WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Сублинейный вид ватт-амперной характеристики при прямом смещении (см. рис. 7) является характерным для СД с длиной волны излучения max > 3мкм и наблюдался ранее в диодах с рекомбинацией на гетероРис. 7. Ватт-амперные характеристики СД на основе InAsSb границе InAs/InAsSb [18], в СД на основе InAsSb [19], при температурах 22 (a) и 180C (b). Сплошная линия (a, b) — PbSe [2], а также в СД на основе квантовых ям импульсный режим 10 µs, 2 кГц, точки (a) — непрерывной InAs/InGaSb/InAs [20]. При этом в ряде случаев имелась режим (CW).

заметная зависимость выходной мощности от длительности и (или) частоты подаваемого на диод тока, свидетельствующая о неоптимальном решении проблемы зования (КП), определенный как отношение NLP/Isat, теплоотвода. В наших экспериментах мы попытались уменьшается при нагревании от 20 до 175C с 0.4 оценить разогрев структуры диода исходя из известной до 0.1 мВт/А. Имеется весьма ограниченный набор па- температурной зависимости спектра излучения и из раметров, входящих в величину NLP (а именно спектр сравнения вольт-амперных характеристик диодов, измеизлучения и коэффициент отражения на границе раздела ренных при различных режимах питания. Оба метода полупроводник/воздух, принимаемый равным 0.3 при определения разогрева p-n-перехода показали, что при вычислении мощности излучения „абсолютно черного самых жестких условиях накачки разогрев активной обтела“). Поэтому можно было бы надеяться, что величина ласти СД не превышает 8 K вплоть до токов 500 мА. ИлNLP/Isat будет адекватно отражать температурные изме- люстрацией этого служат ватт-амперные характеристинения эффективности СД в области малых токов, как ки СД (рис. 7), измеренные в импульсном (5мкс, 2кГц) 6 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 722 Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь вклада боковых максимумов при Z =(±400) мкм, связанных с выходом излучения на краях образца, что также можно интерпретировать как уменьшение доли лучей, рассеянных внутрь полупроводника при начальном падении лучей на поверхность. При этом в большинстве образцов было достигнуто (20-30)%-e увеличение мощности излучения, в том числе и в непрерывном режиме (30 мкВт). Полученный коэффициент увеличения выхода излучения (K) оказался существенно меньше, чем для СД из PbSe (K = 6 [2]), что, вероятно, связано с меньшим показателем преломления по сравнению с PbSe (n = 5).

Сублинейный характер ватт-амперной характеристики делает труднодостижимой задачу получения источников большой яркости в длинноволновом диапазоне спектра, в частности вблизи 4.2 мкм. Тем не менее внешний квантовый выход наших СД с плоской световыводящей поверхностью при комнатной температуре ( = 5 · 10-4) оказался несколько выше, чем в слоях PbSe с текстурированной (оптимизированной для вывода света) поверхностью при сопоставимых уровнях накачки ( = 3.5 · 10-4 [2]). Из анализа данных работы [22] можно также заключить, что яркость СД на основе сверхрешеток InAs/InAsSb (108 мкВт при 1.5 А в режиме 6мкс, 20кГц, D = 600 мкм) составляет не более 50% от значения, представленного в данной работе.

Таким образом, показано, что в светодиодах флип-чип на основе гетероструктур p-InAsSbP/n-InAsSb/n+-InAs с диаметром активной области 240 мкм, излучающих на длине волны 4.2 мкм (300 K), углубление мезы Рис. 8. Фотография поверхности СД с глубокой мезой, до 40-50 мкм приводит к увеличению эффективного обработанного в селективном травителе, (a) и распределение излучения вблизи поверхности (ближнее поле) СД с плоской размера светящейся области поверхности и увеличению и рельефной травленной поверхностями (b).

в 1.3 раза выхода излучения из полупроводника. Химическое травление и создание рельефа на световыводящей поверхности приводит к дополнительному расширению эффективной области свечения и увеличению выхода и непрерывном режимах. Из одинаковости хода завиизлучения на 20-30%. При этом максимальная внешняя симости мощности от тока для двух режимов можно квантовая эффективность электролюминесценции в лучзаключить, что уменьшение КП при увеличении тока ноших диодах составила 5 · 10-4 при комнатной темперасит более фундаментальный, нежели тепловой разогрев, туре; при температуре 175C ее значение уменьшается характер, связанный, например, с уже упоминавшейся в 20 раз и становится меньше, чем для режима отоже-рекомбинацией. Отметим, что непрерывный режим рицательной люминесценции. Максимальная мощность получен нами при токе 500 мА, что существенно выше излучения в непрерывном режиме составила 30 мкВт считавшегося предельно возможным значением 150 мА (500 мА, 300 K), при этом перегрев активной области для данного класса диодов [21].

не превышал 8 K.

Для дальнейшего увеличения эффективности рабоРабота поддержана программой SBIR и Фондом ты СД нами было использовано химическое травление содействия развитию МП НТС РФ (№ 3828р/5982 и световыводящей поверхности, приводящее к появлению 06-2-Н4.2-0201) и выполнена при административной на ней рельефа, показанного на рис. 8, a. Наличие остроподдержке со стороны Фонда гражданских исследований конечных пирамид травления обеспечивает эффективное США для стран СНГ (CRDF).

увеличение угла полного внутреннего отражения для лучей, вышедших из активной области. Действительно, как Двое из авторов (Н. Зотова и М. Ременный) выражают видно из распределения излучения в ближнем поле для благодарность Совету по грантам Президента Российобразцов с плоской и текстурированной поверхностями, ской Федерации для поддержки молодых российских показанного на рис. 8, b, наличие пирамид травления ученых и ведущих научных школ Российской Федераприводит к расширению области свечения над анодом, ции за поддержку проекта № МК-1804.2005.02, а также что эквивалентно увеличению cr (см. рис. 6). Одновре- Конкурсному центру фундаментального естествознания менно с этим имеет место уменьшение относительного за поддержку проекта № PD06-2.0-225.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Светодиоды флип-чип на 4.2 мкм с глубокой мезой травления Список литературы Flip-chip LEDs with deep mesa emitting at 4.2 µm [1] A.M. Green, D.G. Gevaux, C. Roberts, C.C. Phillips. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostruct., 20, 531 N.V. Zotova, N.D. Il’inskaya, S.A. Karandashev, (2004).

B.A. Matveev, M.A. Remennyi, N.M. Stus’ [2] F. Weik, J.W. Tomm, R. Glatthaar, U. Vetter, D. Szewczy, Ioffe Physico-Technical Institute, J. Nurnus. A. Lambrecht, L. Mechold, B. Spellenberg, Russian Academy of Sciences, M. Bassler, M. Behringer, J. Luft. Appl. Phys. Lett., 86, 041106 (2005); J.W. Tomm, F. Weik, R. Glatthaar, U. Vetter, 194021 St. Petersburg, Russia J. Nurnus, A. Lambrecht, B. Spellenberg, M. Bassler, M. Behringer, J. Luft. Proc. SPIE, 5722, 319 (2005).

Abstract

We present spectral, current–voltage and light–current [3] T. Fujii, Y. Gao, R. Sharma, E.L. Hu, S.P. DenBaars, S. Nakacharacteristics as well as near field light distribution in episidemura. Appl. Phys. Lett., 84, 855 (2004).

down (flip-chip) InAsSb light emitting diodes (LEDs) (4.2 µm, [4] V. Zabelin, D.A. Zakheim, S.A. Gurevich. IEEE J. Quant.

300 K) having 40–50 µm deep and 240 µmwide mesa. We discuss Electron., 40, 1675 (2004).

the impact of the height of the mesa side walls on the light [5] Е.А. Гребенщикова, А.Н. Именков, Б.Е. Журтанов, Т.Н. Данилова, М.А. Сиповская, Н.В. Власенко, Ю.П. Яковлев. extraction efficiency and selection of the operation mode with ФТП, 38, 745 (2005). [E.A. Grebenshchikova, A.N. Imen- respect to the operating temperature.

kov, B.E. Zhurtanov, T.N. Danilova, M.A. Sipovskaya, N.V. Vlasenko, Yu.P. Yakovlev. Semiconductors, 38, (2004)].

[6] T. Ashley, D.T. Dutton, C.T. Elliott, N.T. Gordon, T.J. Phillips.

Proc. SPIE, 3289, 43 (1998).

[7] G.R. Nash, N.T. Gordon, D.J. Hall, M.K. Ashby, J.C. Little, G. Masterton, J.E. Hails, J. Giess, L. Haworth, M.T. Emeny, T. Ashley. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostruct., 20, 540 (2004).

[8] V.K. Malyutenko, O.Yu. Malyutenko, A. Dazzi, N. Gross, J.-M. Ortega. J. Appl. Phys., 93, 9398 (2003).

[9] M.A. Remennyi, B.A. Matveev, N.V. Zotova, S.A. Karandashev, N.M. Stus’, G.N. Talalakin. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostruct., 20, 548 (2004).

[10] T. Ashley, C.T. Elliott, N.T. Gordon, R.S. Hall, A.D. Johnson, G.J. Pryce. Appl. Phys. Lett., 64, 2433 (1994).

[11] B. Matveev, N. Zotova, N. Il’inskaya, S. Karandashev, M. Remennyi, N. Stus’. Phys. Status Solidi C, 2, 927 (2005).

[12] H.H. Gao, A. Krier, V. Sherstnev, Y. Yakovlev. J. Phys. D:

Appl. Phys., 32, 1768 (1999).

[13] M.A. Remennyi, N.V. Zotova, S.A. Karandashev, B.A. Matveev, N.M. Stus’, G.N. Talalakin. Sensors & Actuators B:

Chemical, 91, 256 (2003).

[14] V.K. Malyutenko, O.Yu. Malyutenko, A.D. Podoltsev, I.N. Kucheryavaya, B.A. Matveev, M.A. Remennyi, N.M. Stus’. Appl.

Phys. Lett., 79, 4228 (2001).

[15] B.A. Matveev, N.V. Zotova, N.D. Il’inskaya, S.A. Karandashev, M.A. Remennyi, N.M. Stus’, G.N. Talalakin. J. Mod. Optics, 49, 743 (2002).

[16] Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, В.В. Шустов. ФТП, 38, 1270 (2004).

[17] T. Ashley, J.G. Crowder, V.P. Mannheim, S.D. Smith. PCT patent application WO 00/02263. Published 13 January 2000.

[18] A. Krier, V.V. Sherstnev. J. Phys. D: Appl. Phys., 33, (2000).

[19] H.H. Gao, A. Krier, V. Sherstnev, Y. Yakovlev. J. Phys. D:

Appl. Phys., 32, 1768 (1999).

[20] N.C. Das, G. Simonis, J. Bradshaw, A. Goldberg, N. Gupta.

Proc. SPIE, 5408, 136 (2004).

[21] V.K. Malyutenko. http://optics.org/articles/news/9/4/(11 April 2003).

[22] M. Pullin, X. Li, J. Heber, D. Gevaux, C. Phillips. Proc. SPIE, 3938, 144 (2000).

Редактор Л.В. Шаронова 6 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.