WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

трами Er, можно также существенно увеличить, ес- Найденные закономерности могут быть лишь частично использованы при получении диодов методами МЛЭ ли в одной структуре многократно повторить переход или ИМП. Ширина их ОПЗ мала — сравнима с длиной p+-n-Si : Er. В диодах, сделанных на таких структурах, одного пробега электрона при рассеянии на центрах почти пропорционально увеличивалась интенсивность ЭЛ. Ограничивается рост IEL только увеличением рабо- Er. В методах МЛЭ и ИМП традиционно существуют также трудности выращивания структур с малой плотночего напряжения диода. Последнее определяется условистью дефектов кристаллической структуры и заданным ями теплоотвода в диоде и возможностью эксплуатации распределением примесей, в частности получения в диода при повышенных температурах. Исследования процессе роста резких концентрационных переходов, показали, что диод с базой Si : Er может длительное сильно легированных и селективно легированных обвремя работать при высоких температурах, например ластей.

при 200C, сохраняя неизменными первоначальные паЭрбий как легирующая примесь в кремнии может раметры ЭЛ.

быть использован не только в оптоэлектронных прибоВ данной работе не рассматривалась роль факторов, рах. По сравнению с другими примесями, которые также влияющих на выход ЭЛ из диода. Заметим только, имеют глубокие уровни в кремнии, центры Er обладают что IEL зависела от высоты неровностей исходной подрядом преимуществ при легировании методом СМЛЭ.

ложки. Например, в диодах IEL увеличивалась в 4 раза, 1. Центры эрбия можно ввести в слои Si до больесли структура выращивалась на поверхности подложки шой концентрации 1019-1020 см-3, при этом плотность с высотой неровностей 20 мкм (рис. 2).

дефектов кристаллической структуры, наблюдаемых в оптический микроскоп, остается относительно неболь5. Заключение шой — 102-104 см-2.

2. Отсутствие сегрегации эрбия на поверхности роста При получении структур Si : Er/Si методом МЛЭ и диффузии в объеме слоев позволяет вводить его в в камере роста создается сверхвысокий вакуум СМЛЭ-слои с контролируемой концентрацией NEr и 10-10-10-11 мбар, затем в процессе испарения эрв нужное место, в частности локально [1], например, бия производится напуск кислорода при давлетолько в область толщиной до 2 нм.

нии 10-9 мбар. Мы пошли иным путем — осаждали 3. Независимо от NEr концентрации электронов в слослои Si : Er в вакууме (2-6) · 10-7 мбар. Слои Si : Er при ях Si : Er могут меняться путем легирования донорами P, этом еще имели небольшую плотность дефектов криSb, As в широких пределах Nd = 1.5 · 1016-3 · 1020 см-3.

сталлической структуры. Остаточными газами были N, 4. Центры Er в Si являются источниками фото- и элекO, H, CH4, H2O и др. [1], давление каждого из которых тролюминесценции. Интенсивность излучения зависит было не менее 10-9 мбар. Методом СМЛЭ нам удалось от концентраций NEr, Nd в слое Si : Er и от его размеров.

получить слои Si : Er с малой концентрацией носителей Используя эту связь, по известным параметрам можно заряда (до 1.5 · 1016 см-3) и соответственно диоды с определить неизвестные.

широкой ОПЗ. Одной из задач данной работы было При измерении электролюминесценции существеннайти способы получения ЭЛ в диодах с большой ОПЗ, ный вклад был сделан В.Б. Шмагиным (Институт физики а также увеличить в структуре область взаимодействия микроструктур РАН, Нижний Новгород). Авторы благогорячих электронов с центрами Er.

дарят Б.А. Андреева (Институт физики микроструктур В этой работе исследованы зависимости интенсивноРАН, Нижний Новгород) за постоянное внимание к сти ЭЛ от концентрации и распределения как Er, так и работе и Н.А. Соболева (Физико-технический институт обычных для Si доноров в ОПЗ, а также от толщины им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург) за полезное ОПЗ. Найдены способы получения ЭЛ в диодах, имеюобсуждение.

щих широкую ОПЗ (0.15-1мкм), в частности, показана возможность получения диодов Si с толстой ОПЗ и Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант туннельным типом пробоя. Указана возможность увели- № 01-02-16439, 02-02-16773), Министерства промышчения интенсивности электролюминесценции IEL на по- ленности и науки РФ (Госконтракты № 40.020.1.1.1161, рядок и более путем многократного повторения в исход- 40.020.1.1.1159), Министерства образования РФ.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Электролюминесценция на длине волны 1.54 мкм в структурах Si : Er/Si, выращенных методом... Список литературы [1] В.П. Кузнецов, Р.А. Рубцова. ФТП, 34, 519 (2000).

[2] A. Reittinger, G. Stimmer, G. Abstreiter. Appl. Phys. Lett., 70 (18), 2431 (1997).

[3] W.-X. Ni, C.-X. Du, F. Duteil, G. Pozina, G.V. Hansson. Thin Sol. Films, 369, 414 (2000).

[4] M. Markmann, E. Neufeld, A. Sticht, K. Brunner, G. Abstreiter. Appl. Phys. Lett., 78, 210 (2001).

[5] G. Franzo, S. Coffa, F. Priolo, C. Spinella. J. Appl. Phys., 81 (6), 2784 (1997).

[6] S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo, A. Pacelli, A. Lacaita. Appl.

Phys. Lett., 73 (1), 93 (1998).

[7] Н.А. Соболев, А.М. Емельянов, Ю.А. Николаев. ФТП, 34 (9), 1069 (2000).

[8] В.Б. Шмагин, Д.Ю. Ремизов, З.Ф. Красильник, В.П. Кузнецов, В.Н. Шабанов, Л.В. Красильникова, Д.И. Крыжков, М.Н. Дроздов. ФТТ, 46, 110 (2004).

[9] А.С. Перов, В.М. Перова, В.П. Кузнецов, А.Ю. Андреев.

Поверхность. Физика, химия, механика, 6, 28 (1988).

[10] В.П. Кузнецов, Р.А. Рубцова, В.Н. Шабанов, А.П. Касаткин, С.В. Седова, Г.А. Максимов, З.Ф. Красильник, Е.В. Демидов. ФТТ, 47 (1), 99 (2005).

[11] C. Erginsoy. Phys. Rev., 79 (6), 1013 (1950).

[12] Y. Ocuto and C.R. Crowell. Sol. St. Electron., 18, 161 (1975).

[13] В. Шокли. УФН, 77, 161 (1962).

[14] И.В. Грехов, Ю.Н. Сережкин. Лавинный пробой p-nперехода в полупроводниках (Л., Энергия, 1980) [15] S.M. Sze, G. Gibbons. Appl. Phys. Lett., 8, 111 (1966).

Редактор Т.А. Полянская Electroluminescence at 1.54 µm wavelength in Si : Er/Si structures grown by sublimation molecular-beam epitaxy V.P. Kuznetsov, D.J. Remizov, V.N. Shabanov, R.A. Rubtsova, M.V. Stepikhova, D.I. Kryzhkov, A.N. Shushunov, O.V. Belova, Z.F. Krasil’nik, G.A. Maximov Physical and Technical Research Institute, Nizhni Novgorod State University, 603950 Nizhniy Novgorod, Russia Institute for Microstructures, Russian Academy of Sciences, 603950 Nizhniy Novgorod, Russia

Abstract

The electroluminescence (EL) was investigated at room temperature at wavelength of 1.54 µm in Si : Er/Si diode structures grown by sublimation molecular-beam epitaxy at a pressure of 10-5 Pa and temperatures of 520-580C. EL intensity was determined as a function of space charge region (SCR) width and Er and donor impurities concentration and its distribution.

The methods were found to obtain EL in diodes with wide SCR (0.1-1 µm). Er excitation threshold energy and the free run path of electrons for scattering with Er centers were evaluated.

Breakdown electric field strength values were determined from experiments for Si p-i-n diodes doped and nondoped with Er.

The model was proposed for interaction of the hot electrons with Er centers.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.