Молекулярно-пучковая эпитаксия метаморфного буфера для InGaAs/InP фотодетекторов с высокой фоточувствительностью в диапазоне 2.2–2.6 мкм
Аннотация
Настоящая работа направлена на нахождение оптимальных технологических условий синтеза гетероструктур с метаморфным буфером для фотодетекторов InGaAs/InP волнового диапазона 2.2–2.6 мкм методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Были предложены три варианта буферов, отличающиеся конструкцией и параметрами синтеза.
Внутренняя структура полученных образцов была исследована методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Анализ экспериментальных данных показал, что наибольшая степень релаксации упругих напряжений в активном слое InGaAs наблюдается в гетероструктуре с метаморфным буфером, сформированным с поднятием и опусканием температуры в конце его роста и имеющим вставки сверхрешеток InAs/InAlAs.
Плотность дислокаций в образце с данным буфером оказалась минимальной по сравнению с остальными образцами, из чего был сделан вывод о пригодности гетероструктуры соответствующей конфигурации для изготовления pin- фотодетекторов ближнего ИК диапазона с высокой фоточувствительностью.
Скачивания
Литература
Zhang Y., Gu Y. Gas source MBE grown wavelength extending InGaAs photodetectors. Advances in Photodiodes. IntechOpen; 2011. https://doi.org/10.5772/13910
Zhang Y., Gu Y., Zhu C., Hao G., Li A., Liu T. Gas source MBE grown wavelength extended 2.2 and 2.5μm InGaAs PIN photodetectors. Infrared Physics & Technology. 2006;47(3): 257–62. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2005.02.031
Lavrukhin D. V., Yachmenev A. E., Galiev R. R., Khabibullin R. A., Ponomarev D. S., Fedorov Y. V., Maltsev P. P. MHEMT with a power-gain cut-off frequency of fmax = 0.63 THz on the basis of a In 0. 42Al0. 58 As/In0. 42Ga0. 58As/In0. 42Al0.58As/GaAs nanoheterostructure. Semiconductors. 2014;48(1): 69–72. https://doi.org/10.1134/S1063782614010187
Kirch J., Garrod T., Kim S., … Kuan T. S. InAsyP1−y metamorphic buffer layers on InP substrates for mid-IR diode lasers. Journal of Crystal Growth. 2010;312(8): 1165–1169. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2009.12.057
Jones R. K., Hebert P., Pien P., … Karam N. Status of 40% production efficiency concentrator cells at Spectrolab. 2010 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. 2010. p. 000189–000195.: https://doi.org/10.1109/PVSC.2010.5614535
Tersoff J. Dislocations and strain relief in compositionally graded layers. Applied Physics Letters. 1993;62(7): 693–5. https://doi.org/10.1063/1.108842
Chen X., Gu Y., Zhang Y. Epitaxy and device properties of InGaAs photodetectors with relatively high lattice mismatch. В: Zhong M. (ed.). In: Epitaxy. In Tech; 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.70259
Zakaria A., King R. R., Jackson M., Goorsky M. S. Comparison of arsenide and phosphide based graded buffer layers used in inverted metamorphic solar cells. Journal of Applied Physics. 2012;112(2): 024907. https://doi.org/10.1063/1.4737788
Zhang Y. G., Gu Y., Tian Z. B., Wang K., Li A. Z., Zhu X. R., Zheng Y. L. Performance of gas source MBEgrown wavelength-extended InGaAs photodetectors with different buffer structures. Journal of Crystal Growth. 2009;311(7): 1881–1884. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2008.10.087
Burlakov I. D., Grinchenko L. Y., Dirochka A. I., Zaletaev N. B. Short wavelength infrared InGaAs detectors (a review). Advances in Applied Physics (Uspekhi Prikladnoi Fiziki). 2014;2(2): 131-136. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21505376
Horikawa H., Ogawa Y., Kawai Y., Sakuta M. Heteroepitaxial growth of InP on a GaAs substrate by low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy. Applied Physics Letters. 1988;53(5): 397–399. https://doi.org/10.1063/1.99890
Kaminska M., Liliental-Weber Z., Weber E. R., George T., Kortright J. B., Smith F. W., Tsaur B., Calawa A. R. Structural properties of As-rich GaAs grown by molecular beam epitaxy at low temperatures. Applied Physics Letters. 1989;54(19): 1881–1883. https://doi.org/10.1063/1.101229
Franzosi P., Salviati G., Genova F., Stano A., Taiariol F. Misfit dislocations in InGaAs/InP mbe single heterostructures. Journal of Crystal Growth. 1986;75(3): 521–534. https://doi.org/10.1016/0022-0248(86)90098-9
Pobat D. B., Solov’ev V. A., Chernov M. Y., Ivanov S. V. Distribution of misfit dislocations and elastic mechanical stresses in metamorphic buffer InAlAs layers of various constructions. Physics of the Solid State. 2021;63(1): 84-89. https://doi.org/10.1134/S1063783421010170
Copyright (c) 2023 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
