Рекомбинационные процессы в структурах на основе твердого раствора InGaN тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Потанахина Любовь Николаевна

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА InGaN

специальность 01.04.10 «Физика полупроводников»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ульяновск, 2006

Работа выполнена на кафедре радиофизики и электроники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет

Научный руководитель:

д.ф.-м.н., профессор Грушко Наталия Сергеевна

Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н., профессор, действительный член РАЕН Георгобиани Анатолий Неофитович

д.ф.-м.н., профессор

Самохвалов Михаил Константинович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Самарский государственный университет

Защита состоится 15 декабря 2006 года в 12°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.278.01 при Ульяновском государственном университете по адресу: ул. Университетская набережная, 1, ауд.703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета.

Автореферат разослан «_»_2006 г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 432000, г.Ульяновск, ул. Л. Толстого, д. 42, УлГУ, Управление научных исследований

Ученый секретарь диссертационного совета к.ф.-м.н., доцент

Сабитов О.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы .:

Излучающие гетероструктуры с квантовыми ямами, изготовленные на основе полупроводников типа являются предметом интенсивного исследования. Интерес к многослойным структурам на основе (ЗаЫ связан с возможностью получить с помощью светодиодов три основные цвета, которые используются в светофорах, экранах и табло. На основе структур АЮаМЛпСаМ/СаЫ с тонким активным слоем из 1п(ЗаК созданы светодиоды для коротковолновой (фиолетовой, голубой, зеленой) части видимого спектра с внешним квантовым выходом до 25%. Светодиоды синего свечения на основе 1пОа2Ч используются как основа при создании светодиода белого свечения.

Связи атомов металлов с N в гексагональной решетке типа АШВУ сильнее, чем связи с Ах или Р в кубической решетке. Поэтому образование дефектов в идеальной решетке нитридов менее вероятно, чем в решетке арсенидов или фосфидов. Приборы из нитридов должны быть, в перспективе разработок, более долговечными. Реальное положение дел определяется дефектами в (5аМ-структурах. Но даже сейчас срок службы светодиодов на основе ваИ оценивается как >105 часов.

Большие значения ширины запрещенной зоны, напряжения пробоя и ряд других особенностей системы АШЫ позволяет рассчитывать на создание транзисторов с параметрами, превосходящими достижимые в структурах на основе АШВУ. Изменения электронного потенциала и энергий формирования дефектов, вызванные внутренними полями в структурах на основе СаЫ, приводят к высокой плотности двумерного электронного газа, что позволило создать мощные полевые транзисторы с близкими к транзисторам на основе СаАэ характеристиками. Благодаря однодсшинной структуре нижней зоны проводимости нитрид-ные структуры АКМЫЛпСаЫ/СаМ могут создать конкуренцию материалам СаАз/АЮаАБ в приборах с поперечным транспортом.

Несмотря на то, что структуры на основе 1п<ЗаК получили уже широкое распространение не только в технике, но и в быту, механизмы рекомбинации в светодиодах на основе сложных гетероструктур типа 1пОа№СаЫ с квантовыми ямами остаются недостаточно изученными, несмотря на успехи технических разработок.

Из приведенных отраслей использования Ш-нитридов и их физических особенностей следует, что проведение исследований, направленных на изучение механизмов, ответственных за формирование электрических и электролюминесцентных характеристик светодиодной структуры на основе 1п(ЗаК, является актуальным. В представленной диссертационной работе разработаны методы определения параметров уровней, участвующих в создании ре-комбинационного потока, на основе анализа зависимости приведенной скорости рекомбинации от напряжения с учетом туннелирования. Предложенный метод позволил определить энергию и коэффициент захвата уровней в структурах с квантовыми ямами на основе АЮаКЛпСаЫ/СаМ, 1пСа1Ч/СгаМ и ГпСаН^С.

Цель работы;

Изучение механизмов, определяющих излучательные и безызлучательные рекомбинационные процессы, а также формирующих прямые вольт-амперные характеристики (ВАХ) светодиодов с квантовыми ямами на основе твердого раствора 1пСаЫ; разработка физических принципов диагностики исследуемых структур на основе ГлСтаТ^/СаМ

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование механизмов, формирующих ^ туннельно-рекомбинационные токи структур на основе твердого раствора 1п(ЗаЬГ.

2. Разработка метода определения параметров рекомбинационных уровней на основе анализа зависимости приведенной скорости рекомбинации от

напряжения Кпр : - /(£/) с учетом туннелирования и выводов обобщенной

модели рекомбинации.

3. Экспериментальное исследование электрических и электролюминесцентных характеристик структур на основе 1пОаМ/ОаЫ. Определение параметров изучаемых структур и рекомбинационных уровней в них.

Научная новизна:

1. Показано, что на основе обобщенной модели рекомбинации и учете процессов туинелирования можно описать зависимость туннельного тока от напряжения для случая — структур с квантовыми ямами.

2. Разработаны физико-математические модели новых методов определения параметров уровней (энергии и коэффициентов захвата электронов и дырок), участвующих в формировании рекомбинационного потока, на основе анализа зависимости Я^ = /(и) с учетом туннелирования.

3. Определены параметры глубоких центров с помощью предлагаемых в работе методов и методами емкостной спектроскопии. Доказана достоверность разработанных методов. Установлена зависимость сечения захвата от степени заполнения как квантовой ямы, так и самого уровня.

4. Определены параметры потенциальных барьеров квантовых ям (высота и ширина) структуры АЮа1^/1пОаМЛЗаМ. Рассчитан коэффициент пропускания структуры без учета электрического поля и с учетом внешнего и внутреннего полей. По коэффициенту пропускания определены энергия уровней в квантовой яме, сдвиг максимумов коэффициента пропускания под действием внешнего напряжения смещения.

Практическая значимость:

1. Теоретически обоснован и экспериментально проверен на структурах АЮаМ1пОаЫ/ОаК[, [пСаЫ/^С, ¡пОаЫЛЗаН метод определения параметров уровней (энергии и коэффициента захвата), участвующих в создании рекомбинационного потока, и процесса туннелирования из зависимостей П„р = /(и),

2. Предложен способ определения напряжения отсечки исследуемой структуры с учетом компенсированного слоя и линейного распределения примеси.

Определен градиент легирующей примеси, оценена ширина компенсированного слоя.

3. Определен характер зависимости подвижности носителей заряда структуры 1пСаК/СаЫ от прикладываемого напряжения и температуры. Расчеты показали, что приборы на основе 1пОаК/ОаК будут обладать подвижностью, не зависящей от приложенного напряжения (участок насыщения на зависимости ц = /(£/)), в определешюм диапазоне напряжения смещения.

4. Установлено, что в отличие от структур на основе 1пСаМ/8Ю с модулированным легированием, температурное гашише интенсивности излучения структур на основе 1пОаЫ/ОаЫ наблюдается в области высоких температур (Г £ 243 К). При этом интенсивность излучения при комнатной температуре превосходит интенсивность излучения при азотных температурах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обобщенная рекомбинационная теория описывает туннельно-рекомбинационные процессы в исследуемых структурах с квантовыми ямами. Предложенные методы на ее основе позволяют вычислить параметры реком-бинационных уровней (энергия, коэффициент захвата), которые согласуются с результатами независимых экспериментов.

2. Основным механизмом токопереноса в гетероструктурах 1пСаКЛЗаЫ является туннелыю-рекомбинационный процесс. Зависимость энергии активации тока от напряжения на структуре согласуется с характером изменения плотности состояний вблизи уровня Ферми и длины прыжка при росте внешнего напряжения смещения.

3. Комплексный анализ емкостных и вольт-амперных характеристик и разработанные в работе методики позволяют определить ряд важных параметров структур с квантовыми ямами: контактная разность потенциалов, ширина компенсированного слоя, градиент легирующей примеси, высота потенциального барьера, подвижность, профиль легирования, коэффициент пропускания, энергии уровней в квшгговой яме.

4. Температурные зависимости энергетического положения и интенсивности максимумов спектра излучения исследуемой структуры обусловлены особенностями рекомбинационных процессов в квантовой яме InGaN и широкозонном слое GaN.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на следующих конференциях: Аморфные и микрокристаллические полупроводники г. С.-Петербург (2004, 2006), Международная конференция «Оптика, опто-электроника и технологии», (г.Ульяновск, 2003, 2005, 2006), Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (г. Санкт-Петербург, 2004, 2005), ВНКСФ - 11 (г. Екатеринбург, 2005).

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов обеспечена проведением измерений по апробированным методикам на автоматизированных информационных комплексах, укомплектованных новой аттестованной измерительной аппаратурой, согласием экспериментальных результатов и теоретических моделей, развитых в ходе работы, согласием основных результатов, полученных в работе, с данными других исследователей.

Личное участие автора. В диссертационной работе изложены результаты полученные как лично автором, так и в соавторстве. Все экспериментальные результаты работы, расчеты и обработка результатов получены и выполнены автором самостоятельно. Научным руководителем оказана помощь в интерпретации экспериментов и разработке модели.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 10 статей (7 статей в журналах из списка ВАК) и 10 докладов, опубликованных в сборниках трудов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы, изложена на 144 листах, содержит 47 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 96 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В главе 1 диссертации проведен обзор литературы по электрическим и оптическим характеристикам гетероструктур из нитрида галлия и его твердых растворов. На основе проведешюго анализа сделан вывод об актуальности темы диссертации и поставлены задачи исследования.

В главе 2 проводится анализ рекомбинационного процесса в структурах, где основным механизмом токопереноса является туннелирование, с целью определения параметров уровней, участвующих в создании рекомбинационного потока. Для определения параметров уровней исследовалась зависимость приведенной скорости рекомбинации от напряжения Кпр = /(и), рассчитанная

" сяс,("(и)+Ми) + Л)■+■ (ФЬп,)+ср(р(и)+ л)]

Возможно два случая:

1. На зависимости Я„р = /(и) можно выделить максимум, положение которого использовалось для определения параметров уровней. Наличие максимума на зависимости Н„р = /(и) наблюдалось у структур на основе АЮа1<Г/1пОаКГ/Са1чГ, МаКТ^С.

Считаем, что коэффициент захвата электронов рассматриваемого уровня равен коэффициенту захвата дырок с„ = с„ = с, и выполняется условие

по [2]:

Я

1г(иХик-и)

а>М»с„п1,срр1, р, « щ,^ >:> 1 (2)- Тогда из выражения (1), вводя новую переменную х, получаем выражение (3), коэффициенты которого связаны с параметрами уровня, участвующего в создании рекомбинационного потока.

К,= г "I . (3)

(4)

"¡С

Коэффициент </ находится из условия максимума приведенной скорости рекомбинации (1 — . Выбирая две точки на зависимости ч„р{и) вблизи макси-

г + &г, +с/1

мума, получаем уравнение для нахождения Ь: К

хДс*

■ +Ьх,+(1

Зная Ь и а, из (5) определяем отношение щ/п,:

п, 2

Зная отношение У можно определить коэффициент захвата и положение уровня:

сот

С=^Г (6)'

Е' =_*Пп(^г] (7)-

Описанный выше метод анализа зависимости /?„,,({/) позволяет определить коэффициент захвата уровня и его положение относительно дна зоны проводимости или валентной зоны (в зависимости от типа материала).

Установлено, что у структуры АЮаЫЛпСаЫ/ОаЫ максимуму зависимости приведенной скорости рекомбинации от напряжения соответствует уровень с энергией 1.65 эВ и коэффициентом захвата 5-10~7 см3/с.

Энергии активации, определенные из максимума = /(£/)для структуры ЫСаИ^С с модулированным легированием и квантовой ямой, составляют Ет эВ: 0.02; 0.26; 0.33; 0.37.

Уровни с такими же энергиями были обнаружены и на зависимости производной дифференциального показателя наклона ВАХ для этих структур.

2. Зависимость Япр = /(и) имеет вид Япр ~ ехр(- аи), что наблюдалось для структур на основе 1пОаЫ/СаЫ.

Для описания этой зависимости с помощью обобщенной модели рекомбинации предполагаем, что скорость рекомбинации одинакова во всех точках области пространственного заряда и равна максимальной, т. е. из условия дЯ^/ди = 0 получаем равенство (8):

с„срп,2 ехр^] =с„срп^Р) + соКс„п1 + Шсррх (8).

Считаем, что выполняется условие соЫ»с,п{,срр1, схр^^^»! (9), тогда

зависимость приведенной скорости рекомбинации от напряжения описывается выражением (10)

аЫ1^7

т ' ' -ч 4 (10).

В зависимости от приложенного напряжения меняются условия заполнения центров. Возможно два случая:

1. Процесс рекомбинации ограничен рекомбинацией в КЯ

^с„срп, « (11). тогда зависимость приведенной скорости рекомби-

нации от напряжения описывается выражением (12):

2соМ =~Т~ и -1'

При увеличении напряжения на образце возрастает доля делокализован-пых носителей заряда, т. е. растет количество ионизованных глубоких центров. Следовательно, Я„р растет с ростом напряжения на образце.

2. Процесс рекомбинации ограничен туннелированием в квантовую яму

ф„ср п, ехр^] » а>Ы (13), тогда выражение (10) примет вид

4 " ' \2kTj

В работе [1] показано, что вероятность туннелирования в структурах с квантовыми ямами описывается выражением ©(£/)= &„ ехр(уи)п„ (15), где п,,,-концентрация носителей заряду создающих туннельный поток, юа - постоянная. Учитывая, что в выражении (1) используется вероятность туннелирования, отнесенная к единичной концентрации состояний Ы, по которым идет перенос, выражение (14) принимает вид (16)

Пренебрегая степенной зависимостью N(1!) по сравнению с экспонентой,

получаем, что выражение (16) имеет вид ~ехр(-аи) если а следо-

2 кТ

вательно, описывает зависимости = /(и) структуры на основе 1пСа№ОаМ. Выражение (16) позволяет определить параметр у, характеризующий вероятность туннелирования.

Зависимость Япр = /(С/) (16) можно использовать для определения параметров уровней, участвующих в создании рекомбинационного потока. Для этого необходимо перейти от зависимости К^ от напряжения при фиксированной температуре к зависимости от температуры при фиксированном напряжении па образце. При этом необходимо учитывать температурные зависимости концентрации собственных носителей заряда и концентрации носителей заряда, участвующих в создании туннельного потока. Тогда выражение (16) принимает вид (17):

Зависимость (17) можно использовать для определения характеристической энергии туннельного процесса в исследуемой структуре (18):

£„ = Е* +к/(т)и - ¡а:ф (18), где О - угол наклона зависимости

1"(/?ч>)= /О/Г) при фиксированном напряжении на образце (для исследуемой структуры Яя(о) = 3.50э3, х= 4.8*ю-,1/К). При определении Е„ необходимо

учитывать температурную зависимость коэффициента у: у = /(УТ)=-у + Ь

(а = 245.36 В'1К, 6 = 6.63 В'1). Тогда выражение (18) принимает вид:

Еа = -каи-^О (18 а).

С другой стороны, зависимость И„р = /(?/) описывается выражением (16),

которое имеет вид (и) = /?0 ехр^/С - . где

= ^^ /^ехГ£Л0)_О Значение ^ при каждой

2я, 2,/ад \2кТ кт)К ' * ^

температуре определялось по пересечению с осью ординат при (7 = 0.

Зависимость (19) можно использовать для определения характеристической энергии тушильного процесса в исследуемой структуре:

Е„ = —(20), где Д - угол наклона зависимости 1п(д0)=/(1/г).

По тангенсу наклона зависимости 1п(л0)= /(1/г) определено энергетическое положение групп состояний, участвующих в создании туннельного потока: Еа =0.19 эВ. В главе 5 будет показано, что на спектрах БЬТБ и производной термостимулированной емкости проявляется уровень с энергией 0.2 эВ.

Таким образом, обобщенная генерационно-рекомбинационная теория хорошо описывает рекомбинациоиные процессы в исследуемых структурах, позволяет создать математические модели и вычислить параметры рекомбинаци-онных уровней, которые согласуются с результатами независимых экспериментов.

В этой главе также определены параметры потенциальных барьеров исследуемой структуры на основе АЮаМЛпОаМЛЗаК. С ростом температуры на-

блюдается уменьшение высоты второго барьера, высота первого барьера не меняется с изменением температуры.

Рассчитан коэффициент пропускания этой структуры с учетом и без учета электрических полей. Без учета электрического поля наблюдается 3 максимума коэффициента пропускания, которым соответствуют уровни в квантовой яме с энергиями: 0.024 эВ; 0.075 эВ; 0.162 эВ. При учете электрического поля число уровней в квантовой яме уменьшается (два максимума коэффициента пропускания, которым соответствуют уровни с энергиями 0.04 и 0.14 эВ), что объясняется эффектом Штарка. С приложением внешнего напряжения наблюдается сдвиг максимумов коэффициента пропускания и изменение их амплитуды.

В третьей главе исследовались электрические характеристики светодиодов фиолетового свечения, изготовленные на основе гетероструктуры ЫСаМ/ваН Исследуемая гетероструктура и-ОаМ/1пОаМ//>ОаК выращивалась методом газофазной эпитаксии го металлорганических соединений и состоит из трех пар слоев 1пОаМОаЫ, выращенных при 650°С на высокотемпературном ОаЫ толщиной 0.5 мкм. Барьеры ваИ легировались 81. Активная область структуры заращивалась слоем Оа"КГ:М§. По методике [3] определено процентное содержите 1п в твердом растворе 1пОаЫ — 11%.

.Для определения концентрационного профиля легирующей примеси были проведены емкостные измерения. Из них получено распределение эффективной концентрации легирующей примеси в области пространственного заряда. Установлено, что зависимость барьерной емкости от приложенного напряжения в координатах С'3 = /(С/) линейна, напряжение отсечки составляет 3.58-^3.61 В. Эта величина превышает значение ширины запрещенной зоны ГпСаТЧ, что указывает на наличие компенсированных слоев в исследуемой структуре. Предложен способ определения напряжения отсечки исследуемой структуры с учетом компенсированного слоя и линейного распределения при-

меси. Определен градиент легирующей примеси, ширина компенсированного слоя L.

Для каждого образца были проведены измерения температурных зависимостей прямых ВАХ при напряжении смещения U от 1 до 4,5 В в диапазоне температур Т от 129 до 353 К через интервалы в 10 К. По температурной зависимости ВАХ рассчитывались зависимости энергии активации тока Еа от напряжения на диоде для каждого образца.

В результате исследований установлено:

1. Основной мехашгзм токопереноса в исследуемых структурах - прыжковая проводимость с участием туннелирования. Экспериментальные точки в координатах Morra 1п/ = /(У'~14) хорошо ложатся на прямую, т. е. выполняется закон Мотта. При этом на зависимости 1п/ = /(Г~'/4) можно выделить два наклона в диапазоне температур 129-5-213 К и 213+363 К, что может свидетельствовать о наличии двух групп состояний вблизи уровня Ферми с разной энергией активации прыжков и разной плотностью. Энергия активации тока меньше -qU)¡2 для исследуемого образца при напряжениях U<3 В, следовательно, основной механтм токопереноса — туннелирование [4]. В процессе токопереноса участвуют носители заряда, расположенные вблизи уровня Ферми, поэтому уменьшение плотности состояний вблизи уровня Ферми g(/u) приводит к увеличению расстояния между соседними локализованными состояниями, а следовательно, и к увеличению длины прыжка. Увеличение длины прыжка приводит в свою очередь к увеличению энергии, необходимой носителю заряда для перехода в следующее локализованное состояние, а следовательно, к увеличению энергии активации процесса токопереноса.

Таким образом показано, что основным механизмом токопереноса в гете-роструктурах InGaN/GaN является туннелирование с участием прыжковой проводимости. Зависимость энергии активации тока от напряжения на структуре согласуется с характером изменения плотности состояний вблизи уровня Ферми при росте напряжения смещения.

2. Рассчитана подвижность носителей заряда для структур на основе 1п-ОаЫ/СаЫ. В области напряже1шй до 3 В наблюдается увеличение подвижности носителей заряда с ростом напряжения как для образца № 1, так и для образца №10, при этом она проходит участки насыщения. Участок насыщения подвижности может быть связан с участком минимума плотности состояний вблизи уровня Ферми. Увеличение подвижности в области напряжения ((7 >2 В) для образца №10 можно объяснить зависимостью времени жизни и концентрации свободных носителей от и.

3. Из вольт-фарадных характеристик и температурных зависимостей прямых ВАХ исследуемой структуры установлено наличие двух групп локализованных состояний. Оценена характерная плотность состояний интерфейса.

4. Показано, что из выражения для туннельного тока, полученного из обобщенной модели рекомбинации с учетом туннелирования при соМ » с„п,, срр,, следует частный случай — зависимость туннельного тока от напряжения в структурах с квантовыми ямами [1]. Из обобщенной модели рекомбинации с учетом (10) получаем следующее выражение для тока при прямом напряжении смещения:

Возможно два случая:

п, ехр »юЫ, когда процесс рекомбинации ограничен

туннелированием. Тогда зависимость тока от напряжения с учетом

кТ

(15, 21) принимает вид 1Г =———Sd(u)(¡>tlnvNexp{r,J) (22). Это выра-

жение для туннельного тока, полученного из обобщенной модели рекомбинации, согласуется с выражением для туннельного тока, полученного в работе [1] при учете наличия барьеров и квантовой ямы в структуре АЮаН/ТпСаЫ/СаЫ.

— л]спсР п( схр^-—^-^ « соЫ, когда процесс рекомбинации ограничен скоростью рекомбинации в квантовой яме. Тогда ток может быть представлен в виде 1Г =—У((/)^с„ср п,Ы схр( 1.

Таким образом, показано, что с помощью обобщенной модели рекомбинации при учете процесса туннелирования можно описать зависимость туннельного тока от напряжения для частного случая — стр)>ктур с квантовыми ямами (22).

5. ВАХ в полулогарифмическом масштабе имеют линейный участок в диапазоне напряжений {/=2.2-К? В. Туннельный ток при прямом напряжении смещения описывается выражением (22). С учетом температурной зависимости концентрации носителей заряда пх, участвующих в создании туннельного потока, ВАХ структуры описывается соотношением 7, = /0 ехр(Л и) (23), где А -

параметр, /0 - ток насыщения, /0 = ц ехр^— ^ (24).

На зависимости 1п/0 = /(1/Т) можно выделить два наклона в диапазоне температур 129-5-213 К и 213-5-363 К, что свидетельствует о наличии двух групп состояний в структуре, принимающих участие в создании туннельного потока. По тангенсу наклона этих прямых можно определить энергетическое положение этих групп состояний: Ет —Е, = (25). Установлено, что в диапазоне температур 129-^213 К Ет-Е, =80мэВ, а в диапазоне температур 213-5-363 К Ег-Е, =185 мэВ.

Таким образом, комплексный анализ емкостных и вольт-амперных характеристик и разработанные в работе методики позволяют определить ряд важных параметров структур с квантовыми ямами: контактная разность потенциалов, ширина компенсированного слоя, градиент легирующей примеси, высота потенциального барьера, подвижность, профиль легирования, коэффициент пропускания, энергии уровней в квантовой яме.

Глава 4 посвящена изучению электролюминесцептных характеристик све-тодиода па основе 1пОаЫ/СаЫ. Установлено, что на спектрах электролюминесценции исследуемой структуры, снятых в диапазоне температур 93-5-323 К при постоянном токе через образец, наблюдаются два максимума: /¿юП|„ =2.91 эВ, который не сдвигается с ростом температуры из-за экранировшшя пьезоэлектрических полей и связан с рекомбинацией в КЯ; йй>„,„ =3.41 эВ при 7'= 153 К, который с ростом температуры сдвигается в длинноволновую область и связан с туннелированием и межзонной излучателыюй рекомбинацией вСаК

Интенсивность максимума с энергией Йга„„ =2.91 эВ растет с увеличением температуры при Т < 243 К, что связано с притоком туннелирующих в квантовую яму носителей заряда из-за изменения внутреннего электрического поля и состояний на гетерограшще. При Т > 243 К интенсивность максимума с энергией Лат„ =2.91 эВ уменьшается с ростом температуры, что вызвано температурным гашением электролюминесценции из-за роста доли безызлучательной рекомбинации, который обусловлен утечкой носителей заряда из активной области.

Изучено влияние тока (напряжения) на полосу излучения исследуемой структуры с максимумом Тхсот - 2.91 эВ при комнатной температуре и при 93К. Максимум спектра электролюминесценции при комнатной температуре не сдвигается с ростом тока (напряжения) на образце, что связано с экранированием пьезоэлектрических полей в исследуемой структуре. При температуре 93 К и токах /¿1-Ю"5А наблюдается «синий» сдвиг максимума ЭЛ, при больших токах положение максимума сдвигается слабо. «Синий» сдвиг связан с заполнением неравновесными носителями заряда состоя1Шй, участвующих в излучателыюй рекомбинации.

Зависимость КПД от тока через образец г) = /(/) имеет немонотонный характер с максимумом в диапазоне токов 7 = 3 + 6 мА, принимая значения в

диапазоне 0.2-К3.57 %. При этом на зависимости В = /(/) можно выделить три участка:

участок резкого увеличения с наклоном п = 2.68, что связано с преобладанием излучателыгаго канала рекомбинации;

участок линейного роста с наклоном « = 1.1, что соответствует постоянному внутреннему квантовому выходу. В этой области токов наблюдается максимум на зависимости 77 = /(/);

участок с наклоном п = 0.68. В этом диапазоне токов скорость в канале бе-зызлучателыюй рекомбинации растет быстрее, чем скорость излучательной рекомбинации. Предполагается существование нескольких механизмов увеличения безызлучательной рекомбинации. Прежде всего, это связано с возрастанием падания напряжения на компенсированном слое; с утечками носителей заряда из квантовой ямы в соседние широкозонные слои ваМ; с переходом носителей в неосновную долину 1пОаЫ и рекомбинацией с участием фононов (также усиливаются процессы рассеяния с участием фононов); пиннинг уровня Ферми на гетерогранице с высокой плотностью состоят™ вызывает подавление инжекции в квантовую яму, в результате эффективность электролюминесценции уменьшается с ростом тока через образец.

Таким образом, установлено, что температурные зависимости энергетического положения и интенсивности максимумов спектра излучения исследуемой структуры обусловлены особенностями рекомбинационных процессов в квантовой яме 1пСаМ и широкозонном слое ОаК.

В главе 5 были определены параметры глубоких уровней методами емкостной спектроскопии. Для этого были проведены измерения термостимулиро-ванной емкости (ТСЕ) и спектров Установлено, что на графике зависи-

мости производной термостимулированной емкости от температуры дС/ЗТ = /(Г) наблюдается два максимума при температуре Тт=137.7 К, Гт„=182 К, которым соответствуют энергии 0.14 эВ и 0.2 эВ соответственно.

Энергии максимумов определялись по методике [5, 6]. Для уровня с энергией 0.2 эВ рассчитан коэффициент захвата с„ =2.86-10~"см3/с.

На спектрах ОЬТЭ от температуры наблюдается экстремум с отрицательной амплитудой. При изменении временных ворот наблюдается слабый сдвиг минимума в диапазоне 167.3+169.5К. При моделировании по

ДС(/„/2,7')=С„

—ехр

-1п

ехр

-1п

ехр

к 17^

ехр

Т

цл.

где С0 =-

Д С(7р

ехр

-и

-1п

-ехр -

-1п

Л

установлено, что минимуму

на спектре БЬТБ соответствует уровень с энергией 0.2 эВ.

Можно предположить, что на ТСЕ и на спектре ОЬТБ проявляется один и тот же уровень с энергией 0.2 эВ. Вероятно, этот уровень связан с акцептор-гам состоянием М^. Тогда отрицательные значения амплитуды экстремума спектра ОЬТБ связаны с релаксацией емкости из-за захвата основных носителей (дырок) акцепторным состоянием М§ [7 — 8].

Амплитуда минимума ПЬТБ зависит от выбора временных ворот, что связано с уменьшением степени заполнения центра носителями заряда при сдвиге временных ворот. При сдвиге и увеличении длительности времешшх ворот наблюдается слабое смещение минимума в диапазоне 167.3+169.5 К. Слабый температурный сдвиг положения минимума спектра БЬТБ связан с эффектом экранирования внутреннего поля в исследуемой структуре, с многофононны-ми процессами, а также с зависимостью сечения захвата как от степени заполнения квантовой ямы, так и от степени заполнения самого уровня.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Показано, что из обобщенной модели рекомбинации с учетом туннелиро-вания можно получить выражения, описывающие В АХ и зависимость приве-

денной скорости туннельной рекомбинации от напряжения для структур с квантовыми ямами.

2. На основе обобщешюй модели рекомбинации разработан метод определения параметров рекомбинационных уровней из анализа зависимости приведенной скорости рекомбинации от напряжения с учетом туннелирования. Проведен расчет параметров уровней (энергии и коэффициента захвата) для структур на основе АЮаЫЛпОаМЛЗаЫ и на основе 1пОаМ81С с модулированным легированием и квантовой ямой.

3. Установлено, что основным механизмом токопереноса в исследуемых структурах на основе 1пСаЫЛЗаЫ при прямом смещении является прыжковая проводимость с участием туннелирования. Из анализа вольт-фарадных характеристик и температурных зависимостей прямых ВАХ обнаружено наличие двух групп локализованных состояний. Предложен способ определения напряжения отсечки исследуемой структуры с учетом компенсированного слоя и линейного распределения примеси. Определен градиент легирующей примеси, ширина компенсированного слоя.

4. На ТСЕ и на спектре РЬТБ проявляется один и тот же уровень с энергией 0.2 эВ. Вероятно, этот уровень связан с акцепторным состоянием М^. Установлена зависимость сечения захвата как от степени заполнения квантовой ямы, так и от степени заполнения самого уровня.

5. На спектрах электролюминесценции структуры на основе 1пОаЫ/ОаЫ наблюдаются два максимума: с энергией 2.91 эВ (излучательная рекомбинаця в квантовой яме); с энергией 3.41 эВ при 7М53 К (межзонные излучательные переходами в ОаМ). Интенсивность максимума Тгютт =2.91 эВ растет с увеличением температуры при Т < 243 К из-за притока туннелирующих в КЯ носителей заряда при изменении внутреннего электрического поля и состояний на гетерогранице. При Т >243 К интенсивность максимума =2.91 эВ уменьшается с ростом температуры (температурное гашение электролюминесценции).

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Логинова Е.А. Исследование электрических и электролюминесцентных характеристик гетероструктур на основе нитрида галлия//Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Ульяновск, 2005,20 с.

2. Булярский C.B., Грушко Н.СУ/ЖЭТФ, 2000, т. 118, № 11, С.1222-1229.

3. Петров С.И., Кайдаш А.П, Красовицкий Д.М., Соколов И.А., Погорельский Ю.В., Чалый В.П, Шкурко А.П., Степанов М.В., Павленко М.В., Баранов Д.А. //Письма в ЖТФ, 2004, т. 30, вып. 14, С. 13 - 19.

4. Грушко Н.С., Лакалин A.B., Сомов А.И.// Труды международной конференции ОПТИКА, ОПТОЭЛЕКТРОНИКА И ТЕХНОЛОГИИ. Ульяновск, 2003, С.78.

5. Булярский C.B., Грушко Н.С. Генертрюпно-рекомбинационные процессы в активных элементах. - М.: МГУ, 1995, 399 с.

6. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. - М: Высшая школа, 1987, 239 с.

7. Кузнецов Н.И., Irvine К.G.// ФТП, 1998г., т. 32, вып. 3, С. 369 - 372.

8. Некрасов В.Ю., Беляков Л.В., Сресели О.М., Зиновьев Н.Н.//ФТП, 1999, т. 33, вып. 12, С. 1428 - 1435.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВНЫ В РАБОТАХ:

1. Грушко Н.С., Потанахина Л.Н. Влияние электрических полей на пропускание двойной гетероструктуры на основе GaN с одной квантовой ямой// Известия вузов. Физика, 2004, №11, С. 3 - 10.

2. Грушко Н.С., Потанахина Л.Н. Процесс токопереноса в структурах на основе GaN с одной квантовой ямой// Прикладная физика, 2005, №6, С. 128 -134.

3. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Потанахина Л.Н. Процесс туннельной рекомбинации в пространственно неоднородных структур ах//ФТП, 2006, т. 40, вып. 5, С. 584 - 588.

4. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Потанахина JLH. Определение параметров рекомбинационных центров в пространственно неоднородных структурах// Заводская лаборатория, 2006, №2, С. 25 — 30.

5. Амброзевич A.C., Амброзевич С.А., Грушко Н.С., Потанахина JI.H. Определение энергии глубоких центров структуры на основе твердого раствора InGaN// Письма в ЖТФ, 2006, т. 32, вып. 4, С. 16 - 23.

6. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Потанахина JI.H. Подвижность и механизмы рассеяния в структурах на основе InGaN// Известия вузов. Материалы электронной техники, 2006, №1 С. 68 - 72.

7. Грушко Н.С., Потанахина JI.H., Хайрулина A.C. Спектры электролюминесценции структуры на основе твердого раствора InGaN//OirraKa и спектроскопия, 2006, т. 101, №3, С. 398-402.

8. Грушко Н. С., Потанахина JI. Н. Отрицательная дифференциальная проводимость в структурах на основе. GaN с квантовой ямой// Ученые записки УлГУ. Серия физическая,2003, вып. 2(15), С. 64-73.

9. Грушко Н.С., Потанахина JI.H. Определение параметров барьеров в двойной гетероструктуре на основе GaN с одной квантовой ямой// Ученые записки УлГУ. Серия физическая, вып. 1(16), 2004, С. 23 - 26.

10. Грушко Н.С., Потанахина JI.H. Светодиоды InGaN//y4eHbie записки УлГУ. Серия физическая, вып.1(17), 2005, С. 45 - 54.

11. Грушко Н. С., Потанахина JI. Н. Моделирование температурной зависимости спектра электролюминесценции структур на основе GaN с квантовыми ямами// Аморфные и микрокристаллические полупроводники. Сборник трудов

4-ой международной конференции г. С-Петербург, 2004, С. 331-332.

12. Грушко Н. С., Потанахина JI. Н. Механизмы токопереноса в структурах на основе GaN с квантовой ямой в диапазоне температур 77-297К// Труды

5-ой международной конференции ОПТИКА, ОПТОЭЛЕКТРОНИКА И ТЕХНОЛОГИИ, Ульяновск, 2003, С. 77.

13. Потанахина J1H. Токоперенос в структурах на основе GaN с одной квантовой ямой// Шестая всероссийская молодежная конференция по физике

полупроводников и полупроводниковой ото- и наноэлектронике, С-Петербург, 2004, С. 75.

14. Глутко В.О., Потанахина Л.Н. Особенности C-V-характеристик структур на основе твердого раствора InGaN// ВПКСФ - 11, Екатеринбург, 2005, С. 580-581.

15. Глушко В.О., Потанахина Л.Н. Подвижность и время жизни в структурах на основе твердого раствора InGaN// ВНКСФ - 11, Екатеринбург, 2005, С. 582-583.

16. Амброзевич A.C., Амброзевич С.А., Грушко Н.С., Потанахина Л.Н., Хай-рулина A.C. Особенности электрических характеристик структур на основе твердого раствора InGaN/уТруды международной конференции ОПТО-, НА-НОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОТЕХНОЛОГИИ и МИКРОСХЕМЫ, Ульяновск, 2005, С. 166.

17. Потанахина Л.Н., Амброзевич С. А. Прыжковая проводимость в структурах на основе твердого раствора InGaN// Седьмая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, С-Петербург, 2005, С. 69.

18. Потанахина Л.Н., Хайрулина A.C. Спектры электролюминесценции структуры на основе твердого раствора InGaN// Седьмая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто-и наноэлектронике, С-Петербург, 2005, С. 70.

19. Грушко Н.С., Потанахина Л.Н., Амброзевич С.А. Спектры и эффективность электролюминесценции структуры на основе InGaN// Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов 5-ой международной конференции г. С-Петербург, 2006, С. 305-306.

20. Грушко Н.С., Потанахина Л.Н., Амброзевич С.А. Эффективность электролюминесценции структуры на основе InGaN// Труды международной конференции ОПТО-, НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОТЕХНОЛОГИИ и МИКРОСХЕМЫ, Ульяновск, 2006, С. 182.

Подписано в печать 8.11.2006. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №164/£ГЗО

Отпечатано с оригинал-макета в типографии Ульяновского государственного университета 432970, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42

Введение

Глава 1. Состояние вопроса по структурам на основе GaN и его твердых растворов

1.1 Проблемы создания и основные параметры гетероструктур на основе GaN и его твердых растворов

1.2 Оптические характеристики СД-структур на основе GaN и его твердых растворов.

1.3 ВАХ СД на основе GaN и его твердых растворов.

1.4 Подвижность носителей заряда и механизмы рассеяния в структурах на основе GaN и его твердых растворов.

1.5 Вольт-емкостные характеристики СД на основе GaN с КЯ.

1.6 Определение параметров глубоких уровней

1.7 Выводы по главе

Глава 2. Определение параметров рекомбинационных центров в пространственно неоднородных структурах

2.1 Туннельная рекомбинация в структурах на основе AlGaN/lnGaN/GaN с ОКЯ и на основе InGaN/SiC

2.1.1. Rnp(U) для структур на основе AlGaN/lnGaN/GaN с ОКЯ

2.1.2 Исследование структур InGaN/SiC с модулированным легированием и ОКЯ

2.2 Коэффициент пропускания структуры на основе AlGaN/lnGaN/GaN

2.2.1 Определение параметров барьеров, образующих КЯ.

2.2.2 Расчет коэффициента пропускания

2.3 Рекомбинация в структурах на основе твердого раствора InGaN/GaN

2.3.1 Определение энергии активации процесса туннелирования из 55 зависимости приведенной скорости рекомбинации от температуры 2.4 Выводы по главе

Глава 3. Электрические характеристики структур на основе

InGaN/GaN

3.1 Описания образцов для исследования

3.2 В АХ структур на основе твердого раствора InGaN

3.2.1 Описание экспериментальной установки для измерения ВАХ.

3.2.2 Механизмы токопереноса

3.2.3 Подвижность и механизмы рассеяния в структурах на основе InGaN/GaN

3.2.4 Влияние туннелирования на ВАХ

3.2.4.1 Туннельный ток в структурах с потенциальными и кванто- ^ выми ямами

3.2.4.2 Влияние туннелирования на ВАХ

3.3 Вольт-фарадные характеристики структур на основе InGaN/GaN

3.3.1 Описание экспериментальной установки для измерения ВФХ. 81 3.3.2. С- ^/-характеристики структур на основе InGaN/GaN

3.3.3 Определение параметров /?-я-перехода с компенсированным ^ слоем

3.4 Выводы по главе

Глава 4 Электролюминесцентные характеристики структуры ^ на основе InGaN/GaN

4.1 Описание экспериментальной установки для измерения спек- 98 тров ЭЛ

4.2 Влияние температуры на спектры ЭЛ структуры на основе 100 InGaN/GaN

4.3 Влияние тока на спектры ЭЛ при постоянной температуре 104 (Т=293 К, Т= 93 К)

4.4 Коэффициент полезного действия светодиодов на основе 107 InGaN/GaN

4.5 Выводы по главе

Глава 5. Определение параметров глубоких уровней структуры на основе InGaN/GaN методами емкостной спектроскопии

5.1 Термостимулированная емкость (ТСЕ)

5.1.1 Установка измерения ТСЕ

5.1.2 ТСЕ структуры на основе InGaN/GaN

5.2 Спектры DLTS 117 5.2.1. Установка для измерения спектра DLTS 117 5.2.2 Спектры DLTS структуры на основе InGaN/GaN

5.3 Выводы по главе 124 Заключение 125 Список литературы

Светоизлучающие диоды (СД) сине-зеленого диапазона на основе InGaN-структур с квантово-размерной активной областью в совокупности с желто-красными и красными СД на AlGalnP- и AlGaAs-гетероструктурах перекрыли по цветовой гамме весь видимый спектральный диапазон, обеспечивая эффективное преобразование электрической энергии в оптическую. Наблюдается активное массовое применение СД: в Москве установлены СД-светофоры, в которых для зеленого света применены элементы на основе нитридов; созданы железнодорожные СД-светофоры с узкой направленностью излучения; на одном из небоскребов Нью-Йорка установлен полноцветный СД-экран, смонтированный из 16 млн. элементов. Проектируются телевизоры с экранами более 70 см по диагонали, в которых каждая из 100 тыс. светящихся точек, формирующих изображение, сделана из СД трех цветов - синего, зеленого и красного.

Компания «Осрам-Оптосемикондакторс» продемонстрировала служебное помещение с плафоном на потолке из 14 тыс. голубых, зеленых, желтых, красных и белых СД. Режим работы устанавливается процессором, что позволяет выбором тока задать освещение того или иного типа от теплого, близкого к свету ламп накаливания, до холодного, как у люминесцентных ламп. Излучение СД в плафоне сфокусировано так, что свет идет вниз, не рассеиваясь к стенам. СД нашли применение и в декоративном освещении архитектурных деталей; освещение моста в Дуйсбурге (Германия) полупроводниковыми светильниками [1].

Таким образом, можно выделить следующие области применения СД, а также лазерных диодов, излучающих в различных областях спектра [2, 3]:

1) увеличение емкости CD и DVD. Плотность записи ~Ш2 (Я -длина волны излучения), за счет замены красного лазерного диода на фиолетовый с уменьшением Я в 2 раза объем памяти возрастает в ~ 4 раза;

2) создание полноцветных дисплейных экранов. Комбинируя InGaN-, AlGaN- и GaAlAs-СД, можно получить любой участок видимого спектра;

3) в устройствах отображения информации (указателях пешеходных переходов, устройствах ограничения скорости, в стадионных табло, рекламе), уличных светофорах, системах аварийного оповещения и т.д.;

4) в цветных лазерных принтерах высокого разрешения;

5) в системах связи на основе волоконно-оптических линий;

6) в производстве экономичных осветительных устройств;

7) в системах атмосферной оптической связи, охранных системах, системах автоматики, оптопарах, оптореле;

8) синие СД используются для создания СД белого свечения с малым энергопотреблением, которые можно использовать в условиях повышенной взрыво- и пожароопасности. Применение таких источников излучения при видео- и фотосъемке обеспечивает неискаженную цветопередачу.

Преимуществом осветительных СД-приборов на основе GaN и его твердых растворов является малое потребление энергии, малое тепловыделение, вибростойкость, отсутствие специальных патронов, достаточная гамма излучения, высокая долговечность, широкий диапазон рабочих температур (от -40° до +85 °С).

Исследования свойств нитридов элементов группы III (A1N, GaN, InN) и их сплавов, позволили заключить, что они являются наиболее перспективными материалами для изготовления свето- и лазерных диодов, излучающих во всей видимой и ультрафиолетовой (240—620 нм) областях спектра. Эти материалы имеют прямую структуру зон с шириной запрещенной зоны от 6.2 эВ (A1N) до 1.9 эВ (InN) или ниже. Для создания СД-структур с преобладающим излучением в синем и ультрафиолетовом спектральных диапазонах обычно используются GaN и твердые растворы на его основе InxGaixN, AlxGaixN. GaN - прямозонный материал, гексагональная модификация которого имеет ширину запрещенной зоны 3.4 эВ при комнатной температуре. Ультрафиолетовое свечение GaN обусловлено рекомбинацией свободных и связанных экситонов гексагональной фазы. Голубое свечение с максимумом при 2.7 эВ обусловлено излучательной рекомбинацией внутри донорно-акцепторных пар, при этом донором является вакансия азота в одном из своих зарядовых состояний. В работе [4] приведены следующие значения внешнего квантового выхода для структур на основе InGaN с КЯ: 18 % для синего и 20 % для зеленого СД.

Связи атомов металлов с N в гексагональной решетке типа AinBv сильнее, чем связи с As или Р в кубической решетке. Поэтому образование дефектов в идеальной решетке нитридов менее вероятно, чем в решетке арсенидов или фосфидов. Приборы из нитридов должны быть более долговечными. Реальное положение дел определяется дефектами в GaN-структурах: срок службы СД на основе GaN оценивается как >10э часов. В таблице 1.1 приведено сравнение параметров СД из разных материалов по данным работы [2].

Таблица 1.1 Сравнение характеристик некоторых СД

Свето- ДИОД Материал Длина волны излучения, нм Интенсивность люминесценции, мккд Выходная мощность, мкВт Квантовый выход, %

Красный GaAlAs 660 1790 4555 12.83

Зеленый GaP 555 63 30 0.07

Зеленый InGaN 500 2000 1000 2.01

Синий SiC 470 9 11 0.02

Синий InGaN 450 2500 3000 5.45

Большие значения ширины запрещенной зоны, напряжения пробоя и ряд других особенностей системы AniN позволяет рассчитывать на создание транзисторов с параметрами, превосходящие достижимые в структурах на основе AmBv Сильные, порядка 106 В/см, встроенные пьезоэлектрические поля в гетероструктурах AlGaN/GaN позволяют при правильно выбранной геометрии структуры увеличить изгиб зоны проводимости на границе AlGaN/GaN и тем самым поднять концентрацию носителей в канале. Изменения электронного потенциала и энергий формирования дефектов, вызванные внутренними полями в структурах GaN/AlGaN(0001) вюртцитной модификации, приводят к высокой плотности двумерного электронного газа, что позволило создать мощные полевые транзисторы с близкими к GaAs/AlGaAs(001) характеристиками.

Структуры на основе Ш-нитридов обладают важными отличиями от систем на основе арсенидов: первое состоит в малой величине разрыва в зоне проводимости, второе состоит в заметно меньших размерах квантовых точек (-100 А) в нитридных системах по сравнению с арсенидными. Благодаря однодолинному устройству нижней зоны проводимости нит-ридные структуры AlGaN/InGaN/GaN могут создать конкуренцию материалам GaAs/AlGaAs в приборах с поперечным транспортом.

Гетероструктуры с туннельно-связанными квантовыми ямами (КЯ) привлекают внимание как альтернатива традиционным полупроводниковым приборам. На основе таких структур создаются различные приборы: генераторы сверхвысокочастотных колебаний, логические элементы. Принцип действия этих приборов основан на туннельном взаимодействии состояний в КЯ, обладающих разной проводимостью (подвижностью).

Таким образом, нитридные гетероструктуры являются многообещающими для применения не только в оптоэлектронике (СД, инжекцион-ные лазеры, фотоприемники), на их основе созданы мощные высокочастотные полевые транзисторы, работающие при высоких температурах.

Из приведенных отраслей использования Ш-нитридов и их физических особенностей следует, что проведение исследований, направленных на изучение механизмов, ответственных за формирование электрических и электролюминесцентных характеристик СД-структуры на основе InGaN является актуальным.

Цель работы:

Изучение механизмов, определяющих излучательные и безызлуча-тельные рекомбинационные процессы, а также формирующих прямые вольт-амперные характеристики (ВАХ) светодиодов с квантовыми ямами на основе твердого раствора InGaN; разработка физических принципов диагностики параметров исследуемых структур на основе InGaN/GaN.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование механизмов, формирующих туннельно-рекомбинационные токи структур на основе твердого раствора InGaN.

2. Разработка методов определения параметров рекомбинационных уровней на основе анализа зависимости приведенной скорости рекомбинации от напряжения R„p = f(u) с учетом туннелирования и выводов обобщенной модели рекомбинации.

3. Экспериментальное исследование электрических и электролюминесцентных характеристик структур InGaN/GaN. Определение параметров изучаемых структур и рекомбинационных уровней в них.

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Показано, что из обобщенной модели рекомбинации с учетом туннели-рования можно получить выражения, описывающие ВАХ и зависимость приведенной скорости туннельной рекомбинации от напряжения для структур с КЯ.

2. На основе обобщенной модели рекомбинации разработан метод определения параметров рекомбинационных уровней из анализа зависимости приведенной скорости рекомбинации от напряжения с учетом туннели-рования. Проведен расчет параметров уровней для структур на основе AlGaN/InGaN/GaN и для структур InGaN/SiC с модулированным легированием и КЯ. Данный метод можно использовать только в определенной области температуры, которая ограничена положительными значениями дискриминантов квадратных уравнений.

3. Определены параметры потенциальных барьеров исследуемой двухбарьерной структуры на основе AlGaN/InGaN/GaN с ОКЯ. С ростом температуры наблюдается уменьшение высоты второго барьера, высота первого барьера не меняется с изменением температуры.

4. Определен основной механизм токопереноса в структурах на основе InGaN/GaN - прыжковая проводимость с участием туннелирования. Зависимость энергии активации тока от напряжения на структуре согласуется с характером изменения плотности состояний вблизи уровня Ферми при росте внешнего напряжения смещения.

5. Для гетероструктуры на основе InGaN/GaN в области напряжений до 3 В наблюдается увеличение подвижности носителей заряда с ростом напряжения как для образца №1, так и для образца №10, при этом она проходит участки насыщения. Участок насыщения подвижности может быть связан с участком минимума плотности состояний вблизи уровня Ферми. Увеличение подвижности в области напряжения (U >2 В) для образца №10 можно объяснить зависимостью времени жизни и концентрации свободных носителей от U.

6. Зависимость барьерной емкости от приложенного напряжения в координатах С'ъ = f{U) линейна, напряжение отсечки составляет 3.58^-3.61 В. Эта величина превышает значение ширины запрещенной зоны InGaN, что указывает на наличие компенсированных слоев в исследуемой структуре. Предложен способ определения напряжения отсечки структуры на основе InGaN/GaN с учетом компенсированного слоя и линейного распределения примеси. Определен градиент легирующей примеси, ширина компенсированного слоя L.

7. Из ВФХ и температурных зависимостей прямых ВАХ структуры на основе InGaN/GaN установлено наличие двух групп локализованных состояний. Оценена характерная плотность состояний интерфейса.

8. На спектрах ЭЛ структуры на основе InGaN/GaN наблюдаются два максимума: с энергией 2.91 эВ (излучательная рекомбинация в квантовой яме); с энергией 3.41 эВ при 7М53 К (межзонные излучательные переходами в GaN). Интенсивность максимума Йотах =2.91 эВ растет с увеличением температуры при Т < 243 К из-за притока туннелирующих в КЯ носителей заряда при изменении внутреннего электрического поля и состояний на гетерогранице. При Т > 243 К интенсивность максимума ha)max =2.91 эВ уменьшается с ростом температуры (температурное гашение ЭЛ).

9. Зависимость КПД от тока через образец rj = /(/) имеет немонотонный характер с максимумом в диапазоне / = 3 -ь 6 мА, принимая при этом значения в диапазоне 0.2-^-3.57 %. При этом на зависимости 5 = /(/) можно выделить три участка: участок резкого увеличения с наклоном « = 2.68, что связано с преобладанием излучательного канала рекомбинации; участок линейного роста с наклоном « = 1.1, что соответствует постоянному внутреннему квантовому выходу. В этой области токов наблюдается максимум на зависимости 77 = /(/); участок с наклоном « = 0.68. Предполагается существование нескольких механизмов увеличения безызлучательной рекомбинации: прежде всего, это связано с возрастанием падания напряжения на компенсированном слое; с утечками носителей заряда из КЯ в соседние широкозонные слои GaN; с переходом носителей в неосновную долину InGaN и рекомбинацией с участием фононов (также усиливаются процессы рассеяния с участием фононов); пиннинг уровня Ферми на гетерогранице с высокой плотностью состояний вызывает подавление инжекции в КЯ в результате эффективность ЭЛ уменьшается с ростом тока через образец. 10. На ТСЕ и на спектре DLTS проявляется один и тот же уровень с энергией 0.2 эВ. Вероятно, этот уровень связан с акцепторным состоянием Mg. Установлена зависимость сечения захвата как от степени заполнения КЯ, так и от степени заполнения самого уровня. Научная новизна:

1. Показано, что на основе обобщенной модели рекомбинации и учете процессов туннелирования можно описать зависимость туннельного тока от напряжения для частного случая - структур с КЯ.

2. Разработаны физико-математические модели новых методов определения параметров уровней (энергии и коэффициентов захвата электронов и дырок), участвующих в формировании рекомбинационного потока, на основе анализа зависимости Rnp = f(u) с учетом туннелирования.

3. Определены параметры глубоких центров исследуемой структуры с помощью предлагаемых методов и методами емкостной спектроскопии. Доказана достоверность разработанных новых методов. Установлена зависимость сечения захвата от степени заполнения как квантовой ямы, так и самого уровня.

4. Определены параметры потенциальных барьеров квантовых ям (высота и ширина) структуры AlGaN/lnGaN/GaN. Рассчитан коэффициент пропускания структуры без учета электрического поля и с учетом внешнего и внутреннего полей. По коэффициенту пропускания определены энергия уровней в КЯ, сдвиг максимумов коэффициента пропускания под действием внешнего напряжения смещения.

Практическая значимость:

1. Теоретически обоснован и экспериментально проверен на структурах AlGaN/InGaN/GaN, InGaN/SiC, InGaN/GaN метод определения параметров уровней, участвующих в создании рекомбинационного потока, и процесса туннелирования из зависимостей Rnp = f(u), Rnp = /(l/т).

2. Предложен способ определения напряжения отсечки исследуемой структуры с учетом компенсированного слоя и линейного распределения примеси. Определен градиент легирующей примеси, оценена ширина компенсированного слоя.

3. Определен характер зависимости подвижности носителей заряда структуры InGaN/GaN от прикладываемого напряжения и температуры. Расчеты показали, что приборы на основе InGaN/GaN будут обладать подвижностью, не зависящей от приложенного напряжения (участок насыщения на зависимости /л-f(U)\ в определенном диапазоне напряжения смещения.

4. Установлено, что в отличие от структур на основе InGaN/SiC с модулированным легированием, температурное гашение интенсивности излучения структур на основе InGaN/GaN наблюдается в области высоких температур (Т > 243 К). При этом интенсивность излучения при комнатной температуре превосходит интенсивность излучения при азотных температурах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обобщенная рекомбинационная теория описывает туннельно-рекомбинационные процессы в исследуемых структурах с КЯ. Предложенные методы на ее основе позволяют вычислить параметры рекомбина-ционных уровней (энергия, коэффициент захвата), которые согласуются с результатами независимых экспериментов.

2. Основным механизмом токопереноса в гетероструктурах InGaN/GaN является туннельно-рекомбинационный процесс. Зависимость энергии активации тока от напряжения на структуре согласуется с характером изменения плотности состояний вблизи уровня Ферми и длины прыжка при росте внешнего напряжения смещения.

3. Комплексный анализ емкостных и вольт-амперных характеристик и разработанные в работе методики позволяют определить ряд важных параметров структур с квантовыми ямами: контактная разность потенциалов, ширина компенсированного слоя, градиент легирующей примеси, высота потенциального барьера, подвижность, профиль легирования, коэффициент пропускания, энергии уровней в квантовой яме.

4. Температурные зависимости энергетического положения и интенсивности максимумов спектра излучения исследуемой структуры обусловлены особенностями рекомбинационных процессов в квантовой яме InGaN и широкозонном слое GaN.

Заключение

1. Юнович А.Ю. Свет из гетероперехода//Природа. 2001. № 6. С. 38 46.

2. Бахтизин Р.З. Голубые светодиодыН Соровский образовательный журнал. 2001. т. 7. №3. С. 75-83.

3. Коган JI. Современное состояние полупроводниковых излучающих прибо-/?ов//Электронные компоненты. 2000. №2. С. 22 -27.

4. Mukai Т., Yamada М., Nakamura S. Characteristics of InGaN-based JJV/Blue/Green/Amber/Red Light-Emitting-Diodes// Jpn. J. Appl. Phys. 1999. Vol. 38. L. 3976-3981.

5. Хрыкин О.И., Бутин А.В., Гапонова Д.М., Данильцев В.М., Дроздов М.Н., Дроздов Ю.Н., Мурель А.В., Шашкин В.И. Особенности эпитаксиалъного наращивания GaN при пониженном давлении в реакторе МОГФЭИФТП. 2005. т. 39. вып. 1.С. 21-24.

6. Ю.Сизов B.C., Сизов Д.С., Михайловский Г.А., Заварин Е.Е., Лундин В.В., Цацульников А.Ф., Леденцов Н.Н. Исследование латерального транспорта носителей в структурах с квантовыми точками InGaN в активной области!/ФТП. 2006. т. 40. вып. 5. С. 589 596.

7. Криволапчук В.В., Мездрогина М.М. Послесвечение вюрцитных кристаллов GaN, легированных редкоземельными металлами!! ФТТ. 2004. т. 46. вып. 12. С. 2129-2134.

8. Дейбук В.Г., Ввозный А.В., Слетов М.М. Зонная структура и пространственное распределение заряда в AlxGai.xN/M>Tn. 2000. т. 34. вып. 1. С. 36 -40.

9. Кудряшов В.Е., Золила К.Г., Туркин А.Н., Юнович А.Э., Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И. Туннельные эффекты в светодиодах на основе гетерост-руктур InGaN/AlGaN/GaN с квантовыми ямами!I ФТП. 1997. т. 31. вып. 11. С. 1304-1309.

10. Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Юнович А.Э., Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И. Люминесцентные и электрические свойства светодиодов InGaN/AlGaN/GaN с множественными квантовыми ямами!! ФТП. 1999. т. 33. вып. 4. С. 445-449.

11. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И., Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Юнович А.Э. Люминесценция р-п-гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при ударной ионизации!/ФТП. 1998. т. 32. вып. 1. С. 63 66.

12. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Дуванова Н.В. Спектры электролюминесценции и электрические характеристики структуры InGaN/SiC //Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия Физическая. 2004. вып. 1(16). С. 3-7.

13. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Дуванова Н.В. Исследование времени релаксации и поперечной подвижности в структуре InGaN/SiC//y4eHbie записки Ульяновского государственного университета. Серия Физическая. 2004. вып. 1(16). С. 26-29.

14. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Дуванова Н.В. Структуры InGaN/SiC с модулированным легированием!/Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия Физическая. 2004. вып. 1(16). С. 30 39.

15. Булярский С.В., Грушко Н.С., Тишкин В.В. Модель голубой люминесценции в структурах на основе GaN// Труды международной конференции ОПТИКА. ОПТОЭЛЕКТРОНИКА И ТЕХНОЛОГИИ. Ульяновск. 2001. С. 17

16. Убыйвовк Е.В., Игнатьев И.В. Эффект размерного квантования в сверхтолстых GaAs квантовых ямах!/ Четвертая Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2002. С. 71.

17. Грушко Н.С., Лакалин А.В., Семенова О.А. Электролюминесцентные свойства светодиодов на основе GaN// Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия Физическая.2001. вып.2(11). С.41-44.

18. БочкареваН.И., Ефремов А.А., Ребане Ю.Т., Горбунов Р.И., Клочков А.В., Шретер Ю.Г. Неоднородность инжекции носителей заряда и деградация голубых светодиодов!IФТП. 2006. т. 40. вып. 1. С. 122 -127.

19. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И., Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Юнович А.Э. Изменения люминесцентных электрических свойств светодиодов из ге-тероструктур InGaN/AlGaN/GaN при длительной работе!7 ФТП. 1999. т. 33. вып. 2. С. 224-231.

20. Бочкарева Н.И., Zhirnov Е.А., Ефремов А.А., 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.

21. Маняхин Ф.И. Причины спада выходной мощности излучения и внешнего квантового выхода светодиодных структур AlGaN/InGaN/GaN с квантовыми ямами при больших напряжениях прямого смещения!! Материалы электронной техники. 2004. №1. С. 45 49.

22. Рожанский И.В., Закгейм Д.А. Анализ причин падения эффективности электролюминесценции светодиодных гетероструктур AlGalnN при большой плотности тока накачки// ФТП. 2006. т. 40. вып. 7. С. 861 867.

23. Акимова И.В., Елисеев П.Г., Осинский М.А., Перлин П. Спонтанное излучение квантово-размерной области гетероструктуры AlGaN/InGaN/GaN при большом токе накачки!/Квантовая электроника. 1996. т. 23. №12. С. 1069-1071.

24. Сизов Д.С., Сизов B.C., Заварин Е.Е., Лундин В.В., Фомин А.В., Цацуль-ников А.Ф., Леденцов Н.Н. Кинетика и неоднородная инжекция носителей в нанослоях ЬЮаШФТП. 2005. т. 39. вып. 2. С. 264 268.

25. Меш М.В., Компан ME.Исследование зависимости фотолюминесценции GaN от интенсивности возбуждения!/Шестая Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2004. С. 15.

26. Грузинцев А.Н., Редькин А.Н., Таций В.И., Barthou С., Benalloul Р. Элементарные полосы голубого свечения нелегированных пленок нитрида галлияНФШ. 2004. т. 35. вып. 9. С. 1039-1042.

27. Некрасов В.Ю., Беляков Л.В., Сресели О.М., Зиновьев Н.Н. Донорно-акцепторная фотолюминесценция слабокомпенсированного GaN:Mg// ФТП. 1999. т. 33. вып. 12. С. 1428 1435.

28. Криволапчук В.В., Мездрогина М.М. Влияние миграции энергии на форму линииизлучения в структурах с квантовыми ямами на основе InGaN/GaN/ADTT. 2006. т. 48. вып. И. С. 2067-2073.

29. Алешкин В.Я., Гапонова Д.М., Гавриленко В.И., Красильник З.Ф., Ревин Д.Г., Звонков Б.Н., У скова Е.А. Диагностика функции распределения горячих дырок в квантовых ямах в сильных электрических полях//ФТП. 2000. т. 34. вып. 9. С. 1114-1119.

30. Бугров В.Е., Константинов О.В. Учет кулоновского взаимодействия электронов и дырок в квантовых точках на основе InGaN/M>Tn. 1998. т. 32 вып. 10. С. 1235-1239.

31. Каган В. Д. Влияние кулоновской корреляции на прыжковую проводимость//ФТП. 2000. т. 42. вып. 5. С. 805 808.

32. Грушко Н.С., Лакалин А.В., Евстигнеева Е.А. Исследование вольт-амперных характеристик светодиодов, изготовленных на основе GaN с квантовой ямой//Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия Физическая.2001. вып.2(11). С. 34 39.

33. Шур М.С. Физика полупроводниковых приборов. В 2 книгах. М.: Мир, 1992. кн. 1. 479 с.

34. Бирюлин Г.И., Горбацевич А.А., Капаев В.В., Копаев Ю.В., Трофимов В.Т. Аналог эффекта Ганна при туннельном переносе между квантовыми ямами с разной подвижностью// ФТП. 2001. т. 35. вып. 11. С. 1357-1361.

35. Усов С.О., Брунков П.Н. Осцилляции тока в сверхрешетках GaAs/AlGaAs с различным уровнем легирования//Шестая Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой оггго- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2004. С. 45.

36. Кузнецов Н.И., Irvine K.G. Вольт-амперные характеристики GaN и AlGaNp-i—n-диодов// ФТП. 1998. т. 32. вып. 3. С. 369 372.

37. Гриняев С.Н., Разжувалов А.Н. Резонансное туннелирование электронов в напряженных структурах GaN/AlxGaixN(0001) с учетом спонтанной поляризации и пьезоэффекта//ФТТ. 2001. т. 43. вып. 3. С. 529 534.

38. Гриняев С.Н., Разжувалов А.Н. Влияние внутренних полей на туннельный ток в напряженных структурах GaN/AlxGai.xN(0001)//<2>TfI 2003. т. 37. вып. 4. С. 450-455.

39. Гриняев С.Н., Разжувалов А.Н. Самосогласованный расчет туннельного тока в двухбарьерных гетероструктурах a -GaN/AlGaN(0001)//OTn. 2006. т. 40. вып. 6. С. 695 700.

40. Пожела Ю., Пожела К., Юцене В. Подвижность и рассеяние электронов на полярных оптических фононах в гетероструктурных квантовых ямахП ФТП. 2000. т. 34. вып. 9. С. 1053-1057.

41. Мокеров В.Г., Галлиев Г.Б., Пожела Ю., Пожела К., Юцене В. Подвижность электронов в квантовой яме AlGaAs/GaAs/AlGaAs// ФТП. 2002. т. 36. вып. 6. С. 713-717.

42. Борисенко С.И. Время релаксации импульса и температурит зависимость подвижности электронов в полупроводниковых сверхрешетках из слабо взаимодействующих квантовых ям!!ФТП. 1999. т. 33. вып. 10. С. 1240-1245.

43. Борисенко С.И. Рассеяние квазидвумерных электронов сверхрешетки GaAs/AlxGaixAs на фононахН ФТП. 2004. т. 38. вып. 2. С. 207 212.

44. Соболев М.М., Соболев Н.А., Усиков А.С., Шмидт Н.М., Якименко А.Н., Гусинский А.Н., Найденов В.О. Глубокий уровень, образующийся в слоях GaN при облучении протонами!/ФТП. 2002. т. 36. вып. 12. С. 1437 -1439.

45. Амброзевич С.А., Лакалин А.В., Солонин А.П. Вольт-емкостные исследования светодиодов на основе гетероструктуры InGaN/GaN// Ученые записки Ульяновского государственного университета. Серия физическая. 2005. вып. 1(17). С. 54-58.

46. Kim J.S., Kim Е.К., Kim H.J., Yoon E„ Park I.-W., Park Y.J. Electrical characterization of InGaN/GaN quantum dots by deep level transient spectroscopy,//Phys. Stat. sol. (b). 2004. Vol. 241. №12. C. 2811-2815.

47. Булярский C.B., Грушко H.C. Обобщённая модель рекомбинации в неоднородных полупроводниковых структурах// ЖЭТФ. 2000. т. 118. № 11. С. 1222-1229.

48. Булярский С.В., Ионычев В.К., Кузьмин В.В. Туннельная рекомбинация в кремниевых лавинных диодах!! ФТП. 1997. т. 37. вып. 1. С. 117 120.

49. Звягин И.П. Вертикальная прыжковая проводимость через виртуальные состояния в сверхрешетках с контролируемым беспорядком// Письма в ЖЭТФ. 1999. т. 69. вып. 12. С. 879 884.

50. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических полупроводниках. В 2 т. М.: Мир, 1982. т. 1. 368 с.

51. Булярский С.В., Грушко Н.С. Генерационно-рекомбинационные процессы в активных элементах. М.: МГУ, 1995. 399 с.

52. Архипов В. И., Руденко А. И., Андриеш А. М., Иову М. С., Шутов С. Д. Нестационарные инжекционные токи в неупорядоченных твердых телах. Кишинев-Штиинца. 1989. С. 170

53. Логинова Е.А. Исследование электрических и электролюминесцентных характеристик гетероструктур на основе нитрида галлия: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Ульяновск. 2005. 20 с.

54. Грушко Н.С., Лакалин А.В., Андреев Д.А. Туннельная рекомбинация!/Сб. Критические технологии и фундаментальные проблемы физики конденсированных сред. УлГУ. Ульяновск. 2001. С. 73 90.

55. Технология тонких пленок под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. Справочник. -М.: Советское радио. 1977. 767 с.

56. Ю Питер, Мануэль Кордона Основы физики полупроводников. М.: Физ-матлит, 2002. 560 с.

57. Грушко Н.С., Лакалин А.В., Евстигнеева Е.А. Исследование вольт-амперных характеристик и спектров электролюминесценции светодио-дов с квантовой ямой, изготовленных на основе GaNZ/Известия вузов. Электроника. 2002. №3. С. 48 56.

58. Берман JI.С. Ёмкостные методы исследования полупроводников. Л.: Наука, 1972. 104 с.

59. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и связь. 1985. 264 с.

60. Каретшжова И.Р., Нефедов Н.М., Шашкин В.И. О точности восстановления профиля легирования полупроводников на основе вольт-фарадных измерений в процессе электрохимического травления!'/ФТП. 2001. т. 35. вып. 7. С. 801 807.

61. Криволапчук В.В., Лундин В.В., Мездрогина М.М. Роль встроенных электрических полей в формировании излучения квантовых ям InGaN/GaN/ADTT. 2005. т. 45. вып. 7. С. 1338-1342.

62. Савельев И. В. Курс общей физики: Учебное пособие для втузов, т. 4 Волны. Оптика. М.: Наука: Физматлит, 1998. 256 с.

63. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973. 456 с.

64. Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высная школа. 1987. 239 с.

65. D.V.Lang Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterize traps in semiconductors!! Journal of Applied Physics. 1974. vol. 45. No. 7. C. 3023 3032

66. Соболев M.M., Ковш A.P., Устинов B.M., Егоров А.Ю., Жуков А.Е., Му-сихин Ю.Г. Емкостная спектроскопия глубоких состояний в InAs/GaAsгетероструктурах с квантовыми точками!/ФТП. 1999. т. 33. вып. 2. С. 184-193.

67. Gamez-Cutzin Н., Daami A., Garchery L., Sagnes I., Campidelli Y., Bremond G. Si/SiGe valence band offset determination using photoluminescence and DLTS in SiGe quantum-well MOS capacitorsИ Microelectronic Engineering. 1998. 43-44. C. 669-676.

68. Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

69. Грушко Н.С., Потанахина J1.H. Влияние электрических полей на пропускание двойной гетероструктуры на основе GaN с одной квантовой ямой// Известия вузов. Физика. 2004. №11. С. 3 10.

70. Грушко Н.С., Потанахина J1.H. Процесс токопереноса в структурах на основе GaN с одной квантовой ямой// Прикладная физика. 2005. №6. С. 128- 134.

71. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Потанахина Л.Н. Процесс туннельной рекомбинации в пространственно неоднородных структурах// ФТП. 2006. т. 40. вып. 5. С. 584-588.

72. Грушко Н.С., Логинова Е.А., Потанахина Л.Н. Определение параметров рекомбинационных центров в пространственно неоднородных структурах// Заводская лаборатория. 2006. №2. С 25 30.

73. Амброзевич А.С., Амброзевич С.А., Грушко Н.С., Потанахина Л.Н. Определение энергии глубоких центров структуры на основе твердого раствора InGaN// Письма в ЖТФ. 2006. т. 32. вып. 4. С. 16 23.

74. Грушко Н. С., Потанахина Л. Н. Отрицательная дифференциальная проводимость в структурах на основе GaN с квантовой ямой// Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 2003. вып. 2(15). С. 64-73;

75. Грушко Н.С., Потанахина Л.Н. Определение параметров барьеров в двойной гетероструктуре на основе GaN с одной квантовой ямой// Ученые записки УлГУ. Серия физическая.вып.1(16). 2004. С. 23 26.

76. Грушко Н.С., Потанахина JI.H. Светодиоды InGaN// Ученые записки УлГУ. Серия физическая, вып. 1(17). 2005. С. 45 54.

77. Грушко Н. С., Потанахина JI. Н. Механизмы токопереноса в структурах на основе GaN с квантовой ямой в диапазоне температур 77-297К// Труды 5-ой международной конференции ОПТИКА, ОПТО-ЭЛЕКТРОНИКА И ТЕХНОЛОГИИ. Ульяновск. 2003. С. 77.

78. Потанахина Л.Н. Токоперенос в структурах на основе GaN с одной квантовой ямой// Шестая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой оггго- и наноэлектрони-ке. Санкт-Петербург. 2004. С. 75.

79. Глушко В.О., Потанахина Л.Н. Особенности C-V-характеристик структур на основе твердого раствора InGaN// ВНКСФ 11. Екатеринбург. 2005. С. 580-581.

80. Глушко В.О., Потанахина Л.Н. Подвижность и время жизни в структурах на основе твердого раствора InGaN// ВНКСФ 11. Екатеринбург. 2005. С. 582-583.

81. Потанахина Л.Н., Амброзевич С.А. Прыжковая проводимость в структурах на основе твердого раствора InGaN// Седьмая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2005. С. 69

82. Потанахина JI.H., Хайрулина А.С. Спектры электролюминесценции структуры на основе твердого раствора InGaN// Седьмая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опго- и наноэлектронике. Санкт-Петербург. 2005. С. 70

83. Грушко Н.С., Потанахина JI.H., Амброзевич С.А. Спектры и эффективность электролюминесценции структуры на основе InGaN// Аморфные и микрокристаллические полупроводники Сборник трудов 5-ой международной конференции. Санкт-Петербург. 2006. С. 305-306.

84. Грушко Н.С., Потанахина JI.H., Амброзевич С.А. Эффективность электролюминесценции InGaN/GaN светодиодов// Труды международной конференции ОПТО-, НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОТЕХНО-ЛОГИИ и МИКРОСХЕМЫ. Ульяновск. 2006. С. 182.