Использование гетероструктур

П. т., предназначенные для работы в ЦУ и ИС, должны обладать малыми габаритами, высокой скоростью переключения и мин. энергией переключения. Серийные П. т. для ЦУ и ИС в наст, время изготовляются в осн. из Si и характеризуются следующими параметрами длина затвора 1 мкм, время переключения v 1 нс, энергия переключения 1 пДж. Лучшие результаты получены с использованием П. т. на основе гетероструктур с селективным легированием (ГСЛ) [3, 4]. В ГСЛ- [c.9]

Кроме молекулярно-лучевой эпитаксии для формирования гетероструктур с квантовыми точками может быть использован метод СУО, а также ионная имплантация. Последняя продемонстрирована на примере систем на основе 81 —Се и других полупроводников [12]. В основе формирования таких структур лежит самоорганизация радиационных дефектов, образующихся при ионной имплантации. Так, внедрение ионов Се в кремниевую подложку приводит к образованию шероховатостей, а последующий отжиг сопровождается образованием упорядоченных германиевых кластеров, что фиксировалось с помощью атомно-силового микроскопа и сканирующего электронного микроскопа и др. [c.139]

Данные [55, 60] демонстрируют возможности успешного использования нитрида алюминия в качестве буферного слоя при создании различных функциональных гетероструктур — например, при выращивании эпитаксиальных пленок GaN на (0001) — сапфировом субстрате и алмаза на никеле, при имплантации Si-атомов в GaN через буферный слой [68]. Идут поиски использования [c.10]

Несмотря на сравнительно короткую историю, гидрированные полупроводники, и прежде всего пленки a-Si H и многослойные структуры (в том числе гетероструктуры) на их основе, уже вышли на рельсы достаточно широкого практического использования. Солнечные батареи, фотоприемники, координатно-чувствительные детекторы ионизирующих излучений, тонкопленочные полевые транзисторы, высокоскоростные пространственные модуляторы света, фоточувствительные слои в электрофотографии и лазерных принтерах, мишени видиконов, светодиоды -вот далеко не полный перечень приборных применений гидрированного кремния и родственных ему материалов. Использование гидрированных полупроводников в современной электронной технике расширяется с каждым годом. Наиболее многообещающим направлением эффективного использования этих материалов являются приборы регистрации и [c.105]

Мы изучаем многослойную гетероструктуру, выращенную с использованием пяти композиционных материалов — А, В, С и Сг,В тл состоящую из N1 пар слоев С2/С1 распределенного брэгговского отражателя, активного слоя В с квантовой ямой А в центре и пар слоев С1/С2 правого зеркала, выращенного на подложке В. Оптические свойства диэлектрических зеркал характеризуются амплитудными коэффициентами r j, r J отражения и коэффициентами пропускания 1 , С через зеркало у. Предполагается, что поглощение в брэгговских отражателях отсутствует, т. е. [c.173]

Следует отметить, что с использованием метода химического осаждения из газовой фазы на такой гетероструктуре были изготовлены лазеры [53—55]. В этих приборах была достигнута малая плотность порогового тока при комнатной температуре, [c.37]

Дальнейшее раскрытие свойств гетероструктур связано с использованием многослойных структур. Простейшей нз них с точки зрения расчета оптических полей является симметричный пя- [c.102]

Использование эпитаксиальных пленок в электронной промышленности позволило существенно улучшить характеристики туннельных и лазерных диодов, разработать технологию получения транзисторов с высоким коэффициентом усиления на высоких частотах, мощных и высоковольтных транзисторов. На применении эпитаксиальных слоев основано производство таких приборов, как планарные полевые транзисторы, выполненные на структуре металл-окисел-полупроводник с изоляцией У-образными канавками (У-МОП). Эпитаксиальные структуры также используются для улучшения характеристик памяти с произвольным доступом и комплементарных интегральных МОП-схем. Новые перспективы в технике открыло применение эпитаксиальных гетероструктур, создание которых другими методами затруднено, в полупроводниковых приборах (например, для изготовления инжекционных лазеров). Кроме того, эпитаксия дает возможность получения многослойных структур со свойствами каждого слоя, практически не зависящими от свойств предыдущего слоя. Это открывает широкие возможности для разработки качественно новых типов электронных приборов. [c.322]

В связи с вовлечением новых специалистов в работу по созданию и применению инжекционных лазеров и в связи с увеличением темпов этой работы возрастает потребность в книгах, излагающих иа современном уровне принципы их действия, устройство и методы технологии. Двухтомная монография Кейси и Паииша призвана удовлетворить эту потребность. Она посвящена лазерам на основе гетероструктур (гетеролазерам), это важнейшая разновидность инжекционных лазеров, доминирующая во всех областях применения, где неприемлемо глубокое охлаждение активного элемента. Использование гетероструктур дает ряд преимуществ например пороговый ток для [c.5]

Наилучшими параметрами обладает Г. па основе трёхслойной (двойной) гетероструктуры (ДГС) с активным слоем из узкозонного полупроводника, заключённым между 2 широкозонными (ДГС-лазеры, рис. 1, в). Двустороннее оптическое и электронное ограничение приводит к совпадению области инверсной населённости и светового поля, что позволяет получить генерацию при малом токе накачки. Использование для инжек-ции носителей гетероперехода позволяет осуществить сверхинжекцию для достижения достаточно большой инверсии населённости в активном слое. [c.445]

Технология прямого соединения пластин открывает реальные возможности и для создания сложных приборных структур с участием других полупроводниковых материалов, в том числе на основе гетерокомпозиций, получение которых эпитаксиальными методами сталкивается с принципиальными затруднениями. Работы в этом направлении пока не получили широкого развития. Тем не менее, имеются сообщения об успешном использовании метода прямого соединения для получения гетероструктур GaAs/Si и InP/Si с низкой плотностью дислокаций в тонком слое полупроводникового соединения. Такие структуры были затем использованы в качестве подложек для создания более сложных гетерокомпозиций на основе соединений Другим примером удач- [c.83]

В последние годы ведутся работы по получению и исследованию свойств одномерных ( квантовые нити ) и нульмерных ( квантовые точки ) квантоворазмерных структур. Последние представляют особый интерес для электроники будущего. Для получения таких композиций успешно используется явление самоорганизации при формировании островков в процессе эпитаксиального выращивания рассогласованных по периоду решетки гетероструктур [21]. Положительные результаты дает применение оригинальных методов коллоидной химии [22], профилирование на атомном уровне рельефа ростовой поверхности, умелое использование явления расслаивания многокомпонентных твердых растворов непосредственно в процессе выращивания эпитаксиального слоя, прецизионное травление, прямое осаждение из газовой фазы свободных кластеров на соответствующую подложку, быстрый термический или фотонный отжиг тонких аморфных пленок, а также использование тонких биотехнологических процессов [23]. [c.87]

Рассогласование периодов кристаллических решеток Si и Ge составляет -4%. Это является причиной появления в эпитаксиальных гетерокомпозициях в процессе их выращивания достаточно больших напряжений несоответствия. По мере увеличения толщины эпитаксиального слоя наблюдается частичная (или полная) релаксация этих напряжений. Релаксация может происходить либо за счет образования характерных шероховатостей на поверхности растущего слоя, либо за счет генерации в нем дислокаций несоответствия, либо путем одновременного действия обоих этих механизмов. Величины критических толщин слоев образования дислокаций несоответствия в эпитаксиальных гетероструктурах SiGe/Si очень малы. Например, при выращивании на Si-подложках эпитаксиальных слоев состава SIq G qj эта величина равна -100 А. В случае полной релаксации напряжений несоответствия величина плотности наклонных дислокаций в таких слоях находится на уровне 10 ... 10 см , что исключает возможность их использования в приборах. Для создания высококачественных транзисторов плотность дислокаций в активной области эпитаксиальной приборной композиции не должна превышать [c.91]

Так же, как и в случае гетероструктур SiGe/Si, использование техники формирования промежуточных буферных слоев в виде напряженных сверхрешеток, композиций с градиентом состава по толщине или слоев, выращиваемых при сравнительно низких температурах, в сочетании с многократными промежуточными термообработками позволяет, например, получать на подложках кремния эпитаксиальные слои GaAs с плотностью дислокаций = 10 см" . Этого еще недостаточно для создания эффективно работающих при комнатной температуре лазеров, но впол- [c.97]

У большинства РОС- и РБО-лазеров дифференциальная квантовая эффективность не превышает единиц процентов, пороговая плотность тока 3—7 кА/см что затрудняет реализацию их функционирования при комнатной температуре. Одним из способов снижения /пор в РОС-и РБО-лазерах является использование решеток с блеском , т. е. с профилем, оптимизированным для определенного диапазона к и углов дифракции. Можно показать, что асимметрия треугольного профиля позволяет повысить /iamax более чем на порядок по сравнению с симметричным профилем. Увеличение глубины профиля в некоторых пределах такжё ведет к возрастанию max при ЭТОМ, однако, ухудшается спектральная селективность. Таким образом, оптимальное значение глубины решетки следует выбирать из компромиссных соображений. Значительное внимание уделяется исследованию и оптимизации ИЛ с РБО. В отличие от РОС-лазеров в РБО-лазерах резонанс отражения приходится на брэгговскую частоту и не подвержен расщеплению. Технология их изготовления относительно проще, чем РОС-лазеров, так как гетероструктуры формируются за один эпитаксиальный процесс, который не требуется прерывать для изготовления решетки, и, кроме того, исключается очень сложная операция заращивания профилированной поверхности. Другое существенное преимущество определяется тем, что дифракционная решетка наносится на пассивный участок волноводного слоя и не усугубляет деградацию характеристик лазера, в то время как использование структур с раздельным ограничением позволяет значительно снизить оптические потери на пассивном участке и обеспечить эффективное взаимодействие световой волны с решеткой. Основные структуры РОС- и РБО-лазеров показаны на рис. 6.14 [12, 18]. Лазеры с периодической структурой [c.118]

Обнаружено, что использование волокна со сферическим концом, полученным в результате контролируемого оплавления, увеличивает коэффициент связи в 4 раза. Например, светодиод с диаметром излучающей области 35 мкм был соединен с волокном диаметром 85 мкм, имеющим числовую апертуру 0,14 и радиус закругления конца 75 мкм. Этот метод, однако, чувствителен к точности выравнивания (юстировки) светодиода и волокна. Для примера на рис. 9.15 показано применение самоюстирующейся сферической линзы и GaA As/GaAs светодиода на основе двойной гетероструктуры, имеющего диаметр активной площади 35 мкм. С помощью сферической линзы диаметром 100 мкм и показателем преломления 2,0 могло быть передано около 100 мкВт в волокно с диаметром сердцевины 80 мкм и числовой апертурой 0,14 при [c.257]

Выбор материала детектора для оптической связи не вызывает затруднений. При использовании излучателя на основе GaAs/GaAlAs, работающего в диапазоне 0,8. .. 0,9 мкм, наиболее подходящим будет кремниевый детектор. Такие детекторы имеют обедненный слой толщиной в несколько десятков микрометров и обычно делаются в виде p-i-л-диодов. Для излучения с длиной волны свыше 1,8 мкм наиболее подходят германиевые детекторы. При длинах волн более 1,55 мкм также требуется толщина обедненного слоя в несколько десятков микрометров. В диапазоне длин волн около 1,3 мкм активная область должна быть того же порядка или тоньше. Ведутся интенсивные разработки прямозонных детекторов на основе тройных и четверных соединений для использования в более длинноволновых диапазонах. В них обычно используют барьеры Шотки или гетероструктуры, подобные описываемым в 12.4.3. [c.314]

Гетероструктурные диоды больше подходят для использования в оптической связи на длинных волнах. Образующий поверхностный слой полупроводник должен иметь широкую запрещенную зону, чтобы поглощение излучения было слабым. Поглощение становится значительным при попадании света в узкозонный материал гетероструктуры, где электрическое поле максимально. Если скорость рекомбинации не слишком велика, можно получить высокий квантовый выход. Обычно работают с двумя системами, а именно [c.317]

На протяжении всей гл. 5, посвященной обсуждению лазерных гетероструктур соединений А В , подчеркивалось, насколько важно хорошо согласовывать решетки, чтобы не допустить образования протяженных наклонных дислокаций. При использовании ALGai-j As хорошее согласование решеток наблюдается при всех значениях х, поэтому малые изменения х не вызывают осложнений, связанных с рассогласованием. Рассмотрим теперь выращивание Ga Ini P на GaAs. Соответствующую тройную систему хорошо описывает гипотетическая диа- [c.130]

Хотя постепенное охлаждение является наиболее часто применяемым методом для выращивания гетероструктур на основе GaAs—AЬGal rAs, недавно развитый метод резкого охлаждения, по всей видимости, обеспечивает лучшие границы между слоями. Раствор насыщается при некоторой температуре Гг, отделяется от источника насыщения, охлаждается до температуры Т и при этой температуре приводится в контакт с подложкой. Чтобы в растворе не начинали выпадать кристаллы, разность температур ЛГ — Гг—Т должна быть достаточно мала. Существуют два простых варианта этого метода поддержание подложки и раствора при температуре Ту (Р01) и поддержание после начала роста той же скорости охлаждения, что и на этапе пересыщения (Р02). Сравнение скоростей роста при ПО, Р01 и PQ2 было дано в работе Се [101]. Решение уравнения диффузии в предположениях, использованных для ПО, но с граничными условиями L(z, 0) = СаЛ 2) и a.s(0, () — С кЛТ ), дает толщину слоя, выращенного методом Р01 [c.133]

В этом способе рост AUGai- As, по-видимому, ограничен диффузией. Однако GaAs рос быстрее, чем ожидалось, что может быть вызвано некоторой конвекцией. Первое использование растворов дает большую толщину и содержание А1 в твердой фазе по сравнению с последующими процессами, так как насыщающий твердый GaAs, который плавает на поверхности растворов, покрывается слоем AI Gai- As. Температурный градиент эмпирически подбирается так, чтобы скорость роста была линейна, однако, несмотря на это, точная скорость роста в некоторой степени зависит от процесса предыдущего охлаждения раствора. Это означает, что отрицательный градиент температуры не полностью компенсирует концентрационное переохлаждение в растворе. Тем не менее использование вертикального градиента предоставляет дополнительный параметр, тщательный контроль которого может обеспечить лучшую воспроизводимость при выращивании гетероструктур методом ЖФЭ. [c.148]

Рассмотрение свойств оптического и электронного ограничений гетеропереходов показывает, что использование этих свойств можно развивать дальше, применяя многослойные структуры. - На рис. 7.5. 1, а приведена энергетическая зонная диаграмма NxpPy гетероструктуры х > у) при большом прямом смеще- [c.227]

Смотреть страницы где упоминается термин Использование гетероструктур : [c.184] [c.239] [c.245] [c.9] [c.20] [c.63] [c.83] [c.92] [c.97] [c.184] [c.169] [c.291] [c.292] [c.441] [c.5] [c.10] [c.54] [c.88] [c.135] [c.156] [c.159] [c.343] [c.23] [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...