результатов на ЭВМ.

Апробация и личный вклад автора. Результаты работы доложены на четвертой Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто - и наноэлектронике 2002, а также на семинарах в СПбГТТУ и Физико-Техническом институте им. А.Ф.Иоффе.

Публикации. Основные результаты работы содержатся в 6 научных публикациях, список которых приведен в конце автореферата.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Падение эффективности электролюминесценции и-GaNЛnGaN/^>-GaN структур в диапазоне рабочих токов 5 - 20 мА обусловлено безызлучательной рекомбинацией на состояниях, локализованных на гетерограницах 1пОаМ/ОаМ, и уменьшением коэффициента инжекции носителей заряда в 1пСаЫ/<^ квантовую яму с ростом напряжения в результате

пиннинга уровня Ферми на гетерограницах.

2. Механические напряжения, создаваемые металлизацией р-слоя ОаМ, приводят к неоднородности инжекции по площади InGaN/GaN светодиодной структуры Увеличение емкости участка структуры под р-контактом после деградации свстодиода приводит к временной задержке (-20-40 не) в распространении электролюминесценции по площади структуры

3 Рабочие токи обычных ОаЫ светодиодов могут быть увеличены в 5-7 раз (с соответственным увеличением выхода света) при оптимизации теплоотвода.

4 Коэффициент ослабления света, генерируемого в активной области тонкопленочных светодиодных структур, может быть определен из отношения интенсивностей излучения, выходящего по нормали и параллельно плоскости структуры

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, содержит I^-^страниц, из которых 3! рисунки, а также библиографию из ГО( наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы исследования Формулируются цели работы и основные положения, выносимые на защиту

Первая глава посвящена исследованию влияния электрического поля в ^-«-переходе 1г\Оа1 хМ/ОаЫ светодиодной структуры на эффективность электролюминесценции. Она начинается с обзора литературных данных, посвященных основным физическим свойствам 1пхОа1 xN/GaN светодиодных структур и механизмам, ограничивающим их квантовую эффективность. Далее описаны исследуемые в работе светодиодные структуры и методика экспериментов.

Для анализа механизма инжекционных потерь в ОаЫ светодиодах в работе впервые исследованы переходные токи В широком диапазоне токов детально исследованы температурные зависимости эффективности электролюминесценции 1пхСа| хЫ/СаЫ светодиодных структур в области температур 77 - 300 К. Проведены также исследования температурных зависимостей прямого тока и емкости, а также вольт-амперных, вольт-фарадных и вольт-яркостных характеристик 1по гвао а/ОаЫ светодиодных структур.

10' ! ю

< Импульсные ВАХ Время задержки, мм ■ йЛЬ^гА****

/ • ос 1(19

4 икс /

ОС !(У)/ ,

Рис.1 В АХ при постоянном и импульсном напряжении и вольт-яркостная характеристика 1по /Заов/ОаЫ структуры.

Оригинальная часть начинается с анализа зависимостей эффективности электролюминесценции г|е|г исследованных Ino2Gao8/GaN светодиодных структур от прямого тока при различных температурах Установлено, что в диапазоне токов !0'4 - 50 мА токовые зависимости эффективности имеют колоколооб-разный вид в области температур 77 - 300 К. При комнатной температуре эффективность электролюминесценции максимальна при 2-4 мА и уменьшается как с ростом, так и с уменьшением тока. При понижении температуры от 300 до 77 К максимумы на кривых г|еп(1) сдвигаются в область меньших токов, что говорит о том, что до токов 20-50 мА уменьшение эффективности с током не связано с перегревом структуры протекающим током.

Прямые вольт-амперные характеристики (ВАХ) исследованных ГпогСаовНАЗаЫ структур, измеренные на постоянном напряжении, близки к характеристикам, наблюдавшимся ранее у голубых светодиодов на основе СаЫ [5, 6]. В этих работах был сделан вывод о доминировании туннелирования в механизме прохождения тока.

При малых напряжениях в исследованных структурах были обнаружены переходные токи, по величине на несколько порядков превосходящие избыточные стационарные туннельные токи. Сопоставление немонотонного поведения переходных и стационарных ВАХ, а также анализ зависимостей соответствующих дифференциальных проводимостей й\!А\ от напряжения, интерпретированы исходя из представлений о туннелировании и захвате электронов на состояния, локализованные на гетерограницах 1пОаЫ/ОаЫ.

200 250 Т,К

Рис. 2. Температурные зависимости эффективности электролюминесценции 1по гСао я/СаИ светодиодной структуры.

На рис 2 приведены температурные зависимостей эффективности электролюминесценции голубого светодиода, измеренные при различных плотностях прямого тока Ранее в литературе отмечалось аномальное уменьшение эффективности электролюминесценции голубых 1пхОа1 светодиодов с понижением температуры, наблюдавшееся при достаточно больших величинах прямого тока [3] При этом эффективность фотолюминесценции с понижением температуры возрастала.

В работе обнаружено, что аномальное уменьшение эффективности при охлаждении наблюдается только в области больших токов, I > ~ I мА. Температурное поведение эффективности электролюминесценции при малых токах имеет противоположный характер, и в области малых токов, I < ~ 50 мкА, эффективность увеличивается при понижении температуры. Выраженные ступени на температурных зависимостях прямого тока и эффективности, наблюдающиеся вблизи 150 и 250 К в широком диапазоне токов, позволяют сделать вывод, что эффективность при малых и больших уровнях инжекции определяется рекомбинацией на одних и тех же состояниях. Вид этих зависимостей указывает на присутствие двух групп состояний на интерфейсах 1пхОа1.хШЗаЫ

Детальный анализ полученных экспериментальных данных позволил предложить туннельно-рекомбинационную модель избыточного гока 1пхОа| х№СаЫ светодиодных структур. Модель включает туннелирование электронов сквозь потенциальный барьер в п-СаЫ, их захват в локализованные состояния на гетерогранице 1пСаМ/р-СаЫ и рекомбинацию с дырками, термически активированными над барьером в p-GaN (рис. 3). При малых напряжениях доминирует захват электронов Рекомбинационный ток резко увеличивается при росте плотности дырок на интерфейсе с напряжением вблизи напряжения включения светодиода Присутствие заряженных состояний на границе раздела изменяет распределение диффузионного потенциала и внешнего напряжения в структуре. При этом зонная диаграмма п-Са№ 1пхОа| xN/p-GaN гетероструктуры и электрические характеристики зависят не только от уровня легирования слоев п-ваК (N<1 = 1018 см"3), и р-СаИ (Ыа = 2-10" см "3), но и

* 30 А

Л

«С«1Ч

Рис. 3. Схематическая энергетическая диаграмма ЫогСаов/СаЫ структуры.

от величины заряда, локализованного в области интерфейсов Пиннинг уровня Ферми на гете-рогранице с высокой плотностью состояний подавляет инжекцию носителей заряда в квантовую яму и является основной причиной снижения эффективности при больших токах.

Туннельно-рекомбинационная модель избыточного тока InxGai.xN/GaN светодиодных структур подтверждена измерениями ВАХ и вольт-яркостных характеристик n-GaN/InxGai xN/p-GaN структур фиолетовых светодиодов В этих структурах наблюдаются ВАХ, близкие к ВАХ голубых светодиодов Однако при росте тока вплоть до нескольких миллиампер наблюдается лишь слабая электролюминесценция, не зависящая от величины тока, что связано с подавлением инжекции носителей заряда в квантовую яму. При дальнейшем увеличении тока яркость фиолетовой структуры растет с током медленней, чем в голубых структурах.

На основании емкостных измерений была оценена плотность состояний на границах, составившая 3 1012 см'2 Предполагается, что наиболее вероятными источником глубоких состояний, ответственных за пиннинг уровня Ферми на гетерогранице lnxGai xN/GaN, являются водородсодержащие комплексы на гетерогранице InxGai xN/GaN и дислокациях.

С помощью цифровых микрофотографий электролюминесценции обнаружена неоднородность электролюминесценции в области участка структуры вблизи и под р-контактной площадкой. Неоднородность инжекции по площади структуры связывается с механическими напряжениями, создаваемые металлизациейр-споя GaN.

Установлено, что при частичной деградации структуры, происходит увеличение емкости структуры, вследствие роста числа состояний на интерфейсе. Это так же подтверждается замедлением распространения интенсивности излучения по площади светодиодной структуры.

Вторая глава посвящена исследованию влияния перегрева активного слоя InKGai. xN/GaN светодиодной структуры протекающим током на эффективность и оптическую мощность голубых светодиодов, расчетам допустимых электрических режимов и поиску возможностей устранения перегрева. Приводится обзор методик определения температуры активного слоя и обзор светодиодных упаковок различных производителей.

В работе проанализирован вклад инжекционных и джоулевых потерь в уменьшение эффективности при увеличении рабочего тока InxGai-xN/GaN светодиодной структуры. Для разделения влияния инжекционных и джоулевых потерь на мощность излучения и эффективность исследовались зависимости интенсивности электролюминесценции L(I) в

1,0

импульсном режиме работы светодиода Получены токовые зависимости дифференциальной эффективности электролюминесценции г|сп 2 <Н7сН (I) в импульсном и стационарном режимах работы в диапазоне токов от I до 400 мА.

о

0 90 100 180 200 250 300 350 400

I мА

Их анализ показал, что в условиях эффективного теплоотвода, при закреплении 1по20а<!8№ОаМ структуры на элементе

Рис. 4. Токовые зависимости эффективности Пельтье, поддерживающем температуру те-

ется инжекционными потерями вплоть до токов -150 мА (рис 4) При дальнейшем росте тока доминирующим становится перегрев структуры.

Тепловой анализ светодиода на основе lnxGai xN/GaN структуры проведен с учетом растекания теплого потока, генерируемого в активной области InxGai xN/GaN структуры, в пленку GaN, сапфировую подложку, монтажное основание, катодный вывод и рассеивания тепла от радиатора в окружающую атмосферу. Показано, что при оптимальном теплоотводе достижимый минимальный перегрев активной области индикаторного светодиода ограничивается тепловым сопротивлением сапфировой подложки и равен Rmm ~ 30 K/W. Температура InGaN активной области (Tj) при упаковке ln0 jGan gN/GaN структуры в стандартный корпус индикаторного светодиода с диаметром 5 мм была определена с помощью термопары, помещенной в отверстие 0 0 2 мм, просвер-

электролюминесценции.

плоотвода 25 "С, эффективность определя-

сопротивление светодиода от 420 до 170 К/Вт и снизить Tj до 40 °С.

пенное в эпоксидном корпусе и монтажном основании С учетом тепловых сопротивлений сапфировой подложки и ее теплового

контакта с основанием при рабочем токе 20 мА Т| =54 °С. Увеличение сечения катодного вывода позволило уменьшить тепловое <

О S0 100 150 200 250 100 350 I.MA

Для изучения влияния температуры на оптическую мощность светодиода

Рис. 5 Токовые зависимости интенсивности

электролюминесценции.

было проведено исследование работы

[п^Оа^.Ы/ОаИ светодиодной структуры в условиях фиксированной температуры материала радиатора (рис.5) Установлено, что предельные значения рабочих токов при эффективном теплоотводе могут быть увеличены в 5-7 раз.

Установлена максимально допустимая температура активной области 1пкОа1^/ОаЫ светодиодной структуры: Т^ » 135 °С.

В работе также проведен расчет необходимой площади поверхности радиатора в зависимости от потребляемой светодиодом мощности и от температуры активной области. Расчет передачи тепла от радиатора в окружающую среду проводился с учетом естественной конвекции и лучистого теплообмена Отмечена перспективность разработки структур, способных работать при температуре активной области 200-300 °С Это позволило бы уменьшить размеры радиаторов в лампах твердотельного освещения.

Предложен новый вид упаковки мощного светодиода с малым тепловым сопротивлением Определены допустимые тепловые режимы и предельные возможности повышения оптической мощности и эффективности светодиода в предложенной упаковке при использовании его в качестве твердотельной осветительной лампы.

Третья глава содержит исследование влияния поглощения и рассеяния света, генерируемого в активной области, на вывод света из 1пчОа| .Д/СаЫ структур и эффективность голубого светодиода Глава содержит обзор оптических свойств и методов увеличения вывода света из 1пхОа| xN/GaN светодиодных структур. Предлагаемые методы включают, в основном, изменение текстуры поверхности сапфировой подложки и пленок GaN или формы и размеров светодиодной структуры. В то же время проблема увеличения вывода света тесно связана с оптическими свойствами пленок ваК прежде всего с поглощением и рассеянием на длине волны генерируемого света, зависящими от плотности дислокаций и примесей в ОаЫ. В связи с этим в работе проведен анализ оптических потерь в светодиодной структуре, который в совокупности с экспресс-измерениями коэффициента ослабления света, позволит оптически характеризовать и оптимизировать выращенный материал.

Ш7' /

15Ш

Сапфир

Но нпроцшчньш контакт

и

0 £ X

Рис. 6. Двумерная модель светодиодной структуры.

света, выходящего из светодиодной структуры

270

Рис. 7 Угловая зависимость интенсивности

180

о

В работе рассматривается упрощенная двумерная модель светодиодной структуры, состоящей из сапфировой подложки толщиной 100 мкм, слоя ваЫ толщиной 2 5 мкм и полупрозрачного металлического контакта (рис 6.) Считается, что сечение светодиодной структуры имеет идеальную прямоугольную форму. Генерация света происходит в активном слое, находящемся на расстоянии 0.25 мкм от верхней границы ОаЫ. Выводятся выражения для потоков излучения и 1ц, выходящих строго по нормали через верх-

нюю и боковую поверхности нашей модели. Отношение этих потоков является функцией от коэффициента ослабления света а:

где к - коэффициент пропускания полупрозрачного металлического контакта, Ь - линейный размер структуры. Под коэффициентом ослабления подразумевается суммарный коэффициент, определяющийся поглощением и рассеянием света в слое нитрида галлия.

Показано, что полученное выражение применимо для определения коэффициента ослабления света в исследуемой 1пхОа1.хЫ/СаЫ светодиодной структуре.

Отношение 1ц / 1± определялось из эксперимента. В целях повышения точности снимались полные угловые зависимости интенсивности электролюминесценции исследуемой 1пхОа] хМЛЗаЫ светодиодной структуры рис 7. К контактам светодиодной структуры, с помощью термокомпрессии, приваривались золотые проволочки На этих проволочках структура закреплялась в подвешенном состоянии на контактных распорках и прикреплялась к синхронному двигателю таким образом, чтобы ось симметрии светодиодной структуры совпадала с осью вращения двигателя Фотодетектор с диафрагмой помещался на расстояние 60 мм, значительно превышающее линейные размеры светодиодной структуры, Ь = 0.27 мм. Это расстояние и выбранный диаметр диафрагмы обеспечивали угловое разрешение эксперимента равное 1.8°. Погрешность, вносимая выбранным угловым разрешением, была в пределах 2.5-Ю"2. Существенную погрешность в эксперимент вносило наличие сколов и неров-

/„ _ 0.75(1 -ехр(-ог^))

каЬ

ностей на торцах, возникающих при технологическом скрайбировании исследуемых структур Это проявлялось в небольшой асимметрии углового распределения (рис 7)

Полученные из эксперимента значения отношения 1ц / Ij_ с учетом погрешности лежат в пределе между 0 23 и 0 32, что соответствует коэффициенту ослабления для света с длиной волны 465 пш, 90±15 см"' Это значение лежит в диапазоне значений 4-150 см'1, указанных в работах [7-9].

В заключительной части главы, в рамках геометрической оптики, проведен анализ основных каналов выхода света, генерируемого в активной области lnxGai.xN/GaN светодиодной структуры с учетом его поляризации.

Основные результаты и выводы

I Впервые исследованы переходные токи в lnxGai ,N/GaN светодиодных структурах Обнаружено, что переходные токи по величине превосходят стационарные на несколько порядков.

2. Захват носителей заряда состояниями гетерограниц InxGai xN/GaN определяет токовый транспорт при малых прямых напряжениях.

3 Переходные и стационарные ВАХ, температурные зависимости эффективности электролюминесценции и тока объясняются в рамках туннельно-рекомбинационной модели протекания тока в InxGa|.KN/GaN светодиодных структурах, в предположении существования двух групп состояний на гетерограницах

4 Уменьшение эффективности электролюминесценции с ростом прямого напряжения в lnxGai xN/GaN светодиодных структурах связано с увеличением тока, обусловленного безыз-лучательной рекомбинацией на гетерограницах.

5 Механические напряжения, создаваемые металлизацией р-слоя GaN, приводят к неоднородности инжекции по площади In4Gai_xN/GaN светодиодной структуры.

6. Оценена плотность состояний на гетерограницах InxGai.xN/GaN, составившая 3-Ю12 см'2.

7 Обнаружена временная задержка (-20-40 не) в распределении интенсивности электролюминесценции по площади светодиодов после их деградации, связанная с увеличением емкости структуры.

8 Выход света из обычных GaN структур может быть увеличен в 3 раза при увеличении рабочего тока в 5 раз и обеспечении отвода тепла новой конструкцией корпуса светодиода

9. Предложена классификация светодиодов по мощности в зависимости от способа охлаждения.

10 Предложена методика, и определен коэффициент ослабления света в исследуемых светодиодных структурах Коэффициент ослабления составил 90±15 ст-1 на длине волны 465 пт

11 Проведена оценка выхода света из светодиодной структуры на основе геометрической оптики с учетом поляризации генерируемого света в квантовой яме, его отражения и ослабления в GaN слое.

Список цитируемой литературы

1 Nakamura S , Makui Т., Senon М Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes // Appl Phys Lett, 1994, vol. 64, p 1687

2 Mukai Т., Yamada M , Nakamura S Characteristics of InGaN-Based UV/Blue/Green/Amber/Red Light-Emitting Diodes // Jpn J. Appl. Phys, 1999, vol 38, p.3976

3. Hori A , Yasunaga D., Satake А., К Fujiwara Temperature dependence of electroluminescence intensity of green and blue InGaN single-quantum well light-emitting diodes // Appl Phys Lett, 2001, vol. 79, p 3723

4. Fujii Т., Gao Y , Sharma R , Hu E.L., DenBaars S.P., Nakamura S. Increase in the extraction efficiency of GaN-based light-emitting diodes via surface roughening // Appl. Phys. Lett., 2004, vol. 84, p.855.

5. Casey H.C., Muth Jr , J, Krishnankutty S , Zavada J M Dominance of tunneling current and band filling in InGaN/AIGaN double heterostructure blue light-emitting diodes // Appl Phys Lett, 1996, vol. 68, p.2867,

6 Morkoc H. Nitride Semiconductors and Devices / Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1999

7. Schad S., Neubert В., Eichler C., Scherer M., Habel F., Seyboth M„ Scholz F., Hofstetter D„ Unger P , Schmid W , Karnutsch C., Streube К Absorption and Light Scattering in InGaN-on-Sapphire- and AIGalnP-Based Light-Emitting Diodes // J. of Lightwave Technology, 2004, vol 22, p.2323.

8. Ambacher O., Rieger W., Ansmann P., Angerer H , Moustakas T.D, Stutzman M Sub-bandgap absorption of gallium nitride determined by photothermal deflection spectroscopy // Sol State Commun., 1996, vol. 97 (5), p 365.

9 Brunner D , Angerer H , Bustarret E , Freudenberg F , Hopler R., Dimitrov R , Ambacher О , Stutzmann M Optical constants of epitaxial AIGaN films and their temperature dependence // J Appl. Phys, 1997, vol. 82, p.5090.

Список включенных в диссертацию работ. 1 Ефремов А А., Шретер Ю.Г., Ребане Ю.Т.,Н.И„ Бугров В.Е., Горбунов Р.И. Светодиодные лампы- Проблема смешивания цветов // Тез. докладов четвертой всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. Изд.-во СПбГПУ, 2002, с.102.

2. Ефремов А А , Тархин Д В , Бочкарева Н И, Горбунов Р.И, Ребане Ю Т, Шретер Ю Г Определение коэффициента ослабления света в тонких слоях светодиодных структур // ФТП, 2006, т. 40, вып 3, с. 383-388.

3. Бочкарева Н.И, Zhirnov Е.А., Ефремов A.A., Ребане Ю.Т., Горбунов Р.И., Шретер Ю.Г. Туннельно-рекомбинационные токи и эффективность электролюминесценции InGaN/GaN светодиодов // ФТП, 2005, т.39, вып. 5, с.627-632.

4 Бочкарева Н.И , Жирнов Е.А , Ефремов А А., Ребане Ю.Т.,

Горбунов Р.И., Клочков A.B., Лавринович Д.А., Шретер Ю.Г. Влияние состояний на границах раздела на емкость и эффективность электролюминесценции InGaN/ GaN-светодиодов // ФТП, 2005, т. 39, вып. 7, с.829-833.

5 Бочкарева Н.И., Ефремов А А , Ребане Ю Т., Горбунов Р.И., Клочков А.В , Шретер Ю Г. Неоднородность инжекции носителей заряда и деградация голубых светодиодов // ФТП, 2006, т. 40, вып 1, с. 122-127.

6 Ефремов А А , Бочкарева Н И, Горбунов Р.И., Лавринович Д.А., Ребане Ю.Т., Тархин Д.В., Шретер Ю.Г. Тепловые режимы голубых InGaN/GaN светодиодов // ФТП, 2006, т. 40, вып. 5, с.656-669.

f

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 07.11.2005. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100. Заказ 145Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 247-57-76

s

OB - 2 2 6 0!

РНБ Русский фонд

2006-4 27989

ф Введение.

Глава 1. Исследование механизма уменьшения квантовой эффективности электролюминесценции и механизма потерь на безызлуча-тельную рекомбинацию в InxGai.xN/GaN светодиодных структурах ^ при высоких уровнях инжекции.

1.1. Обзор литературы.

1.1.1. Общие сведения о InxGai.xN/GaN светодиодной структуре.

1.1.2. Механизм протекания тока в InxGaixN/GaN структуре.

1.1.3. Механизм уменьшения эффективности электролюминесценции InxGai.x/GaN структуре с ростом уровня инжекции.

1.1.4. Постановка задачи. fg 1.2. Методика эксперимента.

1.2.1. Описание измерительной установки.1 б

1.2.2. Исследуемые структуры.

1.3. Туннельно-рекомбинационные токи и эффективность электролюминесценции InojGao.s/GaN свето диодов.

1.3.1. Экспериментальные данные.

1.3.2. Туннелирование и инжекция в светодиодной структуре с InGaN/GaN квантовой ямой. Туннельно-рекомбинационная модель избыточного тока в светодиодных структурах.

1.3.3. Туннельно-рекомбинационный ток при U > Uel- Пиннинг уровня Ш Ферми на гетерогранице InGaN/GaN и подавление инжекции в InGaN квантовую яму.

1.3.4. Возможные причины инжекционных потерь в светодиоде.

Нитрид галлия (GaN) был синтезирован более чем 50 лет назад Джузой и Ханом [1] пропусканием аммиака через разогретый галлий. С помощью данного метода GaN производился в виде маленьких игольчатых и пластинчатых кристаллов. Целью авторов было изучение кристаллической структуры и постоянной решетки GaN в контексте систематического изучения различных химических соединений.

Два десятилетия спустя Гриммис и др. [2] использовали схожую технологию для получения маленьких кристаллов GaN с целью измерения их фотолюминесцентного спектра.

Еще десять лет спустя Маруска [3] используя технологию химического парового осаждения, вырастил пленку GaN большой площади, используя в качестве подложки сапфир.

Во всех трех работах были получены сильно проводящие образцы n-типа, и считалось, что донорами являются вакансии азота. Однако позднее, это предположение было подвергнуто сомнению, и в качестве донора влияющего на n-проводимость был предположен кислород [4].

Работа [3], а так же производство первого светодиода [5] вызвала сильный интерес, и многие лаборатории занялись исследованием GaN. Первый GaN светодиод был M-i-n типа (М - металл) и мог эмитировать голубой, зеленый, желтый или оранжевый свет в зависимости от концентрации цинка в активном регионе [б].

В ходе исследований на основе отдельных кристаллов GaN были получены: антистоксовые свето диоды [7], поверхностный волновой акустический генератор [8] и солнечно-слепой ультрафиолетовый фотодетектор. Несмотря на эти достижения, проводящий р-GaN был все еще недоступен, и это в значительной степени ограничивало приборное применение нитрида галлия.

В 1988 году доктор Амано исследовал катодолюминесценцию GaN:Mg на сканирующем электронном микроскопе и обратил внимание на увеличение яркости свечения во время сканирования образца. Фотолюминесцентное исследование образца до и после облучения низкоэнергетическим электронным пучком (LEEBI) показало увеличение эффективности люминесценции на два порядка [9]. Последующие Холловские измерения показали, что исследуемый слой GaN стал проводящим р-типом. Этот удивительный феномен конверсии типа проводимости под воздействием пучка электронов был объяснен ван Вех-теном в работе [10]. Он предположил, что мелкий акцепторный уровень Mg был скомпенсирован атомами водорода образующими комплексы с атомами магния (подобно водородным комплексам с акцепторами в кремнии [11]). Энергия электронного пучка разрушала комплекс, и Mg становился мелким акцептором, лежащим примерно 0.16 эВ над валентной зоной [12]. Вскоре после этого Накамура установил, что отжиг GaN:Mg при температуре 750° С в атмосфере азота или в вакууме также приводит к конверсии типа проводимости [13].

После успешного решения проблемы р-типа GaN и использования InxGai.xN в качестве активного слоя светодиодных структур С. Накамуре удалось в 1994 году разработать яркие голубые и зеленые светодиоды [14]. Комбинация голубого светодиода с желтым люминофором позволила вскоре создать белые светодиоды - прототипы твердотельных ламп.

Важнейшей задачей для создания конкурентно-способного твердотельного освещения является увеличение эффективности светодиодных ламп. Эффективность лучших промышленных светодиодов на основе GaN достигает 15^-35%. Однако максимальная внешняя квантовая эффективность наблюдается при небольших токах 0.1 -f-1 мА, и уже при рабочем токе 20 мА она заметно падает [15]. Механизм падения эффективности в InxGai.xN/GaN структурах исследован недостаточно. Обычно падение эффективности с уровнем инжекции связывают с уменьшением вероятности захвата носителей заряда в In-GaN квантовую яму [15]. Однако наблюдающиеся зависимости эффективности от температуры не могут быть объяснены в рамках этих представлений [16]. Понимание физического механизма уменьшения эффективности InxGai.xN/GaN структур важно для технологического решения данной проблемы.

Поскольку эффективность светодиодов пока менее 50%, большая часть электрической энергии, потребляемой светодиодом, рассеивается в виде тепла. Перегрев структур протекающим током ограничивает эффективность и срок службы InxGai.xN/GaN светодиодов. Поэтому анализ теплового режима светодиодных структур также требует детального изучения.

Проблеме уменьшения оптических потерь в InxGai.xN/GaN светодиодных структурах в настоящее время посвящены многие исследования [17]. Это вызвано тем, что свет, генерируемый в активной области, испытывая полное внутреннее отражение, проходит большой путь в пленке GaN. Поэтому процессы поглощения и рассеяния, определяемые плотностью дефектов в GaN, могут оказывать существенное влияние на выход света. В связи с этим необходимы прямые измерения оптических потерь на длине волны генерируемого света в светодиодной структуре.

Цель работы состояла в исследовании основных механизмов, ограничивающих эффективность InxGa|.xN/GaN светодиодов. Ее достижение было связано с решением трех задач:

1. Исследование механизма уменьшения эффективности InxGai.xN/GaN светодиодов при увеличении рабочего тока (более 2 мА).

2. Исследование влияния перегрева активного слоя на эффективность InxGai.xN/GaN светодиодов.

3. Исследование влияния поглощения и рассеяния света, генерируемого в активной области, на вывод света и эффективность InxGaixN/GaN светодиодов.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Падение эффективности электролюминесценции «-GaN/InGaN/p-GaN структур в диапазоне рабочих токов 5 20 мА обусловлено безызлучательной рекомбинацией на состояниях, локализованных на гетерограницах InGaN/GaN, и уменьшением коэффициента инжекции носителей заряда в InGaN/GaN квантовую яму с ростом напряжения в результате пиннинга уровня Ферми на гетерограницах.

2. Механические напряжения, создаваемые металлизацией р-споя GaN, приводят к неоднородности инжекции по площади InGaN/GaN светодиодной структуры. Увеличение емкости участка структуры под р-контактом после деградации светодиода приводит к временной задержке (-20-40 не) в распространении электролюминесценции по площади структуры.

3. Рабочие токи обычных GaN светодиодов могут быть увеличены в 5-7 раз (с соответственным увеличением выхода света) при оптимизации теплоотвода.

4. Коэффициент ослабления света, генерируемого в активной области тонкопленочных светодиодных структур, может быть определен из отношения интенсивностей излучения, выходящего по нормали и параллельно плоскости структуры

Диссертация состоит из Введения, трех глав и Заключения, содержит 103 страницы, из которых 31 с рисунками, и библиографию из 101 наименования.

3.6. Выводы главы

Предложена методика и определен коэффициент ослабления света в светодиодных структурах. Коэффициент ослабления составил 90±15 см"1 на длине волны 465 нм.

Установлено три основных диапазона углов, в которых свет может выйти из исследуемой светодиодной структуры.

Проведена оценка выхода света из светодиодной структуры на основе геометрической оптики с учетом поляризации генерируемого света в квантовой яме, его отражения и ослабления в GaN слое.

Установлено, что только 26% света могут выйти из исследуемой в работе структуры. 14% света имеющего возможность выйти из светодиодной структуры поглотится или рассеется внутри материала.

Заключение

Главные результаты работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Впервые исследованы переходные токи в InxGai.xN/GaN светодиодных структурах. Обнаружено, что переходные токи по величине превосходят стационарные на несколько порядков, и их изменение с прямым напряжением имеет тот же характер, что и изменение стационарных токов.

2. Переходные и стационарные ВАХ, температурные зависимости эффективности электролюминесценции и тока объясняются в рамках туннельно-рекомбинационной модели протекания тока в InxGai.xN/GaN светодиодных структурах, в предположении существования двух групп состояний на гетерограницах.

3. Обнаружено, что захват носителей заряда состояниями гетерограниц InxGai.xN/GaN приводит к пиннингу уровня Ферми и контролирует токовый транспорт в структуре.

4. Обнаружен ступенчатый характер температурной зависимости эффективности электролюминесценции InxGaixN/GaN светодиодных структур. Впервые показано, что температурное поведение эффективности электролюминесценции в области температур 77-300 К имеет при малых и больших уровнях инжекции противоположный характер. Эти данные также объяснены на основе предложенной туннельно-рекомбинационной модели.

5. Уменьшение эффективности электролюминесценции с ростом тока через InxGai.xN/GaN структуру связано с уменьшением инжекции носителей заряда в InGaN квантовую яму и увеличением доли тока, обусловленного безызлучательной рекомбинацией на гетерограницах. Оценена плотность состояний на гетерограницах InxGai.xN/GaN, составившая 3-Ю12 см Л

6. Обнаружена временная задержка (~20-40 не) в распределении интенсивности электролюминесценции по площади светодиодов после их деградации, связанная с увеличением емкости структуры при деградации.

7. Выход света из обычных GaN структур может быть увеличен в 3 раза при увеличении рабочего тока в 5 раз и обеспечении отвода тепла предложенной конструкцией корпуса светодиода.

8. Предложена классификация светодиодов по мощности в зависимости от способа охлаждения.

9. Отмечена необходимость разработки твердотельных структур, способных работать при высокой температуре 150-К300 °С.

10. Предложена методика и определен коэффициент ослабления света в светодиодных структурах. Коэффициент ослабления составил 90±15 см"1 на длине волны 465 нм.

11. Проведена оценка выхода света из светодиодной структуры на основе геометрической оптики с учетом поляризации генерируемого света в квантовой яме, его отражения и ослабления в GaN слое.

Автор считает своей приятной обязанностью поблагодарить своего научного руководителя Юрия Георгиевича Шретера за постоянное внимание и интерес к работе. Дмитрия Викторовича Тархина за постоянные консультации и помощь в проведении экспериментов. Юрия Тоомасовича Ребане и Руслана Ивановича Горбунова за теоретическую поддержку работы и участие в обсуждении результатов исследования.

Хотелось бы выразить благодарность также всем сотрудникам кафедры «Физика полупроводников и наноэлектроники», а особенно Владимиру Ивановичу Ильину и Валерию Андреевичу Зыкову, за помощь в решении множества вопросов связанных с обучением в аспирантуре.

Отдельная искренняя благодарность научному сотруднику лаборатории «Неравновесных процессов в полупроводниках» Наталье Ивановне Бочкаревой, без участия которой эта работа была бы невозможна.

1 октября 2005г.

1. , НаЬп Н., АПОГЙ 2. // АНцет. СЬет., 1938, Уо1. 234, р.282.

2. Спттегзз Н., Кое1тапз Ъ Н. Еппззюп пеаг (Ье аЬзогриоп ес!§е апс! о1Ьег еппззюп еЯес1з оГСаЫ // 2еИзсЬпЙ Гиег ЫаШгГогзсЬипе, 1959, Уо1. 14а, р.264.

3. Рапкоуе ^.I., МШег Е.А., ВегкеуЬе1зег 5.Е. ОаЫ Ыие Н§Ььет1ит§ с11ос1е5 // 1Хит1пе5сепсе, 1972, Уо1. 5, р.84.

4. Рапкоуе 1.1. Ьиттезсепсе 1П ОаЫ //^. Ьиттезсепсе, 1973, Уо1. 7, р. 114.

5. Рапкоуе 5.1. В1ие апП-51окез е1ес1го1ит1пезсепсе т ОаЫ // РЬуз. Кеу. Ьей-, 1975, Уо1. 34, р.809.

6. ЭиЯу М. Т., \Уап§ С, О'С1оск О.В. а а1. // .. Е1ес1. Ма1., 1973, Уо1. 2, р.359.

7. Атапо Н., АказаЫ I., Кого\уа Т. ег а1. // 5. Ьиттезсепсе, 1988, Уо1. 40-41, р. 121.

8. Уап УесЬ1еп З.А., 2оок 1.В., Н о т т § Н.Э. ОеГеа1т§ Сотрепза11оп 1П Мс1е Оар 8ет1соп- ёисЮгз Ьу ОГО\У1П§ 1П Н 1Ьа113 Кетоуес! Ьу ЬО\У Тетрега1иге Ое-1оп121П§ КдсНа1юп // 5рп. ..Арр1. РЬуз., 1992, Уо1.31, р.3662.

9. Рапкоуе ^.I., 2апгиссЫ Р.1, Ма§ее \У. Нус1го§еп 1осаП2а11Оп пеаг Ьогоп 1п зШсоп // Арр1. РЬуз. Ьап., 1985, Уо1.46, р. 421.

10. Аказак11., Атапо Н., Кко М. е1 а1. Р1ю1о1ит1пе5сепсе оГМ§-с!оре(1 р-1уре СаЫ апс! е!ес- 1го1иттезсепсе оГОаЫ р-п.ипс1юп ЬЕВ// ^ . Ьиттезсепсе, 1991, Уо1.48/49, р.666.13. №катига 5., 1\уазаЫ., ЗепоЬ М. е1 а1. //1рп. 1 Арр1. РЬуз., 1992, Уо1. 31, р.1258.

11. Ыакатига 3., Маки1 Т., Зепоп М. Сап<3е1а-с1аз5 Ы^Ь-Ьп^Ьтезз ГпОаЫ/АЮаМ йоиЫе- Ье1егоз1гисшге Ыие-Н§Ь1-ет1Шп§ сИодез// Арр1. РЬуз. Ьеи., 1994, Уо1. 64, р.1687.

12. Мика1 Т., Уатас1а М., Ыакатига 5. СЬагас1епзПсз оПпСаМ-Вазес! иУ/В1ие/Сгееп/АтЬег/Кес1 Ы8Ь1-Ет11Ппё ЭЫез //;рп. I Арр1. РЬуз., 1999, Уо1. 38, р.3976

13. Ноп А., Уазипаца й., За1аке А. е1 а1. ТетрегаШге йерепёепсе оГе1ес1го1иттезсепсе 1п- 1епз11у оГ^гееп апс! Ыие 1пСаЫ з1п81е-яиапШт \уе11 ПёЬ1-ет11Пп8 сНойез // Арр1. РЬуз.2001,Уо1.79,р.3723.

14. Ри)11 Т., Оао V., ЗЬагта К.. е1 а1. Гпсгеазе 1П 1Ье ех1гасПоп еШс"1епсу оГСаМ-Ьазес! П ет^Шпц сИойез У1а зигГасе гои§Ьетп§ // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2004, Уо1. 84, р.855.

15. Ыакатига, М. Зепоп, N. Ы-аза, 5. е1 а1. ЗирегЬгщЬ! Сгееп 1пОаЫ 31п§1е-Риатит-\Уе11- 51гисШге Ь^Ы-Етиппе Окхкз// 1гр. I Арр1. РЬуз., 1995, Уо1.34, р.Ы332.97

16. На\укпс1§е М. Е., СЬегпз О. Оху^еп 5евге§а1юп Ю сПз1оса1юпз т СаN // Арр1. РЬуз. ЬеИ. 2005, Уо1. 87, р. 221903.

17. НазкеН В. А. е1 а1. ОеГес1 гес1исПоп т (1100) т-р1апе §аШит т1пс!е \\а 1а1ега1 ерИах1а! оуегого\у1Ь Ьу Ьус1г1с1е уарог рЬазе ер11аху // Арр1. РЬуз. ЬеК., 2005, Уо1. 86, р. 111917.

18. За'Гю Н. е1 а1. Марр1п§ оГтиШр1е-циап1ит-\уе111ауегз апс! з1гис1иге оГУ (1еГес15 1п 1п- СаЫ/ОаЫ сНоёез // Арр1. РЬуз. ЬеП., 2004, Уо1. 84, р.2271.

19. У1зсопи Р. е1 а1. О1з1оса11оп с1епз11у т ОаМ Йе1егт1пей Ьу рЬо1ое1ес1госЬет1са1 апс! Ьо1- \уе1 е1сЫп§ //Арр1. РЬуз. Ье«., 2000, Уо1. 77, р.3532.

20. Мика1 Т., Моп1а М., Ыакатига 5. Н1бЬ-ро\уег 11У 1пСаМ/А1СаЫ с1оиЫе-Ье1егоз1гис1иге ЬЕОз 1П. Сгуз1. СГОЛУШ., 1998, Уо1. 189/190, р.778.

21. СЫсЫЬи 8., АгиЬаШ Т., 8о1а Т. е1 а1. ЗропШпеоиз ет1зз1оп оПосаНгес! ехскопз 1п 1пОаИ 51п§1е апс! тиШяиап1ит \уе11 з1гис1игез // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1996, Уо1. 71, р.4188.

22. СЫсЫЬи 8., АгиЬа(а Т., Зо1а Т. е1 а1. Ьиттезсепсе Ггот 1осаИ2ес1 з1а1ез т 1пОаЫ ерНау- егз // Арр1. РЬуз. Ье«., 1997, Уо1. 70, р.2822.

23. Ыашкахуа V., Качуакат! У., Рцр1а Зг., е1 а1. / К.есотЫпа1юп ёупат^сз оПосаПгеё ехс1- Юп5 1П 1по.2оОао.8оН-1по озС^о 95^ ти1пр1е ^иап^ит \уе11з // РЬуз. Кеу., 1997, Уо1. В55,Р.1938Я.

24. Ыагикаша У., Кашакагш У., РипаЮ М. е1 а1. Яо1е оГзе1Г-Гогтес! 1пОаЫ циапШт с!о1з Гог ех1Юп 1оса1|2а11оп т 1Ье ригр1е 1азег (Иос1е е т т т § а1 420 п т // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1997, Уо1.70, р.981.

25. СЫсЫЬи 8., \Уас1а К., №катига 8. 5ра11а11у гезо1уес! са1Ьос!о1игшпе5сепсе зрес1га оПп- СаЫ циатит \уе11з//Арр1. РЬуз. ЬеП., 1997, Уо1. 71, р. 2346.

26. Кяо М., Клт Э., МаЬа.ап 5. Сотроз111опа1 с1ерепс1епсе оГрЬазе зерагаПоп 1П 1пОаЫ 1ауегз // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2004, УО1. 85, р. 1961.98

27. СЫсЫЬи 8., МагсЬапс! Н., Мтзку М. 5. е1 а1. Егшззюп тесЬатзтз оГЬи1к СаЫ апо1 1п- СаЫ циаМит \уе11з ргерагес! Ьу 1а1ега1 ернах1а1 оуег^го^Ь // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1999, Уо1. 74,р. 1460.

28. Сазеу Н.С., Зт., МшЬ .., КпзЬпапкиНу 8. е1 а1. Ооттапсе оГШппеПп§ сиггеп! аш! Ъапс! ПИтд т 1пСаМ/А1СаМ йоиЫе Ье1егоз1шс1иге Ыие Н§Ы-епиИт§ сНоа'ез // Арр1. РЬуз. Ьеи.,1996, УО1. 68,р.28б7.

29. Н. Могкос. Ми-Ые ЗегшсопёисЮгз апс! Эеукез // Зрпп§ег-Уег1а§ ВегПп Не1с1е1Ьег§, 1999.

30. Ва1а§1игоу Ь., СЬоп§ РХ // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1996, УО1. 68, р.43.

31. Мамакин С., Юнович А.Э., Ватгана А.Б. и др. Электрические свойства и спектры люминесценции светодиодов на основе гетеропереходов 1пОаЫ / СаЫ с модулированно-легированными квантовыми ямами // ФТП, 2003, т.37, с.1131.

32. Сао Х.А, ЬеВоеиГЗ.Р., Ь1и Н. е1 а1. ТетрегаШге - йерепйеп! етгззюп нйепзиу апс! епег^у зЫЙ 1п 1пСаМ/СаМ тии^р1е-^иапШт-\Vе11 Н§Ь1-ет1ит§ сИойез //Арр1. РЬуз. Ьеи., 2003, Уо1.82, р.3614.

33. СЬо У.Н., Сатег О.Н. е1 а1. ТетрегаШге йерепдет ет1зз1оп зЫЙ апс! сатег (1упап11С5 т 1пОаШЗаМ тиШр1е яиаШит ууеИз //Арр1. РЬуз. ЬеП., 1998, Уо1. 73, р.1370.

34. Тео К.Ь., СоИоп 13., Уи Р.У. е1 а1. Ап апа1уз13 оГ1етрегаШге ёерепйеШ рЬо1о1ит1пез- сепсе Нпе зЬарез 1П 1пОаЫ // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1998, Уо1. 73, р.1697.

35. К.еЬапе У.Т., ВосЬкагеуа N.1, Вои§гоу У.Е. е1 а1. Ое§гас1аПоп апс! 1гапз1еп1 сиггеп1з 1П III- пИпс1е ЬЕБз // РгосеесНпёз оГ8Р1Е, 2003, Уо1. 4996, р.113.

36. ОеШато 5. А., 8\уапзоп К. М. // ШЕЕ Е1ес1гоп Беуюе Ьеи., 1986, Уо1. ЕЭЬ-7, р.629. 46.1т Л.З., Моп1г А., 31еиЬег Р. е1 а1. КасИаПуе сагпег ПГе11те, т о т е п Ш т та1пх е1етеп1,апа Ьо1е еГГесиуе тазз 1п СаЫ // Арр1. РЬуз. Ьеи., 1997, Уо1. 70, р.631.

37. Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов / М., Наука, 1965.

38. ВШсЬег К.З.А., Т1ттегз Н., АЯГийсИп е1 а1. ЬО\У ТетрегаШге Ы11пс1е 5ет1сопс1ис1ог СГО\У1Ь // Л. Арр1. РЬуз., 2002, Уо1.92, р.3397.

39. Агз!ап I., Вго\уптд N.0. Ко1е оГОху§еп а1 Зсге^ О1з1оса11опз 1П ОаЫ // РЬуз. Кеу. Ьеи., 2003, Уо1.91,р.165501.

40. Е1зпег}., Оеер ассерЮгз 1гаррес1 а1 (ЬгеасИпд-ео'йе сИзЬсайопз 1п СаЫ // РЬуз. Кеу. В, 1998, Уо1. 58,с.12571.99

41. Ржанов А.В. Электронные процессы на поверхности полупроводников / М., Наука, 1971.

42. Кирилова СИ. // ФТП, 1992, т. 26, с. 1399.

43. Дубровский Ю.В., Морозов СВ. Поверхность. Физика, химия, математика // 1987, т. 9, с.143.

44. Спзсот В.Ъ. 8е1Г-1гаррес1 Ьо1е5 т атогрЬоиз зШсоп сПохЫе // РЬуз. Кеу. В, 1989, Уо1. 40, р.4224.

45. ЗрИгег А., Ко1т. А., ЬшЬ Н. ТЬе айзогрпоп оГН2О оп Си(ЮО) зигГасез // ЗигГ. Зек, 1989 УО1. 152/153, р.543.

46. Ниап§ .1.У/., КиесЬ Т.Р., Ьи Н. е1 а1. Е1ес1пса1 сЬагас1еп2а1юп оГ М^-йореа1 ОаЫ §ГО\УП Ьу те1а1ог§ашс уарог рЬазе ерНаху // Арр1. РЬуз. ЬеП., 1996, Уо1. 68, р.2392.

47. ОоппеИу .1.Р., МПпез А.О. // ШЕЕ Тгапз. Е1ес1гоп. Оеу., 1967, Уо1. ЕО-14, р.63.

48. Шретер Ю.Г., Ребане Ю.Т., Зыков В.А. и др. Широкозонные полупроводники // Санкт- Петербург, Наука, 2001, 125с

49. XI У., ЗсЬиЬеП Е.Р. 1ипсиоп-1етрегаШге теазигетеп! т ОаЫ икгаУ1о1е1 Н§пх-еттт§ д1оо!ез из1п§ (Иос1е Гогшаго! уоиа§е те1Ьос1 // Арр1. РЬуз. ЬеП., 2004, УО1. 85, р.2163.

50. XI У., XI ^.-^., Сеззтапп ТЬ. е! а1.1ипс11оп апс! сагпег 1етрега1иге теазигетеШз 1П йеёр- икгаУ1о1е1 П2Ь1-ет1«1п§ (1ю(1е5 из1п§ 1Ьгее сИГГегет те1Ьос1з // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2005, Уо1. 86,р.031907.

51. Ьее 8., Зопу 3., Аи V. е1 а1. // РгосеесПпёз оГАЗМЕЛЗМЕ ТЬегта1 Еп81пеепп8 СопГег- епсе, 1995, Уо1. 4, р.199.

52. Р.РЛпсгорега, Ое Ш1и, Э.Р., РипдатепЫз оГНеа! апо1 Мазз ТгапзГег//ДоЬп \УИеу & Зопз, Ые\у Уогк, ЫУ, 1990, р.543.100

53. У и С , \Уап§ С , 1зЫкаша Н. е1 а1. ОрПса1 ргорегйез оГчуиПгНе з1гис1иге СаЫ оп заррЫге агоипс1 Гипс1атеп1а1 аЬзогрНоп ес1^ е (0.78-4.77 еУ) Ьу зрес1гозсор1с еШрзоте1гу апс! 1Ье ор11-са1{гапзгшззюп теШсх! // Арр1. РЬуз1с. ЬеП., 1997, УО1. 70, р. 3209.

54. Атапо Н., ^а1апаЬе Ы., Кснёе N. е1 а1. Коот-ТетрегаШге Ьо\у-ТЬгезЬо1с1 Зиг&се- Зити1а1е<3 Егтззюп Ьу Ор11са1 Ритр'тд Ггот АЮаЫ/СаЫ ОоиЫе Не1егоз1гис1иге // 1рп. 5.Арр1. РЬуз., 1993, УО1. 32, р.ЫООО.

55. Ми1Ь .1.Р., ВГО\УП Ю., 1оЬп5оп М.А.Ь. е1 а1. АЬ5Оф11оп СоеШаеп! апс! К.еГгас1*1Уе 1пс1ех оГ СаЫ, А1Ы, апё АЮаЫ АНоуз // МЯ5 1тете1 .^ // Ыкпс! Зетюопс!. Кез., 1999, УО1. 451,р.05.2.

56. Вои§гоу V., Ьеу1пзЬ1ет М.Е., Нитуатзеу 8.Ь. е! а1. т Ргорег11ез оГ Аёуапсес! Зегшсоп- йисюг Ма1епа1з ОаИ, А1Ы, 1пЫ, ВЫ, 51С, 2Юе // 1оЬп ^/Неу & Зопз, 1пс, Ые\у Уогк, 2001.

57. Уап§ 2., Хи 2. А ТЬеоге11са1 зШс1у оГекс^гопгс апс! орНса1 ргореП1ез т чуигггке СаЫ //1. РЬуз. Сопс1еп5. МаИег., 1996, УО1. 8, р.83ОЗ.

58. Вшппег В., Ап§егег Н., Виз1агге1 Е. е1 а1. Орйса! сопз1ап1з оГер11ах1а1 АЮаЫ й ! т з апс! {Ье1г 1етрегаШге ёерепдепсе //1. Арр1. РЬуз, 1997, УО1. 82, р.5090.

59. ЗсЬас! 3., ЫеиЬег1 В., Е1сЫег е1 а1. АЬзогрйоп апс! ЪщЫ Зса«епп@ 1п 1пОаЫ-оп- ЗаррЫге- апд А1Са1пР-Вазес1 Ь1§Ы-Ет1«т§ Оюйез // 5. оШ§Ь1\уауе ТесЬпо1о§у, 2004, УО1.22, р.2323.

60. АтЬасЬег О., Ше§ег V/., Апзтапп Р. е1 а1. ЗиЬ-Ьапёдар аЬзоф1юп о{"§а1Пит П11пс1е ёе- 1егттес1 Ьу рЬоЮШегта! с!еЯес1юп зрес1гозсору // Зо1. 81а1е Соттип., 1996, УО1. 97 (5),р.365.

61. Ыакатига 3., ЗепоЬ М., Ыа§аЬта 5. е1 а1. // Арр1. РЬуз. ЬеП., 1996, УО1. 69, р. 1568.

62. МиШ 5. Р., Ьее I. Н., ЗЬта§1п I. К. е1 а1. // Арр1. РЬуз. ЬеП., 71,2572, 1997.

63. Те1ззеуге Н., РегП Р., ЗизЫ Т. е1 а1. //}. 5ип, I Арр1. РЬуз., 1994, УО1. 76, р.2429.

64. РчеЬапе У.Т., СогЬипоу К.Л., 5Ьге1ег У.С. Ы§Ь1 ех1гасПоп Ггот Ьщ ЬЕО сЫрз \У11Ь Ы§Ь с1епзиу оПЬгеасПп§ сИз1осаиопз // РЬуз. 51а1. зо1. (а)., Ю Ье риЬПзЬес!.

65. Ьее Т.Х., Ып У., Ма 3. Н., е1 а1. Апа1уз15 оГро51Поп-аерепс1ет Н§Ь1 ех1гасиоп оГОаЫ- Ьазес! ЬЕБз // ОрПсз Ехргезз, 2005, Уо1. 13, р. 4175.

66. Наг1е V., НаЬп В // РЬуз. 51а1. 5о1. (а), УО1. 180, р.2000.

67. Мегег П., Кгатез М.К., ^.Е. Ер1ег е1 а1.1пОаЫ/СаЫ яиап1ит-\уе11 Ье1егоз1гис1иге ПёЬ1- ет1и1пё сИос!е5 етр1оу1пе рЬоЮшс сгуз1а1 51гис(игез // Арр1. РЬуз. ЬеП., 2004, УО1. 84, р.3885.

68. У/тсПзсЬ К.., Коотап С , МеЫзсЬгшсК 5., е1 а1.1трас1 оГ1ехШге-епЬапсес! 1гап5т1551оп оп зигГасе-1ехШгес! П2Ь1-ет1тп8 сИос!е5 // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2001, УО1. 79, р.2315.101

69. Кгатез М.К.., ОсЫа1-Но1сотЬ М., НоПег О.Е. е1 а1. Н18Ь-ро\уег 1гипса1е(1-туег{ес1- ругатЫ (А1хСа|_,)о.51по.5Р/ОаР Н§п1-егтПш§ сИо^ез ехЫЬШп§ >50 ех1егпа! циапШт еШаепсу// Арр1. РЬуз. Ье«., 1999, УО1. 75, р.2365.

70. ЗсЬтЫ XV., ЗЬегег М., 1а§ег К. е1 а1. ЕГПаеп1 П§Ь1-егт1Нп2 сИоскз \УИЬ гас11а1 ои1соирПп§ 1арег а1 980 апё 630 п т егшззюп ууауе1еп§1Ь // Ргос. ЗРШ, 2001, УО1. 4278, р. 109.

71. ВогосШзку М , Кгаизз Т.Р., СоссюН К.. е1 а1. Ъ'щЫ ех1гасНоп Ггот орйсаНу ритрес! Н§Ь1- е т Ш т § Йюс1е Ьу 1Ып-з1аЬ рЬоЮшс сгуз1а1з // АррКРЬуз.ЬеК., 1999, Уо1. 75, р. 1036.

72. ЛУ1псЛ5сЬ К.., БиПа В., Киук М. е1 а1. Р. 40% еШс^еШ 1Ып-Г11т зигГасе-1ех1игес1 Н§Ы- ет1«1п§ сИос1ез Ьу орйт12аПоп оГпаШга! Н1Ьо§гарЬу // ШЕЕ Тгапз. Е1ес1гоп. Оеу^сез, 2000,уо1.47,р.1492.

73. ВЬа1 ..С, К л т А., СоШпз Б . е1 а1. Н1еЬ ЕШсгепсу МопосЬтота^с апс1 МхНе 1пОаЫ РНр- СЫр О1се // Ьир://\улууу'.1итИес1з.сот/р(1йЛесЬрарегзрге5/13С32001.РВР

74. Тиап1гапоп1 А., ВщЫ V. М., 2Ьап§ XV. е1 а1. РПр-СЫр 1п1е§га1юп оГЬепз1е1 Аггауз оп Зе§теп1ес1 БеГогтаЫе М1сгот1ггогз // РгосеесИп§5 оГШе 1999 1п1ета1юпа1 ЗосГе^у Гог Ори-са1 Епеюееппе (ЗР1Е Ч99) 1999, УО1. 3680 р. 668-678.

75. Мегег 1.1., 31е1§ег\^аИ О. А., Кгатез М. К.. е1 а1. Н^Ь-роу/ег АЮа1пМ Й1р-сЫр Н§Ь1- е т 1 т п § сНоскз // АррЬРЬузХеП., 2001, УО1. 78, р.3379.

76. Сеп(ег Гог С^иапШт Оеу^сез, Напо(есЬпо1о§у У51П§ Е1ес1гоп В е а т 1л1Ьо§гарЬу Ьир://сяс1.есе.пог1Ьи'е51егп.е(1и/ге5еагсЬ/ЕЬеатЫ1Ьо.р(1Г

77. Мазика Н., Уо15иуа М., Азапо М. е1 а1. 8е1Г-гера1г оГогёегес! раНет оГпапоте1ег Л т е п - 31ОП5 Ьазес1 оп 5е1Г-сотрепзапоп ргоретез оГапод1с рогоиз а1ит1па// Арр1. РЬуз. Ьеи., 2001,УО1. 78, р.826.

78. Одег Т.Ы., Клт К.Н., Ып ..У. е1 а1. Ш-п11пс1е Ыие апй икгаУ1о1е1 рЬо1ошс сгуз1а1 УщЫ ет11Пп8 Лос1е5 // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2004, УО1. 84, р.466.

79. ЗЬакуа .., К1т К. Н., ^^п ]. У. е1 а1. ЕпЬапсес! П§Ь1 ех1гас1юп 1П Ш-П11п(1е икгаую1е1 рЬоЮшс сгуз1а1 Н2,Ь1-ет1тп8 Ло^ез // Арр1. РЬуз. Ье11., 2004, УО1. 85, р. 142.

80. Ьш V., БаКа А., \Уап§ V. Ь. Огскгес! апосПс а1шпша папосЬаппе1з оп ГосизесМоп- Ьеат-ргераНегпей а1ит'тит зшГасез // Арр1. РНуз. Ьеи., 2001, Уо1. 78, р. 120.

81. Сидоров В.Г., Дрижук А.Г., Шагалов М.Д. и др. Повышение эффективности 1-п-ОаЫ- ш светодиодов с помощью электрохимического травления // Письма в ЖТФ, 1999, т. 25, с.25.

82. Сао У., Сгауеп М. Э., Зреск I. 3. е1 а1. О1з1осаиоп- апс! сгу5*а11о§гарЫс-с1ерепа|еп1 рЬоЮ- е1ес1госЬет1са1 \уе1 е1сЫп§ оГ§а11шт ш1пс!е // Арр1. РЬуз. Ьеи., 2004, Уо1.84, р.3322.

83. СЬо Н., Оопоуап 5.М., АЬегпаШу К. е1 а1. Р1ю1ое1ес1госЬет1са1 е1сЫп§ оПпхОа1.чЫ // МК.З 1тете1 ; . Шнёе Зет1сопс1. Кез., 1999, Уо1. 451, р.О6.40.103