Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Статьи / ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК IпР

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК IпР

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК IпР

Шарибаев М., Ɵтениязов Е., Қайыпназаров С., Юлдашев А.

Каракалпакский государственный университет имени Бердаха (Нукус., Узбекистан)

В ряду полупроводниковых соединений типа А3В5 широко использующихся в оптоэлектронике,InP и.его твердые растворы обладают специфическими механическими свойствами: пороговая плотность тока для рекомбинационно-стимулированного скольжения дислокации в монокристаллах InP на два порядка превышает его значение для GaAs [1]; гетеролазеры на основе твердых растворов InGaAsP также являются более „деградационно стабильными" по сравнению с изготовленными на основе AlGaAs. В последнее время в монокристаллах и эпитаксиальных слоях (ЭС) GaAs, было обнаружено и изучено [2] зарождение и миграция собственных точечных дефектов на макрорасстояния от области механического воздействия (эффект дальнодействия) при температуре Т 300 К. Выяснению возможности обнаружения и изучения эффекта дальнодействия в ЭС InP посвящена настоящая работа.

Изучалось влияние механического утонения подложки на спектры низкотемпературной фотолюминесценции (ФЛ) (4.2-80 К) ЭС InP, весьма чувствительные к изменению дефектной структуры. Структурное совершенство всей системы ЭС-подложка изучалось с помощью рентгено-дифракционных методов и металлографии. Со стороны ЭС проводились съемки рентгеновских топограмм с использованием двухкристального спектрометра в параллельной геометрии (n ; -m ), в асимметричных (333) и симметричных (400) отражениях на СиК -излучении. Для качественной оценки дефектности приповерхностный области глубиной 30 мкм, т.е. включающей ЭС и приповерхностную область пленка-подложка, измерялась интегральная отражательная способность (RiЭ).

Использовался травитель HF ; НВг β 5 : 1. Далее производилась шлифовка подложки свободным абразивом "ι'1 Μ 10 от исходной толщины ^300 мкм до толщины ^100 мкм. На рис-1 показано спектры фотолюминесценции ЭС InP исходного образца (l) после шлифовки (2) и после ультразвуковой· обработки 0). Т^80 К.

Полоса ΙB, по мнению авторов [4], связана с излучательной рекомбинацией свободных электронов с дырками, локализованными на нейтральном акцепторе, образованном, по-видимому, комплексами Zn (энергия активации акцептора [ZnIn ]- в InP ΔE =30-50 мэВ ), а IД -со структурными дефектами.

При хранении образцов при комнатной температуре в течение времени t^ происходило частичное восстановление интенсивности. полосы (рис. 1, вставка), полоса Тд не восстанавливалась. Уменьшение интенсивности краевой люминесценции после обработки можно связать с увеличением концентрации центров безыэлучательной рекомбинации (например, Vu-a. ) и оттоком не— равновесных носителей на безызлучательные каналы.


hello_html_72c81b8f.png

Расчет распределения деформационных полей £ ( Ζ ) ( ί - координата, перпендикулярная гетерогранице) в ЭС при утонении подложки от толщины 350 до 100 мкм с учетом упругопластического состояния всей системы пленка-подложка, выполненной аналогично показал увеличение статической упругой деформации в пленках не более, чем на 15%. Несмотря на относительно малое изменение статической упругой деформации £ ( Ζ ) в пленках InP после шлифовки, ее дефектная структура существенно изменяется (эффект дальнодействия), что проявляется в трансформации спектров низкотемпературной ФЛ (см. рис. 1 ). Трудно объяснить дефектообраэование в пленках InP диффузией собственных точечных дефектов из мощного источника, каким является нарушенный механической обработкой слой, т.к. при этом надо воспользоваться коэффициентами диффузии, на несколько порядков превышающими известные значения с учетом, что обработка проводилась при комнатной температуре. Для объяснения дефектообразова- ния в пленках можно привлечь влияние знакопеременных упругих волн, возникающих в зоне действия абразива, проникающих на всю глубину структуры и в сочетании с изменением перераспределением статических деформационных полей, способствующих образованию френкелевских пар. С целью проверки последнего предположения образцы до и после шлифовки были подвергнуты ультразвуковой обработке (УЗО). Такая обработка не привела к дополнительному дефектообразованию в пленках, о чем свидететьствует частичное восстановление спектров ФЛ. Из этого следует, что данная УЗО (частота ~150 кГц) не эквивалентна шлифованию, т.е. что осциллирующие упругие волны, возникающие при шлифовке, имеют гораздо большую амплитуду и мощность <3'^>>10"-5.

Частичное восстановление интенсивности краевой полосы люминесценции при хранении, сопровождающееся уменьшением величины упругих деформаций, может быть связано с медленными диффузионными процессами оттока собственных точечных дефектов на стоки, например, на границу раздела.


  1. Τ.Α., Хаврошин Д.Л. ХII- Всес. конф. по физике полупроводников. 1990. WT. 1. С. 75-76.

2. К π а д ь к о В.П., К ρ ы ш т а б Т.Г., Семенова Γ.Η., Χ а з а н Л.С. // ФТП. 1992. Т. 26. В. 2. С. 368-372

3. К л а д ь к о В.П., К ρ ы ш т а б Т.Г., С е м ё н о в а Γ.Η., Х а з а н Л.С. // ФТТ. 1991. Т. 33.

4. А.Е., Соловьев Β.Η. //ФТТ. 1980;Т. 22. В. 9. С. 2575.


Автор
Дата добавления 09.07.2016
Раздел Физика
Подраздел Статьи
Просмотров18
Номер материала ДБ-140380
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх