WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

SVD и BVD, если используются неоптические системы регистрации отклонений зонда, например пьезорезистив(8) ный кантилевер или кварцевая вилка [17]. Этого же Зависимость (8) представлена в виде пунктирной следует ожидать и при исследовании зеркал приборов линии 2 на рис. 5, a. Наилучшее согласие между из широкозонных материалов, не поглощающих света моделированием и экспериментом достигалось при АСМ-лазера.

значении 7 · 10-4 см2 · A-1. Используя его и со= отношения (7), найдем коэффициент k: k = · jHeNe Наконец, рассмотрим наблюдавшееся с ростом тока насыщение сигнала SVD над заземленной под 7 · 10-4 · 5 0.004. Зависимость 1 на рис. 5, a изложкой (рис. 5, b). Используя (2), а также соотномерялась в подложке на расстоянии 20 мкм от места Leak AFM шение jLeak/ jAFM = /, оценим ток утечки выхода на скол активной области. На этом расстоянии дырок на поверхность, достигаемый на уровне наплотность тока утечки составляет приблизительно 0.4% сыщения сигнала SVD. Для уровня насыщения сигот плотности полного тока. С помощью СКЗМ можно нала SVDSat 60 мВ, скважности импульсного воз= определить вариации k(x, y), и таким образом измерить буждения Z = 200, плотности фонового фототока полный ток поверхностной утечки в лазере.

jAFM 0.05 A · см-2 вычислим плотность тока утеч= Рассмотрим возможность восстановления значений BVD по экспериментальным сигналам SVD и SPV.

ки: jLeak = Z · jAFM exp( · SVDSat) - 1 200 · 0.05 · = Как уже обсуждалось, изменения приповерхностного = 100 A · см-2. Измерения проводились на расстоянии барьера содержатся в разнице между локальными зна10 мкм от i-волновода лазера со 100 мкм контактом. Это чениями BVD и SVD. С другой стороны, сигнал SPV дает оценку для полного тока утечки ILeak = 1мА, что также содержит информацию об изменениях изгиба составляет лишь доли процента от величины порогового Leak AFM HeNe зон. Если выполняется условие + тока.

(высокий уровень внешнего фотовозбуждения), тогда, Cледует упомянуть, как достигалась корректность используя (2) и (3), можно показать, что значения BVD измерений при непрерывной работе лазерного диода.

подчиняются следующему выражению:

Например, достоверность данных SVD( j) контролиро валась получением наборов изображений сигнала CPD:

BVD( j) SVD( j) +SPV( j) - SPV(0). (9) = CPD(0, t0) CPD( j, t1) CPD(0, t2) с проверкой совВ правой стороне (9) стоят только экспериментально падения распределений CPD(0, t) в моменты времени tизмеряемые величины. и t2 (в нашем случае с точностью до 10 мВ). Кроме того, На рис. 4 высокий уровень внешнего фотовозбужде- в условиях, по прямому току близких к порогу генения достигается лишь вдалеке от p-i-n-перехода, где рации, приходилось десятки минут ждать стационарной сигнал SPV( j) составляет 30 мВ. Действительно, под- ситуации для измерений данных CPD( j, t1).

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 1016 А.В. Анкудинов, В.П. Евтихиев, К.С. Ладутенко, А.Н. Титков, R. Laiho 5. Заключение [6] D.W. Winston, R.E. Hayes. IEEE J. Quant. Electron., 34, (1998).

[7] http://www.ntmdt.ru Предложен новый подход к изучению с помощью [8] H.O. Jacobs, P. Leuchtmann, O.J. Homan, A. Stemmer.

СКЗМ процессов утечки дырок из активной области J. Appl. Phys., 84, 1168 (1998).

полупроводниковых лазерных диодов, заключающийся в [9] А.В. Анкудинов, В.П. Евтихиев, В.Е. Токранов, В.П. Улин, измерениях на поверхности лазерных зеркал сигналов А.Н. Титков. ФТП, 33, 594 (1999).

поверхностного падения потенциалов (SVD) и поверх[10] I. Suemune, M. Hoshiyama. Jap. J. Appl. Phys., 33, Pt 1, ностного фотонапряжения (SVP). Показано, что экспери(1994); G. Bratina, L. Vanzetti, A. Franciosi. Phys. Rev. B, 52, ментальные данные SVD согласуются количественно и R8625 (1995); A.V. Ankudonov, A.N. Titkov, T.V. Shubina, качественно с модельными данными объемного падения S.V. Ivanov, P.S. Kop’ev, H.-J. Lugauer, G. Reuscher, M. Keim, потенциалов (BVD), если приложенное внешнее напряA. Waag, G. Landwehr. Appl. Phys. Lett., 75, 2626 (1999).

жение не приводит к протеканию инжекционных токов, [11] S.A. Wood, P.M. Smowton, C.H. Molloy, P. Blood, D.J. Somerford, C.C. Button. Appl. Phys. Lett., 74, 2540 (1999).

превышающих по плотности фототок фоновой засветки [12] G.H. Buh, J.J. Kopanski. Appl. Phys. Lett., 83, 2486 (2003).

от АСМ-лазера. При больших уровнях тока инжекции [13] M.W.J. Prins, R. Jansen, R.H.M. Groeneveld, A.P. van Gelder, существует расхождение между значениями SVD и BVD, H. van Kempen. Phys. Rev. B, 53, 8090 (1996).

которое наглядным образом детектируется над зазем[14] L. Kronik, Y. Shapira. Surf. Sci. Rep., 37, 1 (1999).

ленной хорошо проводящей подложкой на значитель[15] C.M. Зи. Физика полупроводниковых приборов (М., Мир, ном удалении от области p-i-n-перехода. Показано, 1984). [S.M. Sze. Physics of Semiconductor Devices (Wiley, что это расхождение обсуловливается изменениями в N. Y., 1981)].

приповерхностном изгибе зон, вызванными захватом [16] H.C. Casey, Jr., B.I. Miller, E. Pinkas. J. Appl. Phys., 44, на поверхность неосновных носителей, покидающих ак(1973); C.J. Hwang. J. Appl. Phys., 42, 4408 (1971).

тивную область лазера. Влияние таких носителей на [17] M. Tottonese, R.C. Barret, C.F. Quate. Appl. Phys. Lett., 62, 834 (1993); W.H.J. Rensen, N.F. van Hulst, A.G.T. Ruiter, потенциал поверхности непосредственно подтверждено P.E. West. Appl. Phys. Lett., 75, 1640 (1999).

в измерениях сигнала SPV. Продемонстрирована возможность восстановления значений BVD по эксперименРедактор Л.В. Беляков тальным сигналам SVD и SPV. Предложенный подход использован для исследования утечки дырок из активной Kelvin probe force microscopy области мощных InGaAs/AlGaAs/GaAs-лазеров, работаof the holes leakage from the aktive ющих в импульсном и непрерывном режимах. Получены region of operating semiconductor laser количественные оценки токов утечки. Показано, что diodes утечка увеличивается с ростом тока инжекции, но при переходе к лазерной генерации утечка стабилизируется A.V. Ankudinov, V.P. Evtikhiev, K.S. Ladutenko, на достигнутом уровне.

A.N. Titkov, R. Laiho Авторы выражают признательность своим коллегам Ioffe Physicotechnical Institute, из ФТИ им. А.Ф. Иоффе П.Н. Брункову, М.С. ДунаRussian Academy of Sciences, евскому и А.А. Гуткину за обсуждение результатов 194021 St. Petersburg, Russia и М.Г. Растегаевой за подготовку образцов лазерных Wihuri Physical Laboratory, диодов.

Turku University, FIN 20014, Turku, Finland Работа частично поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (гранты № 03-02-17635-a и

Abstract

A method based on the Kelvin probe force microscopy № 03-02-17647-a), программой фундаментальных исслеis presented, that makes it possible to directly observe and quantiдований ООФА РАН „Полупроводниковые лазеры“, а tatively characterize the carriers leakage from the active region of также Финской академией наук и фондом Вихури.

the operating semiconductor light emitting diodes and laser diodes.

Using the developed method minority holes are revealed on the surface of the mirrors of the high power InGaAs/AlGaAs/GaAs Список литературы laser diodes. The minority holes emerge from the active region and spread over the surface toward n-emitters and n-substrates.

[1] M. Nonemacher, M.P. O’Boyle, H.K. Wickmarmasing. Appl.

It is shown that the holes transportation via the surface channels Phys. Lett., 58, 2091 (1991).

formed by band bending regions may take place as far as tens [2] G. Binning, Ch. Gerber, E. Stell, T.R. Quake. Europhys. Lett., of micron apart from the place of their initial appearance at the 3, 1281 (1987).

surface. It is shown that with increasing injection current, the [3] P. Girard. Nanotechnology, 12, 485 (2001).

leakage grows gradually, but above the lasing threshold, the leakage [4] A.V. Ankudinov, V.P. Evtikhiev, E.Yu. Kotelnikov, A.N. Titkov, stabilizes at a constant level.

R. Laiho. J. Appl. Phys., 93, 432 (2003).

[5] Е.Ю. Котельников, А.А. Кацнельсон, И.В. Кудряшов, М.Г. Растегаева, В. Рихтер, В.П. Евтихиев, И.С. Тарасов, Ж.И. Алферов. ФТП, 34, 1394 (2000).

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.