Изготовление гетероструктур

Коэф. усиления по току Т. б. составляет обычно неск. десятков, в нек-рых Т. б.—неск. сотен. В Т. 6., для изготовления к-рых используются различные гетероструктуры, коэф. усиления достигает неск. тысяч. [c.157]

Широкое применение Ш-нитридов в качестве материалов полупроводниковой техники, электронной промышленности, химического приборостроения, для изготовления конструкционной керамики общего и специального назначения, в производстве твердых, износостойких материалов, абразивов, защитных покрытий и т. д. [1—4] обусловило развитие новых методов их получения (обзоры [3—18]), которые позволяют эффективно регулировать функциональные свойства нитридов путем направленной модификации их структурного и химического состояний. Синтезируемые при этом системы (в том числе в неравновесных условиях — например, в виде тонких пленок, покрытий, гетероструктур [12—14, 17,18]), включают большое число разнообразных дефектов, отличающих характеристики получаемого материала от свойств идеального кристалла. Очевидна роль дефектов в формировании эксплуатационных параметров многокомпонентных нитридных систем — керамик, композитов [2, 3, 9,16]. [c.34]

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 этом параграфе дадим общее описание техники изготовления гетероструктур полупроводниковых соединений А"> В ". Читатели, знакомые с технологией кремниевых приборов, зиают, что большинство этих приборов делают из эпитаксиальных слоев, выращиваемых на мо-нокристаллической подложке при соблюдении высокой чистоты и тщательного контроля размеров. Эпитаксиальная техника также используется в производстве приборов на основе А В " соединений, но химические свойства этих материалов требуют других методов как при изготовлении подложек, так и при выращивании эпитаксиальных слоев. [c.261]

Кремниевые эпитаксиальные структуры являются серьезной альтернативой полированным пластинам при изготовлении УСБИС уже хотя бы потому, что в эпитаксиальных слоях (в силу специфики условий их получения) практически полностью отсутствуют описанные выше ростовые микродефекты. Но основной причиной существенного усиления внимания к эпитаксиальным технологиям является переход микроэлектроники на субмикронный, а в ближайшем будущем и на нанометровый уровень при формировании приборных структур, а также реальные перспективы создания сверхбыстродействующих УСБИС на основе эпитаксиальных гетероструктур в системе Si — твердые растворы SiGe. [c.88]

В последнее время активно исследуется возможность создания эффективных излучающих устройств на основе гетероструктур SiGe/Si, содержащих достаточно регулярные сетки дислокаций несоответствия, которые эффективно захватывают неравновесные носители заряда и экситоны за счет создаваемых вокруг них достаточно дальнодействующих полей упругих напряжений. Наблюдаемая при этом локализация носителей способствует появлению так называемой дислокационной люминесценции, в частности на длине волны 1,53мкм. Природа этого явления еще далеко не ясна. Но достаточно надежно установлено, что дислокационная люминесценция возникает в сетке дислокаций несоответствия, имеющей достаточно большое количество пересечений дислокаций из разных плоскостей скольжения. Интенсивность дислокационной люминесценции растет с увеличением плотности дислокаций и значительно превышает интенсивность экситонной люминесценции при Л д> 10 см Дислокационная люминесценция характеризуется малым временем жизни, что является весьма важной характеристикой для изготовления оптоэлектронных приборов [32]. [c.98]

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]

Один из недостатков двойной гетероструктуры обусловлен низкой теплопроводностью слоя GaAIAs, составляющей примерно третью часть теплопроводности GaAs. В результате пропорционально возрастает температура перехода при той же самой плотности тока. Отметим, что активный слой может быть изготовлен из GaAIAs с меньшим содержанием AI, чем в ограничивающем слое. При этом появляется возможность частотной перестройки и снижения плотности дислокаций в активном слое. [c.255]

НОЙ гетероструктуры InGaAsP/InP с различным составом активного слоя, что позволит перекрыть диапазон 1,05. ..1.,6 мкм. Источники излучения, типа схематически показанного на рис. 9.17, о, имеют спектральные характеристики, приведенные на рис. 8.5. Поскольку подложка из InP прозрачна для излучения светодиода, имеется возможность изготовить методом травления монолитную микролинзу. При этом диаметр контакта составляет 40 мкм, а толщина активного слоя 1,5 мкм. Основные характеристики при токе смещения 100 мА (80 А/мм ) представлены в табл. 9.1. Выходная мощность на длине волны 1,5 мкм нелинейно зависит от тока, как это заметно на рис. 9.17, б. Причины этого могут быть следующие рекомбинационный безызлучательный процесс (см. рис. 8.1) инверсия населенностей (см. 10.1) утечка тока через потенциальный барьер аномальные тепловые эффекты. Проблемы такого типа будут разрешаться по мере совершенствования технологии изготовления приборов, работающих на длинных волнах. Это относится и к наблюдаемой температурной зависимости выходной мощности при постоянном токе питания. Она аппроксимируется соотношением вида [c.259]

Если все рассогласование решеток на гетерогранице могло бы сказаться только в возникновении краевых дислокаций, как показано на рис. 5.6.2, тогда подложки, не согласованные по периоду решетки, не вызывали бы серьезных трудностей при изготовлении гетеролазеров. Краевые дислокации параллельны плоскости поверхности роста. Они бы полностью заросли при выращивании тонкого эпитаксиального слоя бездислокационного материала над первоначальной границей. ТогДа эпитаксиальный материал мог бы служить новой поверхностью подложки для изопериодических гетероструктур, схожих с описанными в 4 и 5 настоящей главы. К сожалению, экспериментально было обнаружено, что в полученных методами ЖФЭ [85—88] или ХОГФ эпитаксиальных слоях соединений А В , рассогласованных по периоду решетки, кроме краевых дислокаций существует большое количество дислокаций, проникающих через выращенную структуру. Эти проникающие дислокации могут быть винтовыми или смешанными. В целях удобства мы будем называть их наклонными дислокациями. Как описано в гл. 8, такие дислокации могут отрицательно влиять на срок службы лазера. К тому же слои полупроводника, содержащие дислокации, возникшие из-за несоответствия периодов решетки, обладают пониженной эффективностью люминесценции в области дислокации [89]. [c.64]

I В остальной части этого параграфа будут рассмотрены гете-" ролазеры, изготовленные из некоторых гетероструктур с плав- Иым или ступенчатым изменением состава. [c.69]

Изготовление различных гетеролазеров требует развития процессов гетероэпитаксиального выращивания большого числа очень тонких слоев твердых растворов, о которых шла речь в предыдущей главе. Методы, используемые для эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев гетероструктур, тесно связаны с химией процесса роста. Для получения требуемых значений электропроводности, достигаемых контролируемым введением примесей, требуется рассмотрение химических равновесий между паром или жидкостью и твердой фазой. Существуют три представляющих для нас интерес метода эпитаксиального выращивания. Выращивание слоев на монокристал-лической подложке из растворов-расплавов металлов в графитовой лодочке, называемое жидкофазной эпитаксией (ЖФЭ), является самым обычным методом получения гетеролазеров. В последнее время развивается техника, в которой пучок атомов и молекул из нагревателей эффузионного типа, расположенных в сверхвысоковакуумной системе, падает на нагретую подложку. Этот метод называется эпитаксией из молекулярных пучков (ЭМП). Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) представляет собой эпитаксию, при которой реагенты переносятся в потоке протекающего газа к подложке, на которой происходит осаждение вещества, образуемого по химической реакции. В настоящей главе обсуждаются фазовые равновесия, введение примесей и ростовые методы ЖФЭ, ЭМП и ХОГФ, применяемые для получения гетеролазеров. [c.86]

В предыдущих главах были представлены основы теории,, описывающей лазеры на гетероструктурах, и методы эпитаксиального выращивания. Были рассмотрены только те структуры, в которых существует ограничение для носителей -и излучения в лаправлении, перпендикулярном р — л-переходу. Они называются лазерами с широким контактом. Больше всего используются такие полупроводниковые лазеры, в которых ток ограничивается также и в плоскости р — -перехода (боковое ограничение). Они называются лазерами полосковой геометрии. В этой главе будут изложены и обсуждены методы изготовления и рабочие характеристики лазеров как с широким контактом, так и полосковой геометрии. [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...