Разработка технологии получения nBp – гетероструктуры на основе InGaAs/InP методом МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ)

Развитие технологии выращивания бездефектных эпитаксиальных гетероструктур методом МОСГЭ позволяет создавать уникальные твердые растворы на основе полупроводниковых соединений А^IIIВ^V, предназначенные для изготовления быстродействующих фотоприемных устройств коротковолнового (0,9 – 1,7 мкм) ИК – спектра излучения.

Для использования в составе гибридных фоточувствительных схем, применяемых в качестве формирователей изображений в перспективных оптико-электронных системах необходимы фотодиодные матрицы, к которым предъявляются такие требования как высокая чувствительность, работа на высоких частотах, малое количество дефектов и высокое структурное совершенство. Авторами ряда работ предложены способы минимизации темновых токов и шумов матрицы благодаря снижению уровня фоновой концентрации носителей заряда и дефектности в активном слое In_0,53Ga_0,47As, согласованном по параметру решетки с подложкой InP. Однако, реализация данных условий не обеспечивает значительное влияние на увеличение показателей фотоэлектрических характеристик.

Уменьшение полного значения темнового тока и его составляющих можно осуществить за счет включения специального барьерного слоя (В) в состав структуры. Параметры базовой конструкции приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Значения параметров слоев nBp – гетероструктуры

Тип слоя	Концентрация, см-3	Оптимальная толщина, мкм
Контактный слой p+-In0,53Ga0,47As	~1018	0,3 – 0,5
Барьерный слой n-Al0,48In0,52As	16	0,3 – 0,5
Активный слой n-In0,53Ga0,47As	16	3 – 5
Подложка n+-InP	~1018	500 – 700

 

Представленная гетероструктура In0,53Ga0,47As/InP, на основе которой изготовлены тестовые фотодиоды с использованием технологии мезатравления, получена в АО "Оптрон" на установке «Эпи - Про». Проведены измерения вольт – амперных характеристик (ВАХ) этих фотодиодов на измерителе полупроводниковых параметров Л2 – 56А в области рабочих напряжений смещения Uобр = (0,5 – 3) В без засветки и с засветкой от светодиода на длине волны l = 1,55 мкм. Из рисунка 1 видно, что фотоответ тестового фотодиода составил более 20 нА при обратном напряжении смещения Uобр = 3 В.

Рисунок 1 – ВАХ тестового фотодиода

Таким образом, для достижения высоких фотоэлектрических параметров фотодиодов на основе  InGaAs/InP планируется улучшить чувствительность фотоприемника за счет оптимизации параметров барьерного слоя, исследовать влияние режимов роста на структурное совершенство и проанализировать зависимость структурного совершенства на чувствительность и составляющие темнового тока фотодиодов.