Особенности получения слаболегированных слоев алюминия-галлия арсенида для фотоприемных устройств

Инженерный журнал: наука и инновации

# 6·2017 1

УДК 621.383.522 DOI 10.18698/2308-6033-2017-6-1628

Особенности получения слаболегированных слоев

алюминия-галлия арсенида для фотоприемных

устройств

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал, г. Калуга, 248000, Россия

Слаболегированные слои алюминия-галлия арсенида позволяют создавать эпитак-

сиальные структуры для высокоэффективных фотоприемников, фотопреобразо-

вателей солнечной энергии, измерительных преобразователей температуры,

ионизирующих излучений. В статье рассмотрена возможность получения слаболе-

гированного слоя алюминия-галлия арсенида методом жидкофазной эпитаксии

путем легирования раствора-расплава редкоземельными элементами и их анало-

гами, позволяющими уменьшить концентрацию носителей заряда. Описаны пре-

имущества применения для легирования растворов-расплавов иттербия вместо

скандия. Рассмотрены возможные механизмы легирования.

Ключевые слова:

гетероструктура, комплексное легирование, скандий, иттербий

В настоящее время наиболее привлекательным материалом для

создания высокоэффективных селективных фотодиодов, работающих

в диапазоне длин волн 700…880 нм, являются гетероструктуры си-

стемы Al–Ga–As. В фотодиодах в качестве поглощающей (узкозон-

ной) части используется прямозонный слаболегированный полупро-

водник, в слое объемного пространственного заряда которого генери-

руются электронно-дырочные пары. Для достижения максимальной

эффективности ширина области пространственного заряда должна пре-

вышать ширину той области, в которой происходит первичное погло-

щение излучения. Для указанного диапазона длин волн оно наблюдает-

ся на толщине 1…3 мкм. Селективный фотодиод во многих приложе-

ниях работает при нулевом смещении, а соответствующая ширина

области пространственного заряда достигается при уровнях легиро-

вания 10

…10

см

–3

[1].

Сложность получения чистых слоев в структурах алюминия-

галия арсенида (AlGaAs)

методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ)

обусловлена наличием в компонентах шихты таких фоновых приме-

сей, как кремний, углерод, кислород, сера [2, 3]. В связи с этим и воз-

никают трудности в получении эпитаксиальных слоев с уровнем ле-

гирования 10

…10

см

–3

Исследование электрофизических параметров слоев арсенида

галлия (GaAs), легированных одновременно изовалентными и редко-

земельными элементами (РЗЭ) т. е. подверженных комплексному ле-