Эпитаксиальная структура

 

1 11Г.ИRele М ..А

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

581755 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3asaneHo 160675 (21) 2144766/18-25 (51)М. g>.з с присоединением заявки М 2152074/18-25

Н 01 L 33/00

Государствеииый комитет

СССР

ll0 делам изобретеиий и открытий (23)Приоритет 04.07.75 по п.3

Опубликовано 230381. Бюллетень N9 11

Дата опубликования описания 2 303,81

153) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л.N. Долгинов, Л.B. Дружинина, П.Г. Елисеев, у,.Г. Мильвидский и В.Ю. Рогулин

Государственный ордена Октябрьской Революции научноисследовательский и проектный институт редкометаллической промьлаленности "Гиредмет" и физический ордена Ленина институт им. П.Н. Лебедева (71) Заявители (54 ) ЭПИТАКСИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА

Изобретение относится к полупроводниковой оптоэлектронике, в частности к электролюминесцентным и фотоэлект-, рическим приборам ближней ИК области в диапазоне длин волн 1,8-3,5 мкм.

Известно, что электролюминесцент.ные и фотоэлектричес."ие приборы ближней ИК области спектра могут быть созданы на основе гетеропереходов в твердых растворах соединений типа

АвВ". При этом использование гетеропереходов на основе четверных твер-дых растворов соеди .ений A B позвоIfi ляет повысить параметры приборов. f5

Наиболее близкой к предлагаемой является эпитаксиальная структура для приборов, используемых в оптоэлектронике, выполненная на основе гетероперехода между четверны!! твер- 20 дым раствором сосдинений типа А!!!ВУ и изопериодическим с ним материалом подложки, являющимся составной частью твердого раствора.

Такая структура позволяет сущест- 25 венно улучшить параметры электролюминесцентных приборов в спектральном диапазоне 1,0-1,7 мкм. Однако на ее основе не могут быть созданы полупроводниковые приборы, используемые в QQ оптоэлектронике и работающие в спектральном диапазоне 1,8-3,5 мкм.

Цель изобретения — обеспечение воэможности работы приборов при комнатной и более высокой температурах в диаПазоне длин волн более 1,8 мкм при одновременном улучшении их параметров .

Для этого в предлагаемой структуре одна из частей гетероперехода выполнена из твердого раствора

Gaq !и„ x AS Sbq Ч, где 0,90.! = х +

+ у 1,12. При этом с целью обеспечения работы приборов в спектральном диапазоне 2,3-3,5 мкм, эпитаксиальная структура выполнена на основе гетероперехода GayIn!-x ASq5Ь!-и .-гладь Sbq -, Где 0 а х с0 5, 0,4 ó с 0,98, и = 0,08-0,12.

Кроме того, для обеспечения работы приборов в спектральном диапазоне

2,3-2,5 мкм предлагаемая эпитаксиальнач структура может быть, выполнена на основе перехода Ga x! n< АьЧSb4 Ч-GaAs Sb z, где 0 а х (0,5, 0,4(ус0,98, 2 = 0,08-0,12 °

Для обеспечения работы приборов в спектральном диапазоне 1,8-2,3мкм эпитаксиальная структура может быть

581755

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1646/45 Тираж 784 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 выполнена на основе перехода

pGaSb-nGa>Inq „ As Sb„ > где

0 ° 5 «с х 0,96.

Эпитаксиальная структура

ПСак In„„As9SЬq Ч вЂ” pGaSÜ! As<.может быть выращена на подложках арсенида индия !9 -типа проводимости, ориентированных в (!I!), методом жидкофазной эпитаксии. Выращивание структуры может быть осуществлено в кварцевом контейнере ненального типа. Шихта для выращивания эпитаксиального слоя

Ga< As9 Sb . ц содержит: индия 4 г, . антимонида индия 1,2 г, антимонида галлия 20 мг, арсенида индия 300 мг.

Шихта для выращивания GaAszSb содержит:. галлия 3 г, антимонида гал- 15 лия 500 мг, арсенида галлия 3 мг, цинка 30 мг.

Подложку арсенида индия подводят под расплав для выращивания

6ахln9 qAs Sb 9 при 520 С, а под 20 .расплав для выращивания GaAs Sb о

K h-Z, при 500 С ° Процесс эпитаксии проводят в режиме принудительного охлаждения раствора-расплава со скоростью

0,8 град/мин.

Толщины полученных эпитаксиальных слоев: Ga>lnл-„s9SЬ > 20 мкм, GaAszSb< z 40 мкм. Состав полученных эпитаксиальных слоев, по данным локального рентгеноспектрального анализа, соответствует Gaop9 In Аь Sb и G A Sb Оо9 оД! .

О 09 0 91 0,95 00

Структура подшлифовывается со стороны подложки до 200 мкм. Омические контакты к П InAs и рЬа As,s,ЯЬеоя (Au-Ni Au) наносят химическим осажде- З5 нием. Вплавление контактов проводят в атмосфере водорода при 300 С.

Кристаллы помещают в корпус светодиода. Выводом от р-области на изолированный от корпуса электрод служит 40 никелевая проволока диаметром 0,05мм.

Длина волны электролюминесценции диодов находится в пределах 2,8-2,9 мкм, внешний квантовый выход электролюминесценции превышает 1Ъ.

Эпитаксиальная структура

ПЬа5Ь-и Сах! и! „As>Sb > - p GaSb. может быть выращена методом жидкофазной эпитаксии на подложках антимонида галлия и -типа проводимости, ориен- 50 тированных в (lll). Шихта для выращивания A бах! п,9 х As Sb g содержит: индия 1,75 r, антимонида галлия

0,4 г, галлия .380 мг, арсенида индия

10 мг. Шихта для выращивания p GaSb содержит: галлия 3 г, антимонида гал- 55 лия 500 мг, цинка 10 мг.

Подложку антимонида галлия подводят под расплав.для выращивания

nGa„In z As9Sbq ч при 445 С, а под расплав для выращивания р 6а5Ь вЂ” при

440 С. Процесс проводят при 445430 С в режиме принудительного охлажо дения растворов-расплавов со скоростью 0,8 град/мин.

Толщины полученных эпитаксиальных слоев: ба,!п4- Ая„5Ь,! 3 мкм, Са5Ь

10 мкм.

Состав твердого раствора (по данным локального рентгеноспектрального анализа) Оа09,! np>> A spo8 S b0,92 .

Структуру l! Ga S b->Gap,>

pGaSb подшлифовывают со стороны подложки до 200 мкм. Омические контакты к p GaSb и П GaSb(Au-N !-Au) наносят химическим осаждением. Вплавление контактов проводят в атмосфере водорода при 300ОС.

Кристаллы помещают в корпус светодиода. Выводом от П --области на изолированный от корпуса электрод служит никелевая проволока диаметром

0,05 мм.

Длина. волны электролюминесценции диодов соответствует 2,1 мкм, а внешний квантовый выход электролюми-. несценции диодов превышает 1,14%. 1. Эпитаксиальная структура для приборов, используемых в оптоэлектронике, выполненная на основе гетероперехода между четверным твердым раствором соединений А В и изопериодическим с ним материалом подложки, являющимся составной частью твердого раствора, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности работы приборов при комнатной и более высокой температурах в ,циапазоне длин волн более 1,8 мкм при одновременном улучшении их параметров, одна из частей -гетероперехо- да выполнена из твердого раствора

Ga х! и! х А 9 5Ьл 9,. где 0,90 с х + у с1,12 ..

2. Структура по п.1, о т л и ч а-. ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения работы приборов в спектральном диапазоне 2,3-2,5 мкм, она выполнена на основе перехода

Ga> In -õ Аьч Sb З - GaAszSbg-z, где Осхс0,5, 0,4<ус 0,98, м

0,08-0,12.

3. Структура по п. 1; о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения работы приборов в спектральном диапазоне 1,8-2,3 мкм, она выполнена на основе перехода

p G a S b - Л G a к п.9- к А s 9 S b ö где. 0,5 6 x « 0,96.