WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

В дальнейшем для повышения стабильности пассивазакреплен уже в положении 0.9 1.2эВ выше потолка ции биполярной транзистор GaAs / AlGaAs после сульвалентной зоны, т. е. наблюдалась инверсия типа провофидирования в растворах полисульфида аммония закрыдимости на поверхности полупроводника. Дальнейший вался слоем либо As2S3 [146], либо SiNx [147]. Такая отжиг (при 400C) приводил к сдвигу уровня Ферми обработка привела к заметному уменьшению тока базы обратно в исходное положение. Такая же обработка в режиме низкого тока коллектора и повышению коэффиповерхности n-InP (100) не приводила к изменению циента усиления, причем эти характеристики транзистоположения уровня Ферми (который был закреплен в ра оставались стабильными по крайней мере несколько положении 1.2 эВ выше потолка валентной зоны) даже месяцев.

после отжига.

Еще одно применение сульфидной пассивации для биИнверсия типа проводимости поверхности p-InP (100) полярных транзисторов — подавление зависимости конаблюдалась при выдержке поверхности в H2S при эффициента усиления по току от размера эмиттера [148].

комнатной температуре [91], в плазме H2S [92] и при Обработка биполярного транзистора GaAs / AlGaAs в сульфидировании в водном растворе сульфида аммо- растворе сульфида аммония привела не только к возния [86,143]. Следует отметить, что при сульфидирова- растанию коэффициента усиления, но и к тому, что коэффициент усиления практически перестал зависеть от нии n-InP (100) в водном растворе сульфида аммония размера эмиттера в диапазоне размеров от 12 12 до уровень Ферми сдвигался на 0.1 эВ в сторону валентной 4 4мкм2.

зоны [86,143].

Недавно было показано, что адсорбция селена на 5.1.2. Приборы на барьерах Шоттки атомарно-чистой поверхности InAs (100) приводит к и МДП структуры сдвигу поверхностного уровня Ферми на 0.4 эВ, который закрепляется в положении 0.5 эВ выше дна зоны прово- Свойства поверхностей и границ раздела относятся к димости, т. е. наблюдается аномально высокий изгиб зон наиболее важным факторам, учитываемым при конструу поверхности [144]. ировании полевых транзисторов. Соответствующими паФизика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Халькогенидная пассивация поверхности полупроводников AIIIBV. О б з о р раметрами являются: высота барьера Шоттки в полевых применялась и для улучшения высокочастотных характранзисторах с барьером Шоттки, положение уровня теристик МДП структур на GaAs [161].

Ферми на поверхности и плотность поверхностных и Помимо просто пассивации, относительно толстое (около 300 ) сульфидное покрытие, выращенное с поинтерфейсных состояний в МДП транзисторах. Интерес мощью плазменной технологии, использовалось в качепредставляет также возможность создания состояний стве подзатворного диэлектрика на поверхности InP [37].

инверсии, обеднения и обогащения при переходе через В результате было достигнуто значительное снижение состояние плоских зон, а также возможность смещения поверхностного потенциала от его равновесного значе- токов утечки и плотности интерфейсных состояний.

Кроме того в этих структурах удалось реализовать как ния путем приложения напряжения к затвору.

режим обеднения, так и режим обогащения, а также Сульфидная или селенидная обработка полупроводполучить безгистерезисную вольт-фарадную характериника перед формированием барьера Шоттки приводит стику при комнатной температуре. В дальнейшем прик значительному уменьшению токов утечки в струкменение сульфидной пассивации позволило улучшить турах металл–полупроводник [12,149–152], при этом электрические характеристики и термическую стабильбыло достигнуто существенное увеличение высоты баность МДП диодов на InP [162]. Обработка поверхности рьера в структурах Au / n-InGaAs [149], возрастание n-InP газофазными полисульфидами перед нанесением фоточувствительности диодов Шоттки Al / p-GaP [99] и диэлектрика позволила создать диоды, в которых реалиAu-AlGaAsSb [150], а также снижение плотности интерзовывался режим инверсии [163].

фейсных состояний в контактах Шоттки Au–n-GaAs и Au–n-InGaP [153]. Кроме того, было показано заметное 5.1.3. Полупроводниковые p-n-структуры улучшение характеристик мощного полевого транзистора на основе GaAs за счет обработки в растворе сульфида Снижение скорости поверхностной рекомбинации с аммония [154]. В частности, сильно (примерно в 15 раз) помощью халькогенидной пассивации позволило сущеуменьшились токи утечки между затвором и стоком и ственно улучшить характеристики фотопреобразовательв 2 раза возросло напряжение пробоя между истоком и ных p-n-структур. Даже в GaAs-гомоструктурах больстоком.

шой площади (0.25 см2) после обработки в растворах Высокая плотность поверхностных состояний в за- сульфида натрия и сульфида аммония в 3 раза понизился прещенной зоне, характерная для реальной поверхности краевой рекомбинационный ток и практически исчезли полупроводников AIIIBV, приводит к жесткому закре- шунтирующие утечки при малом прямом смещении [9].

Аналогичные результаты были получены в дальнейшем плению (пиннингу) уровня Ферми на поверхности, что и на структурах еще большей площади (до 16 см2) [164].

препятствует управлению поверхностным барьером и, Сульфидная пассивация GaAs-гомоструктурных солследовательно, затрудняет создание таких приборов на нечных элементов с тонким эмиттером (в несколько соэтих полупроводниках. Сульфидирование поверхности как n-, так и p-GaAs в растворах сульфида аммония при- тен нанометров) приводит к существенному возрастанию фототока, увеличению фоточувствительности, особенно водит к снижению плотности поверхностных состояний в коротковолновой области спектра (так, например, фов запрещенной зоне полупроводника, что в свою очередь точувствительность диода с эмиттером толщиной 600 нм приводит к менее жесткому пиннингу уровня Ферми на длине волны 400 нм после пассивации возросла в на поверхности и, как следствие, к зависимости высоты 4.5 раза), и к уменьшению тока насыщения [14]. Эти барьеры от работы выхода металла [127,155]. Такая же эффекты связываются со снижением скорости поверхзависимость была получена для n-GaAs, предварительно ностной рекомбинации при пассивации с 5 · 106 до обработанного в парах селена [156]. В дальнейшем 103 см/с. В дальнейшем была показана возможность зависимость высоты барьера от работы выхода металлов увеличения коротковолновой фоточувствительности и на наблюдалась и для других пассивированных полупроводp-n-гетероструктурах на основе AlGaAs с относительно ников AIIIBV: InP, GaP, AlGaAs [157], AlGaAsSb [150], толстым (несколько микрометров) эмиттером [165].

InGaP [158].

Сульфидная пассивация приводит к заметному Существенное снижение плотности электронных соулучшению темнового тока в меза-диодах стояний полупроводника, достигаемое за счет халькогена основе GaAlSb, [166], InAsSb [167], нидной пассивации, позволило применить этот метод и GaSb / GaInAsSb / GaAlAsSb [168] и к повышению в технологии МДП структур. В работах [10,159] было фоточувствительности, внешнего квантового выхода достигнуто значительное снижение плотности состояи обнаружительной способности фотоприемников ний на границе GaAs / SiOx (до 1.2 · 1011 см-2 · эВ-1) инфракрасного излучения InAsPSb / InAs [169].

после обработки GaAs в растворе сульфида аммония и повышена термическая стабильность границы полу5.1.4. Полупроводниковые лазеры проводник / диэлектрик. Обработка GaAs в парах селена перед нанесением SiO2 позволила создать МДП диоды Сульфидная пассивация была применена для улучс низкой частотной дисперсией емкости при любом шения качества заращиваемого интерфейса при изгосмещении [160]. Кроме того, сульфидная пассивация товлении гетеролазеров AlGaAs / GaAs. Пассивация Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 1294 В.Н. Бессолов, М.В. Лебедев 5.2. Применение халькогенидной пассивации в технологии заращивания структур Для изготовления многих современных полупроводниковых устройств, таких, например, как лазеры или приборы с квантовыми нитями, часто приходится проводить заращивание различных полупроводниковых структур, которые подвергались различным технологическим процедурам. Операция заращивания должна позволять, вынув структуру из ростовой камеры, проводить многоступенчатую технологическую обработку (травление, отжиг, фотолитографию и т. д.), а затем возвращать структуру в ростовую камеру для продолжения эпитаксиального роста. Такой процесс откроет возможности для Рис. 6. Возрастание порога катастрофической оптисоздания многих новых приборов, если получаемый при ческой деградации лазерных диодов SQW-InGaAs / AlGaAs заращивании интерфейс будет приемлемого качества.

(3мкм800 мкм, 300 K) [29,30] при пассивации в различных В GaAs и других полупроводниках AIIIBV трудно осусульфидных растворах в зависимости от константы скорости ществить высококачественное заращивание из-за высореакции формирования сульфидного покрытия. P/P0 —откой плотности поверхностных состояний, присутствуюносительное изменение пороговой мощности лазера.

щих на поверхности, выдержанной в обычных комнатных условиях. Халькогенидная пассивация GaAs приводит, во-первых, к удалению слоя естественного окисла с поверхности и, во-вторых, к снижению плотности помеза-полосковой лазерной структуры AlGaAs / GaAs в верхностных состояний, и поэтому она является перрастворе сульфида аммония перед заращиванием слоем спективной для подготовки поверхности к операции AlGaAs приводит к трехкратному уменьшению порогозаращивания.

вого тока таких лазеров [170,171].

Заращивание методом молекулярно-пучковой эпитакОбработка микродисковых структур AlGaAs / GaAs в сии слоем GaAs (n = 2 · 1016 см-3) поверхности GaAs, растворах сульфида аммония позволила обеспечить генеобработанной в растворе сульфида аммония, привело рацию лазерного излучения в этих структурах [172,173], к формированию высококачественного интерфейса, хотя причем покрытие сульфидированных структур слоем на нем наблюдалось небольшое скопление доноров из-за SiNx позволило существенно снизить деградацию этих внедрения остаточных атомов серы. Это накопление тем лазеров и, соответственно, повысить их срок службы.

меньше, чем выше температура эпитаксии [177]. С Обработка InGaAsP-лазеров в водном растворе суль- другой стороны, внедрение остаточных атомов серы вызывает компенсацию интерфейсных примесей углерода фида аммония существенно повышает их надежность по и кислорода, что позволило снизить контактное сопроотношению к перегрузке по электрическому напряжетивление гетерограницы [178]. Заращивание слоя GaAs, нию [174], а пассивация зеркал лазеров InGaAsP / InP обработанного в растворах селенида натрия, слоями (на длину волны = 1.55 мкм) в спиртовом расGaAs и Al0.5Ga0.5As в процессе молекулярно-пучковой творе сульфида натрия приводит к сильному снижеэпитаксии приводит к формированию на ней слоя, состонию низкочастотного шума в этих приборах (на 30 дБ ящего из селенидов и селенатов [179]. Было обнаружено, при 1 кГц) [175]. Посредством применения метода элекчто на поверхности, обработанной селеном, наблюдалась трохимической сульфидной пассивации был увеличен пореконструкция (1 1), что указывало на очень малое рог катастрофической оптической деградации AlGaInPколичество остаточных оксидов. После заращивания, как лазеров ( = 0.67 мкм) на 25% [25]. Пассивация было показано с помощью просвечивающей электронной в спиртовых растворах сульфида натрия зеркал мощмикроскопии, получаемый интерфейс является атомноных лазеров InGaAs / AlGaAs ( = 0.98 мкм) позворезким и бездефектным. Фотолюминесцентные исслелила повысить их порог катастрофической оптической дования показали, что интенсивность фотолюминесцендеградации на 25 50% [29,30], причем возрастание ции заращиваемой структуры AlGaAs / GaAs практически порога катастрофической оптической деградации зависит такая же, как структуры AlGaAs / GaAs, выращенной в от константы скорости реакции формирования сульфиедином процессе без прерывания процесса роста. Это дного покрытия (рис. 6), что коррелирует с возрастапоказывает, что в результате заращивания поверхности нием интенсивности фотолюминесценции сульфидироGaAs, модифицированной атомами селена, получается ванного GaAs (рис. 3). При обработке аналогичных интерфейс высокого электронного качества.

лазеров в водных растворах сульфида аммония порог При эпитаксии из металлорганических соединений катастрофической оптической деградации увеличивался подготовку поверхности полупроводника можно провона 10 20% [176]. дить посредством химического газового травления в Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Халькогенидная пассивация поверхности полупроводников AIIIBV. О б з о р реакторе непосредственно перед заращиванием. Однако наблюдался в течение нескольких дней после сульфидитакое травление нежелательно для заращивания струк- рования. Однако фотолюминесцентные характеристики тур с тонкими слоями. В частности, пик концентра- GaAs, пассивированного в водном растворе сульфида ции носителей на формирующемся интерфейсе может в натрия, деградировали под действием возбуждающего корне изменить форму потенциала в приборе. Поэтому излучения в течение получаса [139]. Эти результаочень важно получать хороший интерфейс без травления. ты согласуются с выводами [53] о том, что основным Заметное улучшение качества интерфейса при эпитак- механизмом деградации свойств сульфидного покрытия сии InP было достигуто путем обработки поверхности является фотоокисление.

в растворе сульфида аммония перед финальным зара- Повышенная стабильность свойств пассивированной щиванием в процессе эпитаксии из металлогранических поверхности GaAs достигалась за счет применения элексоединений [180]. Оказалось, что в несульфидированном трохимической пассивации [26] и пассивации в спиртообразце концентрация носителей в интерфейсном слое вых растворах [28]. Фотолюминесцентные свойства повозрастает на 3 порядка по сравнению с окружающими верхности, сульфидированной этими методами, остаются слоями, в то время как в сульфидированном образце стабильными даже под действием мощного лазерного концентарция носителей на интерфейсе находится на излучения, а зеркала лазеров становятся более устойчиуровне 5 · 1015 см-3, что соответствовало концентрации выми к катастрофической оптической деградации. Друв растущих слоях.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |



© 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.