Светодиодные гетероструктуры на основе GaInAsSb тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

гп 0.1

^ Российская Академия наук

Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе

На правах рукописи '

ПОПОВ Андрей Александрович

УДК 621.315.592

СВЕТОДИОДНЫЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ СдЬ^в (01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учецой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выполнена в Физико-техническом им.А.Ф.Иоффе РАН.

институте

Научный руководитель: к.ф.-г.н..с.н.с. Ю.П. ЯКОВЛЕВ.

Официальные оппоненты: д.ф.-м.н., А.Н. ТИТКОВ,

к.ф.-м.н.. А.Г. ДМИТРИЕВ.

Ведущая организация - ПГЗТУ, кафодра диэлектриков и , полупроводников

Защита состоится " ¡рС^^/Л^ 199^г. в ГГ часов на заседании специализированного совета К.003.23.01. Физико-технического института им.А.Ф.Иоффе РАН, 194021, Санкт-Петербург, ул.Политехническая, 26:

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы об автореферате в двух экземплярах, заверенные печатью, просим выслать по указанному адресу ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета, к.ф.-м.н.

Г.С.Куликов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена получению и исследований светодиодных гетероструктур на основе соединений 0а1пАвБЬ/СаЗЬ предельных составов.

Актуальность теми. Излучающие р-п-готероструктуры на основе изопериодных твердых растворов Са1пАБЗЬ, близких по составу к СаЗЬ, являются объектом интенсивны'' исследований. Интерес к научению таких структур обусловлен физическими особенностями накопления носителей обоих типов и рекомбинации в области гетероперехода II-типа Са1пАз5Ь/баЗЬ С1-33, а такке ьогмокноЬтыо использования оптозлектронных приборов, излучающих как в спектральной области минимальных потерь ггТ?д-оптических, волокон (Х=2.5 мкм) [43, так и в области комбинационных переходов молекул экологических загрязнителей. К началу выполнения работы были получены соединения Са'1_х1пз{Азу2Ь1_у в диапазоне 0<х<0.2б (Ев=0.73-0.5о эВ) и исследованы рекомбинационные процессы в структурах с гетеропереходом Са1пАзЗЬ/СаЗЬ (ДЕс/Ее<7СЯ5). Однако, не был исследСван характер рекомбинации вблизи гетеропереходов о большими разрывами зга (ДЕо/Кв>100%): СаМАзБЬ/СаХпАзБЬ и СаЗЬ/Са1пАзЗЬ, которые образуют предельные соединения ба-1п-Аа-ЗЬ на границах активной области'при гетероэпитаксии. Определенные трудности вызывало создание уэкозокныг. соединений для Практически важной, но малоосвоенной спектральной области \>2Л мкм (х>0.25). Это было связано с наличием обширной области несмешиваемости в системе Са-1п-Аа-2Ь С 51.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является получение твердых растворов Са-1п-Аа-БЬ предельного состава, создание на их основе светодиодных гетероструктур и исследованио рекомбинационных процессов в них.

Для достижения поставленной цели были решены следуюси.е задачи: определение границ смешиваемости компонентов Па5Ь, СаЛл, 1пЯЬ, ГпАз в твердом растворе Са1пАяБЬ и выбор оптимальных технологических условий проведения жидкофазной зпитаксии соединений СаТпАзВЬ/СаЕЬ предельное состава;

создание новых длинноволновых светодиодных гетероструктур

на основе предельных соодашний Ga-Tn-Ae--Sb;

исследований рекомбинавдошшх процессов в гетероструктурах с большой разностью ширины, запрещенных зон на основ'* GalriAf-Sb.

Научная новизна. При решении поставленных задач впервые получены следующие результаты:

установлена область смешиваемости соединений, образующих изопериодный твердый раствор GalrWicSb/GaSb (О'Х-О.29) со стороны составов, близких к GaSb;

получено- соединение 6а0>71aIn0>ge As0<234Sl>0 7b состава, предельного к области несмешиваемости;

. установлено преобладание излучательной рекомбинации носителей в области гетэрогрэниц над объемной мокзонной в гетероструктурах на основе ii-GalnAsSb предельного узкозонного состава;

изучены характеристики изотипного гетероперехода GaA10.3aAS0.02Sb/ GaIno. 10^0.09^ • •

обнаружена излучатольняя рекомбинация с энергией максимумы to 340 мэВ, которая наблх .ээтея одновременно с ме кз'онной объемной (hv=600 мэВ) при Т=77К в двойных гетероструктурах на гетерогрякице N-GaAlAsSMn-GalnAsSb;

исследована зависимость каналов релаксации избыточной энергии от величины гетеробарьеров и условий накачки при перегреве активной области гетероструктур на основе GalnAsSb.

Прэг.тичеокая значимость заключается в том, что: получены эпитаксиальные слои Gam AsSb/GaSb в диапазоне 0.25<Х<0.29;

определены оптимальные технологические условия получения предельных соединений в системе Ga-In-A3-Sb;

созданы светодиоды с максимумом излучения до Х=2.55 мкм.

На учмне положенияf представ/:иные к защити:

1. Область существования изопериодных твердых растворов Ga,_xInvAs Sb , близких по составу к GaSb, ограничена состины/и 0«,Х<0.29.

2. Температур3 ' получения твердого: раствора

С!а1п0 286Аз0 034ЗЬ/Са£Ъ, лежащего вблизи области "^смешиваемости, составляет 84ЬК и определяется пересечение»,, границ областей ограничения по условию молекулярности и спинодального распада.

3. В гетероструктурах на основе твердого раствора Са1п0 286Аз0 23д8Ь/Са£Ь одновремекно с квазимежзошюй обьемноК имеет место . излучательная рекомбинация носителей в области ай1пА85Ь/ааЗЬ гетерограница, которая в диапазоне температур 77-ЗСШ и токов-накачки 0.06-6А преобладает над обьемной.

Дпробапия ряррты. Результаты диссертационной работы были представлены в докладах на Всесоюзной конференции "Создание и пути развития;: производства полупроводниковых приборов некогерентного излучения" (Севастополь, 1992), IV Международной конференции по физике и технологии тонких пленок (Ивано-Франковск,, 1993), 1-ой Всероссийской конференции ло физике полупроводников (Н.Новгород -Москва, 1993).

Пуб.мкании. По теме диссертации было опубликовано 8 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура п-иоовртяпии. Диссертация состоит из введения, 3х глав, заключения и с.шска цитируемой литературы. Общий обьем диссертаций составляет 121 страницу, из них-84 страницы текста, 36 рисунков и 7 таблиц; Список цитируемой литературы включает '85/наименований. '

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В рведенщ обоснована научная и практическая значимость работы, определены цели и задачи исследования, сформулированы научные положения, представленные к защите.

Первая слаш посвящена обзору литературы по проблемам, представляющим интерес для настоящей работы.

В первом параграфе рассмотрены вопросы технологии жидкофазной эпитаксии твердах растворов Са-1п-Ал~ЗЬ и особенности, связанные с получением соединений вблиг.и области несмешиваемости. Особо отмечается, что носмощивземасть, физической причиной существования которой явлнотся

деформационное расталкивание атомов различного размера, принципиально ограничивает область возможных концентраций компонентов, составляющих изопериодаый твердый раствор. Дан обзор литературных данных о максимальных концентрациях 1п-Ав в соединениях Са-1п-У -БЬ, достигнутых ЖФЭ со стороны составов, близких к СаЯЬ. .

Ш второй параграфе суммированы результаты измерений электрических параметров и энергетической,структуры запрещенной зоны твердых растворов Са-Гп-Ае-БЬ. Показана зависимость параметров от состава твердого раствора.

В храт^еи параграфе даны характеристики приборных гетероструктур, созданные на базе соединений Са-1п-Аа-БЬ. Приведены основные результаты, • достигнутые при создаши. свегодиодов, перестраиваемых диодных лазеров и быстродействующих неохлаздаемых фотодиодов.

Четвертый параграф посвящен обзору исследований процессов ■

рекомбинации в гетероструктурах на основе твердого раствора

Ва 1п Ав БЬ, (0<х<0.22; Показано, что при анализе ■1-х X у 1-у г

люминесцентных свойств таких гетероструктур одновременно с мекзонной сбьемной следует учитывать рекомбинацию носителей на гетеропереходе ОаБЬ/ОДпАвЗЬ [3,5]. Отмечается тенденция к усилению интересной люминесценции с ростом разности ширины запрещенных зон соединений, образующих гетеропереход.

В ?■ а ключ янии к глава сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Вторая глаза содержит описание методики получения соединений Са-1п~Аз-ЗЬ предельного состава.

В парном параграфа дано описание технологической установки кидкофазной эпитаксии и основных погрешностей определения температуры вгштак.сиального синтеза. Процесс ЖФЭ проводился гш лобораторной установке, сконструированной на базе диффузионнс.. печи СДО-125/4. Температурный градиент менее 0.2К (на базе 360 мм) в диапазоне Т=800-900К достигался при использовании коаксиальной тепловой трубы BKTT-3.049.0QI-07 и настройке блока управления в рабочей зоне реактора. Температуре измерялась относительно нормальной точки льда . и фиксировалась с >?тнзсит<зльноа гсгр^вкостью 0.1К. Абсолютная точность измерения

томиоратурн составляла 1.5К и определялась погрешностью термопари.

Eq втором параграфа рассмотрена методика подготовки и проведения процесса эпнтаксин. Для )Ш использовался трубчатый кварцевый реактор, в котором в атмосфере ьодородя помещалась кассета с. компонентами раствора. Зггнтаксия проводилась в режиме охлавдения со скоростью 0.6 а 0.3 К/мин.

В третьем параграфе дан' краткий пбзор методов, применяемых для определения характеристик эпитэксиал: шх слоев. Химический состав твердого раствора по поверхности опри, являлся на рентгеновском микроаналкзаторе JXA-5 "Camebax" с суммарной погрешностью 2%, Методом рентгеновской' диаграктометрин измерялось рассогласование периодов решетки слоя и подлотои.

Чагвертнй шраиаф содержит описание термодинамической модели ИЭДКП, которая била использован" для расчета составов жидкой и твердей фаз, равновесно сосуществующих в систсмэ Ga-Iri-Aa-Sb. Полуэмпирическая модель ИФЛКП, предложенная Литваком A.M. и Чарыковым H.A. .[?], отличалась повышенной точность» построения диаграмм плавкости вблизи области несмешиваемости. Это достигалось учетом трехчастичшх взаимодействий и прямым соответствием коэффициентов модели к стандартным химическим потенциалам соединений, значения которых установлены о высокой точностью.

Пятый дарагдйй посвящен экспериментальному исследованию границ области существования соединений GalnAsSb со стороны составов, близких к GaSb.

На первой этапе были определена условия кристаллизации предельно обогащенного In-As твердого раствора GalnAsSb при фиксированной температуре зпитаксии (Т-373К). Било обнаружено, что состав твердого раствора проходит через экстремум тогда, когда состав жидкой фози состоит только из молекулярных компонент-соединений А3В5. Оказалось, что существуют составь твердей фазы, в равновесии с которой но неходится ни одна гадкая фаза. Твердые растворы, принадлежащие данной области, т могут быть получены мо годом ЖЗ. Эта область прибегает к

фигуративной точке» наиболее легкоплавкого соединения (ТпБЬ) системы Ссг,?Ь-1ш\г-1п5Ь. Показано, что при выбранной температуре &питаксии соединения, по составу ооотвототвуыщке границе области несмешиваемости,не могут быть созданы. На втором этапе были определены условия проведения эпитаксин, при которых предельный твердый раствор ва -1п-А,з-ЗЪ становится .даффузионно неу тойчивым. Предметом исследования стало нахождение температуры, при которой границы областей ограничений ■ из-за сгошодального распада и по условию молекулярное™, перекрываются. Область существования соединений За-1п-Аз-5и шла рассчитана по модели ИФЛКП. Б результате оказалось, что область ди<£фузионкой неустойчивости расширяется, а область ограни .ений по условию молекул-'рности сужается с падением температуры эпитаксии. Точка пересечения этих границ дала теоретическую температуру кристаллизации и состав максимально обогащенного 1п (из достидамкх , методом ЖФЭ) соединения Са,со сторон!( составов, прилежащих к ваБЬ: ТЪ1)Д=857К, х=0.29. Была экспериментально -/сследоьана температурная зависимость состава предельного твердого раствора, полученного из молекулярного раствора-расплава. Температура ■ апитаксии определялась по результатам серии опытов с тем,чтобы кристаллизующийся твердый раствор был изипешодным. Было установлено, что твердые растворы СаТМ.чБЬ/СаБЬ предельного состава могут быть получены в интчрва-» температур от 878К до 84вК (Табл.!). Кристаллизация максимально

Образец Температура тьг-в' к Состав твердой Фазы

Уд,

1 878 14.4

2 Р73 21.3 18. I

о .868 22.8 П.7

<+ 858 24.3 20.9

5 553 27.4 ?2. 3

6, 2Я А 33. 4

1 30.7 23. >'

8 833 л7 •

* Р7. > 1 22.7

Табл.!. Состаны твавада растьоосв 6а1г1/^51)/Са5Ь.

получ-.-нны-:« &Т>Э на границ?; области невчйшичэдмости. %-пегнид решетки слоя рассогласован с поалэжкой

обогащенного Iri-As соединения GaInQ AsSb наблюдалась при Т-846К. При более' низкой температуре происходило относительное обеднение твердого раствора Ан (у), ухудшалась морфология слоя (Ла/а;-ЗИО~3). При дальнейшем снижении температуры (Тьрв<840К) на подложке наблюдалось образование состоящего из двух фаз поликристаллического слоя, что свидетельствовало о несмешиваемости соединений.. При Т<840К изопериодннй твердый раствор Ga-Iri-As-Sb удалось получить путем использования жидкой фазы немолекулярного состава. Однако, состав соединения в сравнении с экстремальным составом оказался обеднен In. Дополнительным доказательством корректности установленных границ служит отсутствие в литературе данных о существовании' соединений Ga-In-Ac-СЬ за границей продставлпнных в Таблице составов. Получение соединения Galnn „.ABSb/GaSb явилось

V . C.cit>

узловым моментом для создания новых длинноволновых светодиодов.

. TpeiL/i глава посвящена созданию длшшоволновых светодиодов и исследованию процессов рекомбинации в гетероструктурах на основе соединений n-GalriAsSb предельного состава.

В первом nafarpi.te дано описание процесса создания приборных образцов свотодиодов и контроля их качества. Светодиодн создавались на подложке N-Gaob, легированной Те до концентрации носителей заряда (1-3)*!0'7 см-3. В качестве эмиттера использовался слой P-Gan ,.Asn ,0Sbn

1fJ О. K'jx 0.34 0.02 0 . 98

(Е =1.27 эВ) с концентрацией р=1*Ю см-"'* и толщиной 2.5 мкм. Из"структур изготавливались мезасветодиоды диаметром 300 мкм. Площадь р-п-перехода составляла 2.8* Ю~э см2.

Второй. ахрацвй' содержит методику «уморения злоктролюмшюсцентиих характеристик светодиодов. Измерения были проведет! при криогенной (Т=77К) и комнатной (Т=300К) температурах в диапазоне токов 1=0.01-6 А.

ХротМ лараираф посвящен установлению закономерностей излучателыюй рекомбинации в р-n - структурах, образованных продольным соединением с гетеропереходом N-GaSb/n-Galn,- OQAsSb (ДЕ /Е ~ 1001-).

v в

Исследовались структуры, различавшиеся между сооой высотой барьеров на гетерограшщях с предельной активной областью.

Природа люминесценции изучалась в одиночных гвтл^юс'руи-^.уря'г М-С;а5Ь/пСа1г.<Ай5Ь/р0аА1АзЗЬ с толкденой активной области 0.3 мтсм (ЛГС) . • Соотношение межзонного сбьемного и интерфейсного кантон рекомбинации было установлено сравнением люминесценции гетероструктур, различающихся толщиной активной области (0'.3-1.2 мкм). Для определения характера рекомбинации в области гетерограниц были исследованы структуры М~Са5Ь/ п-Са1пАв5Ь/р-СаРо/Р-СаМАвБЬ, в которых п-Г - гетерограница СаТпАвБЬЗЪ/СаАи.зЗЬ отсутствовала, а также 11-Са5Ь/ п-Са1пхАзуБЬ/ п-Са1п0 ■ АйБЬ/Р-СаАйАвБЬ с буферным слоим (х=0; 0. 0; 0.15). При атом величина разрыва зоны проводимости на н-п гетерогранице с активной областью составляла 100, 65 и 43?. от первоначального значения.

Полученные экспериментальные результаты сводятся к следующему. Была обнаружена туннельная природа излучательной рекомбинации в 0ГС. Токовая зависимость энергии максимума излучения (Табл.2) имела логарифмический характер 1п(1)~(йг>/е) и содержала несколько участков. Полоса излучения лежала в длинноволновой области Ь т<Ее при малых значениях тока (1<30 мА при Т=300К, К100 мА 1гри Т=77К). Максимум полосы излучения имел меньшую энергию при-азотной, чем при комнатной температуре в диапазоне КЗО мА. Спектр излучения содержал затянутый длинноволновый спад. Форма спектра видоизменялась с ростом накачки. Наблюдалось , насыщение длинноволновых спадов полос люминесценции, снятых при нарастающих уровнях возбуждения. Полуширина полосы излучения изменялась с ростом тока в широких пределах: 25-180 мэВ (Т=77К) и 38-190 м&В (Т=300К). Токовая зависимость полуширчнь содержала участки сужения, роста и стабилизации. Было установлено преобладание излучательной рекомбинации в области гетерограницы над квазимежзонной объемной в структурах .на основе предельного соединения . диапазоне токов 1=0.01-6 А и температур Т-77-300К. Рокомбинаиия имола свойства, характерные для кйааииелйднпой. обьомл-зй ь одиночных гетероструктурах с талщиноЯ активной области не менее 1.2 мкм (€=2 мэВ) в диапазон* токов, ограниченном значениями 1<150 мА (,Т=ЗСОК). На наличие рекомбинации в области готерограниц указывали большая полуширина спектра лшкчесценции

-1.1-

и малая разница эноргий в максимума спектров излучения, снятых при азотной и комнатной, температуре. Сопоставление спектральных характеристик готероструктур, различавшихся зонной диаграммой, позволило сделать вывод о наличии рекомбинации на п-Р ва1 пАа£>Ъ/'(ЗаА1 АзБЪ гетерогранице (е=63 мэВ, Т=77К) при малых уровнях накачки (1<50мА>. Люминесценций при больших токах СI< 100 мА, Т=77К) .была связана с рекомбинацией дырок на вто^е локализованное состояние электронов в СаТпАйбЬ в области Н-п

Ток накачки МА

15 30 50 100 150 500 1000 2000 4000 6000

Энергия максимума люминесценция. мэВ

0аБЬ/йа1пАзЗЬ

0.3 Ш1

иш

х=0.10

Сэ1п АзЗЬ/СаГпАоЗЬ

х=0.15

77К ЗООК 77К ЗООК" 77К ЗООК

, 77К

ЗООК

478 488.

534 542

495 >00

Р53 512 Ь/4 522 602 550 618 553 632 580 660 596 688 639

562 504

563 505 565 507. 568 508 579 532 592 548 Р05 563 СЛО 578 632 586

504 515 505

563 516

564 525 568 5,42 '570 555 590 570 607 586 620 596

553 562

582(562)

607.(563

609(564)

611(569)

613(570),

620(572)

642(572)

659(574)

488(532)

496(533)

500(533)

506(534)

503(534)

51ГИ ^41

510(563)

512(573)'

513(534)

515(590)

Табл.2. Положение максимума излучения в гетероструктурах на основе- предельного соодишния. ■ В скобках- вторая полоса излучения.

гетероперехода (е~22 мэВ). При возрастании уровня накачки в результате смещения квазиуровня Ферми для дырок в Са1пАэЙЬ к энергии акцепторных состояний в СаЗЬ становилось возможной рекомбинация связанных дырок с локализованными и свободным!; электронами в баЗЬ, причем энергия сдвига е зависела от величины Л-п гетеробарьера (е^24, 20-и 16 мэВ для 10035, 652 и 43% величины при Т=300К). При больших уровнях, инжекции (1>4А), когда глубина потенциальной ямы уменьшалась и квазиуровень для дырок становился выше потолка валентной зоны, доминировала полоса излучения, обусловленная рекомбинацией части дырок' в М-СиЗЬ (е-100 мэВ). Снижение величины гетеробарьероэ на М-п границе имело следствием пояяление полосы' излучения, соответствущой рекомбинации в евьеме буферного слоя. Увеличение

разрывов зон на N-n границе (ДЕ0/Е "100%) приводило к усилению локализации носителей в области смещенного гетероперехода и расширению токового и температурного диапазонов, в котором наблюдалась рекомбинация в области N-n - гетерограницы. Установленное прямое влияние величины разрыва зон N-n-гетероперехода позволило управлять диапазоном токов накачки, в котором доминирует интерфейсная рекомбинация. Результатом исследования стало создание светодиода с максимумом излучения в спектральной области X=2.4-2.G мкм и внешней квантовой эффективностью при комнатной температуре.

В четвертом параграфе представлены характеристики р-Р GaAl0 3dAs0 fj£Sb/GaIn0 l0As0 09Sb гетероперехода. Измерения были выполнены дифференциальным двухчасготным вольт-емкостным методом при комнатной температуре. Пространственное разрешение составляло 100 8. Была установлена величина разрыва валентных зон- AEv=56^13 мэВ. Со стороны GalnAsSb был обнаружен слой обогащения с величиной поверхностного заряда 4* 101" см"2 и характерным размером (по полуспаду) не более 100 Й.

Паый параграф посвящен изучению излучательной рекомбинации на N-GaAlAsSb/ riGalnAsSb гетерогранице с большими разрывами зон (ЛE^/Eg~130%). Исследовались двойные и одиночные гетероструктуры на основе активной области Galn0 ггАа0 t9Sb (Ек=600 мэВ, п=4*1015 см"3, Т=77К). Приводятся характеристики впервые обнаруженной излучательной рекомбинации в спектральной области 3.6-3.8 мкм (hv=340 мэВ) на изотипном GuInAsSb/GaAlAsSb гетеропереходе. Рекомбинация наблюдалась при Т=77К в части образцов двойных готероструктур при высоких уровнях накачки (Т>0.5А) одновременно с межзошой объемной (bv=600 мзВ) и содержала несколько полос. Интенсивность длинноволновой люминесценции составляла порядка Ш~э от основной межзошой. Анализ показал, что длинноволновая рекомбинация может быть связана с переходами носителей через ' интерфейсные [2,6] и глубокие состояния [8], характерные для соединений А3В5.

¡Пылай яорадаф посвящен исследованию процессов безизлучательной релаксации избыточной энергии носителей заряда в активной области гетероструктур на основ»? n-G.: InAsSb.

Ii Первом {йадела приведены результаты измерения перегрева

пктивной области ^етероструктур относительна корпуса диода. Величина пе^ егревп бнда получена методом темпера урного коэффициента напряжения (ТКН) "3 стационарных и импульсных вольт-амперных характеристик кВЛХ), измеренных в термсстате и при комнатной температуре. Было установлено, что в режиме постоянной накачки перегрев начинает проявляться при токах более 10 мА и достигает 5С К в рабочем диапазоне (1=30-50 мА). Значение перегрева зависело от типа гетероструктуры, причем, температура ДГС была больше, чем ОГС, на 1" К.

Второй раздел содержит анализ каналов безызлучательной релаксации избыточной энергии при различных режимах накачки. Показано, что при малых уровнях накачст (1<30мА) основным процессом, в результате которого происходит перегрев активной области, является инжекция горяча носителей заряда. С ростом уровня накачки (К50 мА) происходит разогрев фононной системы, причем, температура решетки изменяется относительно равновесного состояния, а избыточная энергия рассеивается в эмиттерные области и окружающую среду. При высоких уровнях накачки (1>50 мА) повышение температуры решетки'активизирует процессы безызлучательной оже-рекомбинации.

Б третьем раад&аа рассмотрены процессы -безызлучательной оже-рекомбинациии. Показано, что перегрев в одиночных и двойных гетероструктурах, вызванный процессом оже-рекомбинации, составял 8К и 10К. Сделан вывод о преобладали в предельных соединениях канала СНСС-рекомбинации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы следующие:

1. Определена область смешиваемости соединений GaSb, Irish, InAs, GaAs а тгзрдом растворе GalnAsSb со сторон?! составов, Слизких к GaSb. Получено соединение Ga0 7t4In0 2e*Aso глд'^о 76 предельного состава с максимально возможным содержанием ийлия.

2. Созданы светодиоды, излучающие в области минимальные гютерь 2гР,-оптических волокон в диапазоне Х=?..Г> мкм.

3. Уотаноымно, чтг. переходы, обусловленные рек^мбин^ци^й нзеитол^ зпрялэ t< области гетерогрзиии. доуклируит йод

обьемными в гетераструктурах с большими разрывами, зон на основе предельных соединений GalnAsSb в практически значимом диапазоне токов накачки (0.01-6А) и температур (77-SOOK).

4. Обнарукона длинноволновая излучатэльная рекомбинация ■ в спектральной области hv=340 мэВ, существующая при Т=77К одновременно с меакзонной обьемной (hv>=60T мэБ) в гетероструктурах на основе изотщшого n-GaInQ 2£AaSb/ N-GaAlAsSb гетероперехода.

5. Измерена температура перегрева активной области гетероструктур о большими' значениями разрывов зон на основе n-GalnAsSb. Определены каналы бэзызлучательной релаксации избыточной энергии при различной величине инжэкциошюго тока и разности ширины запрещенных;, зон предельных .соединений, фэрмирущих гетеропереход. " '

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Баранов А.Н., Гусейнов A.A., Литзак A.M., Попов A.A., Чарыков H.A. Шерстнев В.В., Яковлев Ю.П. Получение твердах растворов GalriAsSb, изопериодных к GaSb, вблизи границы области несмешиваемости..// Письма в ЖТФ.1990.Т.16.В.5.С.33-39.

2. Именков А.Н., Капранчик О.П., Литвак A.M., Попов A.A., Чарыков H.A., Яковлев ■-р<П,. 'Длинноволновые'' светодиоды на основе. GalriAaSb, вблизи области несмешиваемости (2.4-2.6 мкм, Т=300К). // Письма в ïira.1990.T.16.B.24.G.'l9-24.

3. Гребенюк A.M., Литвак A.M., Попов A.A., Чарыков H.A., Шерстнев В.В. Яковлев Ю.П. Фазовыа равновесия расплав-твердое тело в системе Pb-GaAs-GaSb. //ÂHX.199Î.T.36.B.4.C.1Gs7-1071. ;

4. Гребешок A.M., Литвак A.M., Попов A.A., Сяврис C.B., Чарыков H.A. Параметры слоя полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур в зависимости от условий проведения, ЖФЭ (на примере системы GalnAsSb). //ШХ.1991.T.G4.В.12.С.2587-2592.

5. Колчановэ Н.М., Попов A.A., Яковлев Ю.П. Длинноволновое излучение (3.8 мкм) в светодиодах GalnAsSb/GaAlAaSb-//Письма 8 ЖМ>. 1992 .Т. 18. В. 17. С. 40-44.

6. Сукач Г.А., Богословская А.Б., Колчанова Н.М., Попов A.A. Физические процессы в активной области гетероэпитаксиальных ИК излучателей па основе GalnAsSb. // Ргос. IV Intern. СопГ. Phys.

& Techn. Thin Films. Iv^no-irankivsk.1993.Pt.1.P.128.

7. Богословская' А.Б., Молчанова H.M., Попов А.А., Сукач Г.А. Распределение примеси Гетероструктурах на основе GalnAsSb. //ФТП.1993.Т.27.В.9.С.1&74-1577.

8. Колчанова Н.М., Попов А.А., Богословская А.Б.', Сукач А.Б. Разогрев в гетеросветодаодах на основе GalnAsSb. //Письма в ЖТФ. 1993.Т.19.В.21 .С.61-65.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Баранов А.Н,, Гусейнов А.А., Рогачев А.А. и др. Локализация

электронов на гетеро.границе II типа. //Письма В ЖЭТФ. 1988.Т.48.В.6.С.342-344.

2. Андреев,И.А., Баранов А.Н., Михайлова М.П. и др. Усиление фототока в изотипной структуре n-n GaSb-GalnAsSb.

//Письма в ЖТФ. 1988.Т.14.В.5.С.389-393.

3.' Титков- 'А.Н.., Чебан В.Н., Баранов А.Н. и др. Природг. спонтанной электролюминесценции гетероструктур II типа GalnAsSb/GaSb. /ЛгаП.-1Э90.-Т.24.~В.6.-С.1056-106Т.

4. Prance Р.1., Cartel' S.P., Moore M.W. etc. Ultimate realistic losges of ZrP^ based IR filers. //SPIE. 1986. Vol.618.P.51-57..

5. DeWinter J.C., Pollack M.A., Srivastava A.R. etc. tPE GalnAsSb lattice-matched to (1GC) GaSb over the 1.71 to 2.33 jtm wavelength range, //¿.of Elect.Mater.1985.V.4.no.6.P.729-747.

6. Андаспаева A.A., Баранов А.Н., Гусейнов А.А. и др. Природа спонтанной электролюминесценции гетеросветодиодов на основе GalnAsSb для "спектрального диапазона 1.8-2,4 мкм. //ФТП.1990.Т.24.В.10.С.1708-1715.

7.Литеэк A.M., Чарыков Н.А. Новый термодинамический, метод расчета фазовых равновесий расплав-твердое тело. Системы А3В5.//ЖФХ.1990.Т.64.В-9.С.2331-2337.

8. Джумамухамботов И.Г., Дмитриев А.Г. К вопросу о природе полосы излучения (1.23-1.25) эЕ в спектре люпинесцчнция кристаллов GaA3<Te>. //ФТП.1992.Т.25.В.5.С.9SO-959.

m ПИ®, аак.7<», тйр.100,уч.-иад.л.1;29Д-1993г.