Механизмы оптической генерации и рекомбинации в фоточувствительных слоях и структурах GaP и GaAs, легированных переходными и редкоземельными элементами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

р Г Б од

гГЧ '00 'г.

. АКАДЕМИЯ НАУК ТУРКМЕНИСТАНА ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 621.315.592

АННАЕВ Ашырмет

МЕХАНИЗМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ И РЕКОМБИНАЦИИ В ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ СЛОЯХ И СТРУКТУРАХ ваР И ОзАБ, ЛЕГИРОВАННЫХ ПЕРЕХОДНЫМИ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

01.04.10 — физика полупроводников и диэлектриков

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

АШГАБАТ -

1994

Работа выполнена в Туркменском политехническом институте.

Научный руководитель: член АНТ, д. ф,-м. и., профессор Агаев Я. А.

Официальные оппоненты: д. т. н., профессор Суханов С. С. (Туркменский политехнический институт, г. Ашгабат), д. ф.-м. н. Чарыев Я. (Физико-технический институт, г. Ашгабат).

Ведущая организация: Туркменский государственный университет им. Магтымгулы, кафедра теоретической и экспериментальной физики.

Защита диссертации состоится 1994 г. в «

часов на заседании Специализированного совета по защите докторских диссертаций при Физико-техническом институте АН Туркменистана по адресу: 744000, г. Ашгабат, ул. Гоголя, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке АН Туркменистана.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета, член АНТ, д. ф.-м. н. Ж^С. СЕРГИНОВ

СЕМЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТУ

Актуальность работа. В иастолцоо время на основе соединений арсенида и $о&?лда галлия и их творишх растворов изготавливается ряд приборов, нзшэделх пирояоо применение в интегрально;! оптика, оптоэдоктроикко, СЗЧ-электроняко,главш1м образом кап когороитшлэ и лакогоронтнио излучатели свата, и системах обработки и отображения информации.

Арсенид галлия. Происходи интенсивное внедрение в прокаленное производство технологии получения явгтаксяалького Оп1г Наибольшие успехи достигнут» в слодуюпих направлениях:

- разработани методы контролируемого легирования слоов мелким! донора?.!! и глубокими акцепторам;!, что обеспечило ьипуск материала, необходимого для производства СЗЧ-генерптороз (дно-дов Гшша) и диодов с отрицательной з-оброзко" характеристике;-! ( з -диодов);

- на баз о кОС-гидрадноЯ технологии освсояо палучо!г,ю многослойных структур на подлесках диаметром до 60 та для интегрмь-ннх схем с неоднородностью по площади структура концентрации носителей зэрпда и толшпш <

- в технологии жидкофазной эш1таксии получены многослоИгшо ' структуру ОоАо И Со1-хД1>А6 ДЛЯ ИЗГ0Т0ВЛ0ШШ ЭЛОМОНТОП оптозлектрокикл, в частности, свотодкодсв в блзггней ПК-области;

- разработаны новае метода и аппаратура для контроля параметров одно и иногослойншс структур: профия распродало:о!Я концентраций носителей заряда и лэглрушеЯ примоси, параметров ос-ноеш.'х и неосновннх носитвлой в вагизоиьих структурах а др.

Однако улучиокие параметров сувествухшх и разработка новых классов приборов и антеграших схо.ч на базе саАп т робу от проведения вирою« фущамелтальшх исследований Нязпчоеких и технологических) с цольп: пошпонля однородности оснотшх плок-трофизическях параметров на плоаада и глубине рабочих слое? структур; поиягепия качества внеогоомного (подуиза'явупзего АПП с «а г. , как легированного принеся»!, образущиш! глубоки* урон-га (для улучшим чистоте, структуротго совопсонстпа и тогт-стабилыюсти), тая и сподаалько ноли гиропал! того особо "'сотого" материала, полученного по спапигиьноЗ технологии.

Переход на нелегированный материал требует развития новых, болоо чувствительных методов контроля таких параметров как определение отклонения от стехиометрии с точностью ТО^атм.? и концотрапии глубоких уровней, связанных с Домовыми принести и собственными дефектами на уровне~

■ Фосаид галлия. Как широкозоншй полупроводник использует- ' ся в основном для.промышленного производства некогерентных источников свата, электролкшнесиентшдс диодов в зеленой п красной облаотях спектра. В последнее время научно-технический информа-циошшй поток, посвяцзнний изучению свойств легированных кристаллов, в особенности эштаксиальннх слоев ОвР розко возрос. Это связано с открывающимся перспективами использования структур: #

.. - в оптических каналах связи для передачи и обработки информации, где источник и приемник света соединены между собой оптической средой (оптрон). Предполагается, что по ряду пара-иотров-быстродейсТБие 10"®-1(Г®с, малые входные подлости .высокая светимость, перспективно использование излучаюцих р-п- и р-. 1-п-структур СлР и твевдих растворов на его основе;

"-для разработки элементной базы интегральной оптики: р- 1 --п-структур с 3 -образной вольт-амперной характеристикой, которые являются по сути элементарными функциональными схемами.

Для решения этих вопросов необходимо провести Фундаментальные исследования, направленные на изучение точечно-дефектной структуры слоев, полученных по различным технологиям,поиск способов очистки монокристаллов от Ценовых примесей, концентрация которых провисает

1ШЪ РАБОТЫ. В связи с излояеШшм выше представляется необходимым провести поиск возможностей дальнейшего расширения области практического применения объемных ристаллов и слоев на основе фосфида и арсенида галлия. В частности, такие возможности раскрываются .в случае создания фоточувствит&дьних приемников и преобразователей излучения. ультра|иолетовой и видимой области спектра. Разработка фотопдаемников на основе позволит

ряд задач оптоэлактроники, -например, проблему сргласова-. п темника в оптроне и тем семым резко повысить

'■""чоа приборов.

Вачсчость ятого гогпоса витоковт тагао ля остгюП нробходи-мостг подучшптя тигогополосных тгрясмияко» и пгообтюзопртелвГ.

1!ЗЛучеШ'Я ДЛЯ ПОЛНОЧНОЙ ЭЦСРГОТИЮ!, облодотт.ис СТаб''ЛМШТ!1 л роспро;'зро,т.'№»С1 характера ст:'.<:сп.а и пор^.'отг.тя! в продолах *олт.-

ЕО^ сор!''' '.!Х ИЗГОТОПЛСИПТЯ. ОЧОГСТДНО, ЧТО ОбРСПР'П'ТЬ СТГ Й'ЛЪНОСТЬ

м допусти^П рпэброс пар^мотров чсжго лпиь но базе промичтетпмх полупроволскошх мат°р!:плов, технология пзготовлетал ютовое строго контролируема и воспроизводимо. Поетпктоклач даль достигается:

- использованием эгттаксналмкх слоов .СнГ I! цаЛ?, получениях легаровапиек прилосями пвроход!шх ( Ке, Сг) и редкоземельных ( гь , т.ц , м , Зп) элементов в условиях про-мнилонного производства; ' ,

- проведением яошлвнених исследований оптических, лпги-носцентных и '[отоэлектрнческиххарактеристик для установления механизмов оптической гонпращш и рокомбинации порзвновосшос носителей заряда, структуры приносно-дефектных уровлоЯ в запрещенной зона и олродолшем из: параметров;

- изготовлением »¡чзторозисторшис го:.'о- п гетороструктур ;т Сг.г н я «л® -подлозы'лх, (Тюточупстпитальних в игроком спектральном пито рвало (0,3-0,9 мил), определенная пх работах пара-* метров и ойл.адт»Я практического использования для роглстротст и преобразования излучения.

НАУЧНАЯ Н0В1311А пелучегашх результатов заключается в слздутем: . ____.

- ОбИЗРуЗЯНО И Изучено ДОЯсТПКв ПРЯМОСОЙ р9ДЗ?ОЗОМОЛМЯ1Х ?ло-гантов (ПЗЭ) в зплтаксиальпых слоях с».? ., зокличаяаееся п нейтрализации фоновых донорннх примесей ( б , оо , ?<% ), что . приводит к снияоштю -концентрации равновесных носителей вплоть до инверсии типа проводимости;

- при легирования слоов г,«г примесят РЗЭ обнлрузепн »Кекти: увеличения <?оточувствитольности, роэгортоя аксяточ-

НОП ЛПМИИОСГШШМЯ, ДЛИННОВОЛНОВОГО СМСЭДПИЯ кэксинуяп СВОЧТП'Я,

обусловленного утгепъпегаом кошмитрагега рогомбл.чтглот'с-гпт'п-¡Ш* ПТОМПСвЙ - КОЛКИХ ДОНОРОВ И "глубОРЯХ ппгтров бпзиттучет'х'тг.-ной рекомбинации;

- впоряю покапено, что т^тр-чтурлая

« гркстчллпх и слоях , лчгароршншт ¡\ !• «■.

сгяэпт с участям» в протес?» р<1коубг.г<иг?.» узс—иЯ ¡¡"•.ттгя-.-л

основных носителей, спроделшм их энергетические поло^ешш;

- обнаружено коротковолновое смещайе максимума фоточув-стгдтсльиссти при утоньшении опптаксиалького сьР слад.

- на ссноваши; спектров фотопроводимости и цотсстимуяиро-вашюго снустоэлоктрического поверхностного напряжения установлена энергетическая структура уровне.'! в области пространственного заряда полуизодируюдос подлокег. cjrAs ( Сг ) и "чис-тих" эгштакскалышх слоев. Уточнена диаграмма уровней в запрещенной зоне при легировании хромом в связи с зарядовны состоянием, и концентрацией вводимой приноси;

- обнаружим структура нримасной• фотопроводимости в диапазона 0,6-1,2 оВ в высокосмних кристаллах и слоях а ар, де'гнровашшх железом, связанная с атомами ?е , находящимися в различном зарядовом состояши в решетке (Fe+î, Уе+2 ) ; определена энергетика уровней и схема злоктрошшх переходов;

- проведон теоретический и экспоримелташшй анализ процесса poKCfjdiiiiaiv"! в области высокого уровня возбугдоная -насыщения фототока в продельной оптической пер-ззарядки роком-бшгадаошшх уровней; продлохеш ноше мотоди оиределеши их-шщантрации ( эшггакспальше пленки cuis ).

. НРАКГИЧВСКАЯ ЦЕННОСТЬ "заключается:

- в установл-зюп'. принципиальной возыо;шост11 контролируемого и стабильного поникания концентрации фоновой примеси в эпи-гаксиалышх слоях. свр при их легировании прпыасяш переходных иэталлез. "Очистка" материалов приводит к увеличению сопротивлзшш ц фоточувстБИтельности слоев. Область споктраль-.ной чувствительности управляется толщиной слоя в диапазона 0,3-0,55 шы, что открывает перспективы разработки фоторезис-тивных двухцветных приемников излучения, а также фотонриемни-iîob,"слепых" к солнечному излучении ( Д<.0,5 шы);

. - детальное исследоваше фотозлектщчоскыс характеристик, газофазных эпитаксиальних "особо чистых" слоов Gais с низким фоном неконтролируемых приьысей ( < Ю^см) а прз-делышга вшшчинаш подвижности злоктроноз 1,2 -

1,5 105 cur/B.c при 77 К). Зти исслздобшмя позволяли установить возможность разрэботга на их основе'фоторозисгавыдх' широкополосных (0,25-0;9 ык.м) пг«еы1шков излучэния; .'

- установлении возыоиюсти практического применения изо-тапкых готоростдактур Zvu - в качества приемника и."

преобразователя ультрафиолетового излучения (0,3-0,45 ¡.пси), но требугоего охлаждения. По стабильности фотоэлектрических характеристик oiúí превосходят готореструктуры, разработанные па основе А^Б6."

НА ЗАЮГГУ ВШОСЯТСЯ ПОЛОЖИЛ:-

I. Введение в эпитаксиалышК слой прямосоЯ ГЗЭ ( уъ, Еч, lid , Gm ) приводит ионпдегсто конпептрашп глспггртссглх и рекомбинащошго-октияных примосвЯ, с чем связано: '

- понижение концентрации равиовос!Шх электронов и увеличено их иодиилности;

- инверсия типа проводимости;

- разгора!п:о эксктокной лвгдщссаонци; , ,

- длинноволновое скеценио максимума свочопия в донорнв-акцепторных парах;

' - фотйувствлогао в видимой и ультрафиолетовой областях спектра (0,4-0,55 «¡a).

2. В эплтаксиальких фоточувствительных слоях ОоАз реализуется энергетическая структура локальных уровней п объеме л на поверхности (области пространственного заряда), установленная по спектрам фотопроводимости и фотостпмулнровштсго поверхностного акусто-злогггрнчоского напряжения (поперечная акустоэдо ), которая содержит-уровни: Ес-0,6 эЗ ( зт+ 0,S ЭВ) - т.н. EL2 -центр«: Ег +.0,4 эВ - центры фоточувствитольнос-ти; Ес- 0,97, 1,03, 1,16 эВ - неконтролируемая птяыооь хрсмэ, прокикяпцая в слой npti oro эпитаксаолькон енразгакшея на_лс5ду— изолирующей АШ-подлсзко.

3. Летаровшшо голозои кристаллов и слоев ОпР о компенсацией мзтернала, пршзо^ст к паяалэшш. структура п¡лmocho-, го фотоэффекта: максимум npi 0,73 эВ, порога npi 0,95 я 1,35 интенсивность которого пролоршонал&нм глгспоктршгта вводимой в интервала Ю^^-10^5сц .Ссточуг;отвлголь:тссть (р-еппа) ограничена уроззетл прилипания основных пссктолэй ( Е„ +0,0 и к^ + 0,03 эЗ), шпывокетс ОДект температурной шггаяают Тото-

Г0КЗ< ^

4. Для прзктячзс-чого пепольэовення продлмлин 'JOTOiyBCT-вртолышо;фогорозистиа:ио я фстодподцно структур! но остго слоев caí » osis я Gej^jjiXjjie , а itwomto:

- нзотлшиз готороструктугУ п-2пО-п-а»г для'регистрация пхщония в ультрМяолгтовоп облпета спокттл {< 0,1 v:v).

- Жоторозисишшо элемента на основе газотаяшх эпитак-сиальннх слоев а»Ав широкой полосой регистрами излучения (0,25-0,9 ним).и параметрами: ампорваттная чувствительность >20 A/Bí, минимальная обнаруживаемая мощность < Ю~13Вт Гц' ;

- зыдашлю, что макскмум ^оточувстЕИтельности g»p (Уь) фото-рознсторов может tí«Tb управляемым в диапазоне толт'ной §оторе-зиститшого слоя 0,3-0,55 мкм.

. АП°ОГАН;!Я РАНУЛ!. Основные результата докладнвались: на XI Всесоюзной конференции по физике полупроводников, Киштнев, 1988р.; на кафедра общей физики ТТЛ, 1991 г.; в отделе полупроводников и твердотельной электроники СП! АН Туркменистана,IOSI, •1994 г,г...

ЩНИШШ- По материалам диссертации опубликовано 5 науч-iuix работ, список которых приведен в конце автореферата.

СТРУКТУРА И OübEU ЕИССЕРМЩ. Диссешацпонная работа состоит 513 введения, четнрех глав, порвне параграф котсрих обзор-lüia, выводов к главам, списка из 169 наименований литературных источников и изложена на 224 страницах. Содзретт 132 страницу машинописного текста, 70 рисунков, 6 таблиц. Рисунки и формула-пронумерована по главаг-f, а литература последовательно.

. ОСНОВНОЕ СОДИйШШ ДйССШАЩЛ

Во впадении дана общая характеристика работа: обоснована актуальность теш, формулирована цель диссертационной работа, научная новизна, практическая ценность и основные положит, ышоаи.ше на защиту. Приведена краткая аннотация диссертационной . работы, описана ее структура

Ь первой главе рассмотрена электрофизические, люминесцентные и фотоэлектрические характеристики эпитакеиальних слоев логированшх примесями редкоземельных элементов ( ïb , Eu , Sm , l«d ). Приводятся экспериментальные доказательства понижения концентрации iJohoeiix доноров с увеличением содержания редкоземельных элемонтов.

С целью установлош1Я спега.длиш введения редкоземельных элементов V процессе эпнтаксиального вг.ращившый, получение ро-зультати били сопоставлены с исследованиями с дендритных кристаллах Gap , легированных редкоземелышш оле!.;ецта:.:ч. :Ia cono-

ставлежя, используя современные данше, бил установлен факт улучшения параметров Gap , полученных эпптахсаалыаш спрашиванием при легировании редкоземельными элементами. Пщ легировании кристаллов Gaî неодимом^ самарием и европием наблюдается максимальный эффект "очистки" о? боковых примесей и для таких эпитаксиалышх слоев характерна наиболее, радиационная" стойкость излучательной рекомбинации.

На основании эксперщ.тонта и сопоставлении полученных результатов с известными дашас-и сделана семь научных предположений, объясняющих шомо характерные особенности поводе гая кристаллов оаР , легированных рэдкоземельшш элементам!.

Из изморэшй фотопроводимости и йоточувстштельности ЕЫ-ращенных слоев aup , легированных редкоземельными элемента'«, обнаружен и интерпретирован ряд новых четких переходов как в • области прямого, так и в области напрягли переходов в gpP. Уточнены величины энергии вышеуказанных переходов. Обнаружен зс№окт тергя!ческой активации фототока, связанный с прилипанием неравновесных носителей заряда.

Введение примесей редкоземельных элементов приводит к увеличению ¡Тюточузствктельности слоев ubî в видимой и. ультрафиолетовой областях спектра.

Во второй главе приводит результаты фотоэлектрической и акустической спектроскопии глубоких уровней в пелуизолнрувдих кристаллах и эпитахеи&тышх слоях Ceia.

Проведен анализ рекоибинационлой модели. Экспериментально полученные дашше оптического поглощения были ерзвнены с теоретическими положения!.« • примесей переходных металлов ( v , Or , Мп , Fе , ос ,.tii ) в Gais, получено удовлетворительное согласно с экспериментом. С по:.то:цью метода исстпцмаарнсй омкоот-ноК спектроскопии глубоких уроиюй онроделены 6 элсктрошшх и 5 дырочных уровней в запрещенной зоне Guis. Получено Su = (0,8-2) Ю-12 см2 и зр= I0~I3cu2, что типично для захвата неравновесных носителей заряда в приягивавдем куло-новском поле, т.;;.ьц > sp. Установлено, что вреда гизни неравновесных носителей заряда а пределах 0,1-3 мне изменяется обратно пропорционально концентрации примесей в запрещенной зоне. Из измерений фотоэлектрической спектроскопии глубо-М!х уровней, в частности сг , усгапоачоно, что фототок пра собственном возбуздешш во всем диапазоне температур падает с

ростом содоряания хрома. Зависимость Лр=г(1Д) имеет немонотонный характер. В образцах с малым содержанием Сг наблюдается участок температуркой активации фототога (Т? 250 К) с энергией процесса Ес=0,П эВ. Подобная активация обычно связы-вгется с термическим опустоаешем уровней прилипания для электронов, неравновесно Заполненных носителям! хвостов при освещении. Предложены схемы переходов, позволяющих обменить "плавающую" от кристалла к кристаллу форму спектральных кривых фотопро водамости, а также схематическое изображение пространственного расположения враиасой хрома и доноров при 1« ' = 10^см~^в реальных масштабах. Из измерений спектров фотостицулированного акустоэлектричсского напряжения в эпитакспалышх слоях свАз установлено, что во всем спектральном диапазоне (0,5-2 зБ)знак фот о стимулированного * акустоэлектрического напряжэния-электро.ч-иый п совпадает со знаком темпового сигнала £¿3«; проявляется два розках подъема (кИ дяя /;?< 0,6-0,7 эВ и 1,2эВ. Коротковолновый подъем связан с возбуждением собственной фо- • топроводимости. Максимум Ив.к1Ь\>1 • достигается при АЛ» = 1,42-1,43 эВ, что несколько меньше спршш запрещенной зош оаАз при 80 К. На длинноволновом крае собственного фотостимулнрован-ного афотического напряжения наблвдаотся плечо примесного фотоэффекта при »> '> 1,2 эВ, В центральной части спектра регистрируются солоктив!ше полоси при /л>л.=0,72; 0,86; 1,0-1,05 эВ.

В области высоких тег.тератур резко возрастает интенсивность Фотостацулированного акустического -капряжежш в примесной области спектра 0,6-1,2 эВ; возникает острый максимум сигнала при })$= 1,25-1,27 эВ; минимум собствонного сигнала фотостимулиро-вашого акустического напряжения сметается в длинноволновую область, величина ¡ц) ■= 1,42 яВ ухе совпадает с величиной сьАб ; для энергия, кванта света Ь\)< 0,6 эВ сигнал фотости-мулировашюге еретического нспржогкя становится маньво том-нового: т.е. фотодсбаака < и'гл.

Вшзоуказашшо особенности фотосткмулироЕанного акустического кадряяошш объяснены на основе современного представления теории с.предлсконисм схеш электронных переходов при примесном оптичоском возбугдогеш изолирован!шх и ассоциированных цонтров свечения и рокомбянаиш«

В тгютьей главе продставлоны результата исследований процессов оптической генерация и захвата норавновоегшх носителей

в объемных кристаллах згштаксигдышх слоях СгР , легированных железом. Максимум фотопроводимости кристаллов легированных делезом соответствует зона-зонному переходу. Резкое падение фотопроводимости npi/i<0,5 иш определяется краем поглощения на прямом переходе. В длинноволновой области оптического поглощения наблэдаотся ряд примесных полос фотопроводглюсти с' максимумом при Л = I мим и 1,75 пм.:, связанных с различии* состоянием железа-в фосфиде галлия.

В кристаллах GuP р-тлпа/'лэгпрогаишх Fe » наблвдгют-ся две полосы поглоценкя в спектральном интервале 0,7-1,2 эВ и 1,2-2,2 эВ. Сопоставление зкслорамептальшх даншх по оптическому поглощении с тс-оретичесю-м расчетом показало удовлетворительное совпадение экспериментальных и теоретических кршзас для коротковолновой; области, полосы (I~,3 < h0< 2,2 эВ). Удовлетворительное соелэдониЬ те.орю; с расчете:.: для все;: полоса получается для аарядкссти г-ю ( цВ-иалоса) и z= -I (Л.В-полоса). Пра£ = 0 сочеппе' b'.jr описывается моделью Лу-ковского.- Оцененное сечение захвата для' кристаллов . с tir,e 2.10^е см"3 составляет 1С"17 см2. Спенонная

из наклона 1.- Ут = (1Д) опертая термической активацш глубоких; уровней составляет 0,14 и 0,27 ob. ;Jo:xho предположить,что сильно компенсированные акцептор»; при освешти С или термическом возбуждении) играют роль дырочнлх ловушк - t-уровней прилипания. Приведении!, расчет с учетом yponneil 0,14 и 0,2 эВ подтверащзпт вышеуказанное'предположение.

С учетом спектров оптического поглоцешш, фотопроводимости и фотолюминесценции, установлено, что легирование Cad : Fe ведет к образованию уровня железа Fс -1,7 эВ с конфигурацией 3 как примесь замощения. Излучение с ко =jr55 _

1,65 эВ возникает npiï меллримосных переходах. Захват свободной дирки на основное состояние ведет к существенному увеличении времени Тр и фот©чувствительности высокосцного материала. Паюса сеочошш 1ч>„ 0,9 эВ связана с уровней Fe-'2 зарадности "-Iя. Токио уровт; возникают при введения Fe в кристалле п-гина, содоркгцсм достаточно бс.гьшоз количество фоновой донорной' примеси. При больпзг концентрациях ув создаст уровне состояния ?«+} , затем ypasis шге-дуузельного железа и, наконец, спо¡эпическую эцэдгетику ув-кластеров в СвР . игращих роль интенсивного йозизлугстель-

ного канала рекомбинации.

На оснсве экспериментальных данных и расчетов предложены схемы энергетичеспк уровней и электронных переходов fc В GsP. »

В четвертой глзво описаны основные характеристики и ра-бочло параметр;; фоторезпетавных и фотодаодных слоев и структур на основа этштаксиалымх слоев Gap и Geis.

Темповые и световио водьтамаорнае характеристики даод-Iах структур имеют типичный вид для вентильного фотоэлемента. Оототок npsi обратном включении и прямых напряжегиях О.С-1,2 В практически но зависит от напряжения. Величина безразмерного коэффициента cri, 8-2,6 при 300 К. Максимум спектральной фо~ точувствительности структур расположен в ультрафиолетовой области спектра с максимумом Я= 0,44 мкм при 300 К. Были исследованы такке вреыешшо характеристики. Возникновение и развитие с точением времени дликновременной релаксации свидетельствует о возрастает вклада полевых неоднородностей на геторо-граница. Сопротивление образцов С слоев) , вырайонных из раствора-расплава с содержанием Fe менее 0,15/5 по массе,составляло I0-IC0 Ом. С увеличением содержания яолеза в расплаве сопротивление возрастало до значений 10^- ю' Ом, т.е. образцы представляли собой савдвич-структуру типа р - i - Е или n-1-n. Емкость таких структур но зависит от внешнего напряжетш.

По спектра*'5 возбуждения лзклшзеовншк и методам косого шлифа установлено, что в излучательшх GrP -доходах ¡K3Kh¡i квантовый выход свечения ( < 0,05$) связан с "неблагопрнят-кгм" концентравдоннкм профилем центров свечения ( "по -комплексы), резко сяадаотш по supo приближения к области шпхвк-1317. носителей заряда.

КссЛеДОВШКЛ показали, ЧТО фотсчувствительность п-СеАе-р Р - Allotsструктур определяется поглощением в варнзошгсм слое ^х3'!-^0 и подложке.

ЗАКЛЮЧЕНА

Па основания проведенных исследований мслут быть сделаны следующие шгволы:

I. Введете лрпмосп редкоземельных элементов при эпитет

сильном выращивании Gap слоев приводя?:

а) к сщшэнив концентрации равновесных носителей заряда от ЗЛО 17 см-3 до Ю15 см-3 ( s, Se, Те ).

б) увеличению квантового выхода фотолшщ1осц9нции;появлешш дополнительной полосы в спектральной области 1,2-2 эВ.

2. При больших уровнях легирования РЗЗ(о,01 атм % для Уб и 0,6 атм % для Ео) происходит инверсия типа проводимости .

( а-р ), и концентрация ионизированных акцепторов лехит в пре делах 2-5.1016 см-3. .

3. При высоких уровнях легирования (иггербиЛ) квантовый выход фотолюминесценции увеличивается, появляются дополните--:,. ные полосы в спектральной области 1,2-2,0 эВ, связанные с плексами собственных дефектов л примесей.

4. Температурная активация фототока, в слоях с«р (Уft связана с прилипанием неравновесных носителей на кампенс: п^ан« ные мелкие донорные уровни фоновых примесой.

5. Проведен теоретически!! анализ рэкомбинаццонпой мо^елл з;за полупроводника с малым содержанием рекомбинащошшх урое;;о;д а запрещенной зоне. Аналитический выражения сопоставлонг с пкап-риментачьныш зависимости Фотопроводимости при ее <л-Д1Щошзр-ном и импульсном лазерном возбуждении.

6. ПредлоЕона схема уровней, связанных с хромом г Огд0 , ■ которая учитывает взаимодействие атомов с фоношш. нрккооалц

в материале подложи.

7. В GeP обнаружены полосы поглощения обуслоглошше nrti~ MecbuFe при Q,7-I,2 эВ и /ii =1,4 эВ, покаэ-.на зависимость их от содерсшшя Fe.

8. В Get обнаружена зависимость Лотолюгяшесцеот::! от содержания примесей Fe. .

9. Изучена врзметщя стабильность параметров гетеропереходов ZnO-GaP при их световом и температурном нэгпукоши.

Основные результаты диссертации опубликованы

в следующих работах: *

1. В.А.Касатюш, А.В.Любченко, В.'Г.Макаренко, А.Аннаев, Н»С.Цэл5ш;ева. Изменение примесного фона в фосфиде галлия при jionipoEoiffui редкоземолышми элементами. Укр.ф.из.журнач, IS87, Т,32, JS II, C.I72I-I725.

2. Я.Агаев, Г.Гаряхдаев, А.Аннаев, В.Г.Макаренко. Фотоэлектрические и люминесцентные свойства легированных кристаллов Gay . Изв. АН ТССР, сер.фаз.-техн.,хим. и геол. наук, 1987, )i 2, с.81-62.

3. Я.Агаев, Г.Гаряхдаев, Е.В.Братан, А.М.Демчонко, А.Аннаев. Сотоолоктрическпо и люшюсцентнне свойства готерострук-тур n-Gti3-p-AlxGs.I_:tA3. Изв. АН ТССР, сер.фцз.-техн., хим, и геол. наук, IS87, Ъ 4, с.87-89.

4. В.й.Грииь, Г.Гарягднев, Л Д.Ивановский,. А.Аннаев. Деградация параметров фоточувсгвигедышх п ультрафиолетовых областей спостра г ет ероструктур Zao - grp. Цурнал оптоэлек-трошка и полупроводниковая техника. Изд-во Ин-та полупроводников АН УССР, 1968, Я 14, с.53-58.

5. £.В.Любчзяко, И.Б.ЬЗарончук, А.И.Ювдс, МД.Лубякная, А.Аннаев. Спектроскопия электронных состояний ОПЗ в зпи-таксиаиьных слоях Oais 'методом фотостимулированного поверхностного акустического напряжения. Мат-ды XI Вс.конф. по физике полупроводников. Кшгшев, 1988, с.312-313.

И Б Т И Д В

Диссертиртда заявят гечилижиликлн металлао ее сейгея дул гелйэн элементлео билеи легнрленоя ве пресса («/' (;ъh пгмм гечиггл-im и о. т алл гдалдаоптики гелепацич пе пекоибияяцир мех ян мани евпв-ннлди. Иу (гпистелляок! хсяметпсаплайш олектпофизиклсы, сптикпсы» яянинесцешргосм ве фотоэлептпих хосяетлвди дугли дяпкн /темпглптугя. сехле, электрик меДцаиы во я.м,/ тосирлегдо олченидди. СеПоэк дуз гелПзн элементлео билвч легирленевдо ЬиР, теистздлаш-п'да гзу

эЗфектлео ачзклеккдды:

- денег) гяп:.:идкларъиьп{ ion конце;:трпц:!яскныц найтпяллят&агч;

- донор концечтпа^чеинын 'кемзямеги вэ агеиептоп гечипнадлиге гечиеги;

• - сохло ептоагы;

- икям! дспе^эдми вохлеленмант], улы толкун узьгняыг'а суйгмеги.

Пу мат2т5иаллЕгш; эспскйда сохла дуПта гомо ве гетег>оструятупп-_ дар псаддн. Ояевнн изхда дув^иня облястыгпл^ толкун узынлнги 0,3 -0,9 т'гг» гэаягтдэдно. Уувдпн балга-да олздшя техники хзеиетдепи хем тгесгитлаии.