автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Взаимосвязь механизмов токопротекания, технологических параметров и электрофизических характеристик светодиодов на основе гетероструктур AlGaN/InGaN/GaN и AlInGaP

КОДАК Александр Сергеевич

На правах рукописи

□03057050

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕХАНИЗМОВ ТОКОПРОТЕКАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОДИОДОВ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР ЛЮаМЯпОаМСаИ и АИпваР

Специальность 05.27.01 -«Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах»

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007 год

003057050

Работа выполнена на кафедре электротехники и микропроцессорной электроники ГОУ ВПО Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Маняхин Федор Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, доцент

Сергеев Вячеслав Андреевич

Доктор физико-математических наук, профессор Ковалев Алексей Николаевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО Ульяновский государственный университет

Защита диссертации состоится 17 мая 2007 года в часов на заседании диссертационного совета Д212.132.06 при Московском государственном институте стали и сплавов по адресу: 119049, Москва, Крымский вал, дом 3, ауд. К-421.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета).

Автореферат разослан _

// оц _ 2007 года.

Отзывы, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 119049, Москва, Ленинский пр-т, д.4, ученый совет.

Ученый секретарь диссертационного совета Доктор физико-математических наук, профессор J ) Гераськин В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В 90-х годах 20-го столетия в оптоэлектронике произошла научно-техническая революция, которая определила направление развития этой области электроники: были разработаны и теперь массово изготавливаются свето-диоды синего и зеленого диапазонов спектра на основе нитридных соединений, квантовая эффективность которых на 2-3 порядка стала выше традиционных светодиодов на основе фосфида галлия и карбида кремния. В настоящее время уже идет речь о замене традиционных источников света полупроводниковыми.

Вместе с этим остается ряд серьезных проблем, которые не позволяют достичь теоретически прогнозируемые параметры светодиодов на основе указанных материалов. К их числу относятся: недостаточно отработанные конструктивно-технологические параметры светодиодных структур; неясности механизмов токопротекания, формирования вольт-амперной зависимости и причин снижения квантовой эффективности при средних и высоких плотностях токов; недостаточное понимание механизмов изменения параметров в процессе длительной работы.

Первые светодиоды синего и зеленого диапазонов спектра, разработанные на фирме Nichia Chemical Industry, содержали одну квантовую яму, куда осуществлялась инжекция носителей заряда. Квантовая яма располагалась в компенсированном слое шириной до 120 нм. Недостатками эксплуатационных характеристик таких структур были большие туннельные токи и малая квантовая эффективность. Поиски оптимальных структурно-технологических параметров привели к созданию светодиодных структур с 4-5-ю квантовыми ямами; которые в свою очередь различаются по характеру легирования барьеров по краям квантовых ям. Наряду с этим ведутся поиски решений геометрии кристалла структур. Но до сих пор остается одна из важных проблем уменьшения ширины компенсированного слоя между инжектором и активной областью.

Вольт-амперные зависимости светодиодов на основе гетероструктур А1-СаМЛСаШлаК и АИпваР схожи с вольт-амперными зависимостями кремниевых и БЮ р-ьп структур, несмотря на то, что компенсированный слой у первых на несколько порядков тоньше. Теория вольт-амперных характеристик (ВАХ) р-ьп диодных структур была разработана в предположении двойной инжекции в компенсированный слой [1-4]. В этих работах принимается, что сопротивление компенсированного слоя проявляется после снятия потенциального барьера диода. Однако имеются экспериментальные данные, свидетельствующие, что при наступлении режима ограничения тока последовательным сопротивлением потенциальный барьер не снимается полностью. Из этого следует, что полученные в [1-4] математические модели требуют доработки.

В отличии от традиционных источников света, у которых квантовая эффективность не снижается при повышении тока, в светодиодах он достигает максимального значения при относительно малых плотностях тока - 1-10 А/см2, а затем снижается в 5-10 раз и более при достижении плотности тока до 100 А/см2. В качестве причины указывается повышение температуры р-п перехода. Однако имеются данные, что температурный спад квантовой эффективности неадекватен ее спаду при повышении плотности тока.

Далеко не полно исследовано поведение параметров светодиодов на основе гетероструктур АЮаМ/ЮаМЛЗаЫ и АПпОаР с квантовыми ямами при различных энергетических воздействиях. Несмотря на то, что прогнозируемая долговечность таких светодиодов на основе гетероструктур АЮаЫ/ЮаН/ОаЫ и А1-1гЮаР 100000 часов, еще нет результатов такой наработки по причине малого времени существования высокоэффективных светодиодов на основе указанных полупроводниковых соединений. Поэтому актуальным является исследование деградации светодиодов при повышенной мощности для разработки основ ускоренных методов прогнозирования долговечности.

Представленный анализ проблем качества светодиодных структур на основе нитридных соединений и АПпОаР свидетельствует об актуальности поставленной темы диссертации и необходимости их решения путем комплекс-

ных экспериментальных исследований и разработки моделей, адекватно их описывающих.

Цель работы: определение взаимосвязи механизмов токопротекания и поведения квантовой эффективности при различных режимах работы в светодиодных гетероструктурах с квантовыми ямами на основе AlGaNЯnGaN/GaN и АЦпСаР с их основными конструктивно-технологическими и электрофизическими характеристиками и параметрами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Измерить и проанализировать распределение концентрации зарядовых центров в активной области светодиодных структур с квантовыми ямами.

2. Исследовать механизмы протекания электрического тока в структурах с квантовыми ямами.

3. Определить причины спада квантовой эффективности при средних и высоких плотностях тока.

4. Выявить природу сопротивления протеканию тока в структурах с компенсированным слоем.

5. Исследовать влияние длительного токопротекания на параметры и характеристики светодиодов.

Научная новизна:

1. Разработана модель механизма формирования вольт-амперной зависимости светодиодных структур на основе АЮаМЛпСаНЮаК и АПпваР с квантовыми ямами при высоких уровнях инжекции, основанная на учете изменения характера распределения электрического поля в компенсированном слое р-п перехода, в результате которого образуется участок ускоряющего поля для инжектированных носителей заряда; на нем происходит дополнительное падение внешнего напряжения смещения.

2. Установлено, что наличие компенсированного участка в распределении концентрации зарядовых центров светодиодных структур с квантовыми ямами является причиной отклонения от экспоненциальной зависимости их вольт-амперных и люмен-вольтовых характеристик вследствие падения напряжения на участке компенсированного слоя.

3. Выявлен механизм возникновения и нестабильности токов безизлучатель-ной рекомбинации при прямом смещении в светодиодных структурах с квантовыми ямами на основе соединений АПпОаР, обусловленный аккумуляции зарядовых центров на поверхности кристалла.

4. Обнаружено изменение распределения концентрации зарядовых центров в области р-п - перехода при протекании прямого тока в период работы после технологических операций изготовления светодиодных структур, обусловленная распадом нестабильных комплексов и миграцией точечных дефектов, а также изменения их зарядового состояния.

5. Обнаружено образование афытых компенсированных слоев в квазинейтральной слаболегированной области светодиодных структурах при длительном протекании прямого тока высокой плотности.

6. Предложена модель механизма влияния сильного электрического поля в компенсированном слое на токопротекание, квантовую эффективность и изменение параметров светодиодов при длительной работе.

I

Практическая ценность работы:

1. Модернизирован и автоматизирован измерительный комплекс для реализации неразрушающего метода измерения распределения концентрации зарядовых центров в барьерных структурах, что позволило повысить его разрешающую способность по глубине профиля до 1 нм и использовать для исследования активной области светодиодных структур с квантовыми ямами.

2. Установленная взаимосвязь между характером распределения концентрации зарядовых центров, механизмами токопротекания и люминесцент-

ными характеристиками светодиодных структур на основе соединений АЮаМДпОаШЗаК и А1М5аР является основой для поиска путей повышения их эффективности.

3. Определены электрические режимы и механизм изменения распределения концентрации зарядовых центров и параметров светодиодных структур при длительном протекании прямого тока, которые являются основой для разработки методов прогнозирования и повышения срока их службы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основные свойства и параметры вольт-амперной и люкс-амперной характеристик определяет компенсированный слой между р- и п- легированными областями светодиодных структур, который технологически создают в активной области квантовых ям, либо образующийся в процессе неконтролируемой взаимной диффузии примесей в процессе эпитаксии.

2. Участок ограничения тока последовательным сопротивлением на вольт-амперной характеристике обусловлен снятием тормозящего электрического поля в компенсированном слое внешним смещением и образованием в нем ускоряющего поля для инжектированных носителей заряда; на этом участке устанавливается режим сильных электрических полей и насыщения дрейфовой скорости носителей заряда; рекомбинация носителей заряда происходит по краям участка ускоряющего поля.

3. Токи безизлучательной рекомбинации при малых напряжениях смещения возникают в результате туннелирования носителей заряда сквозь физический приповерхностный р-п переход на поверхностные рекомбинацион-ные уровни: физический р-п переход образуется в результате инверсии типа проводимости в приповерхностном слое кристалла от воздействия адсорбированного на поверхности кристалла заряда. Нестабильность плотности поверхностного заряда обусловливает нестабильность токов безизлучательной рекомбинации.

4. Токовая тренировка после завершения технологических операций изготовления светодиодной структуры вызывает разрушение нестабильных и возникновение новых стабильных комплексов, а также миграцию точечных дефектов, вызывая существенное изменение начального распределения концентрации зарядовых центров в области квантовых ям; в результате токовой тренировки характер распределения концентрации зарядовых центров и параметры светодиодов стабилизируются.

5. В процессе длительного протекания прямого тока через светодиодную структуру в ее слабо легированной области могут образовываться скрытые компенсированные слои в результате стока точечных дефектов и продуктов распада комплексов к границам эпитаксиальных слоев.

6. Спад квантовой эффективности при плотностях тока 3 > (1-10 А/см2) происходит вследствие уменьшения вероятности рекомбинации в квантовых ямах носителей заряда, получающих дополнительную кинетическую энергию в ускоряющем поле компенсированного слоя в режиме ограничения тока его последовательным сопротивлением; при напряженности ускоряющего электрического поля в нем Е > 300 кВ/см квантовая эффективность уменьшается еще и вследствие перехода горячих электронов в боковую долину с последующей безизлучательной рекомбинацией.

7. Изменение характеристик светодиодов при длительной работе в режиме ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя обусловлено образованием точечных дефектов по механизму под-прогового смещения атомов при их взаимодействии с горячими носителями заряда, получающими дополнительную кинетическую энергию на участке ускоряющего поля компенсированного слоя.

Апробация работы:

Основные результаты докладывались на второй Международной конференции

по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П.

Шаскольской, 28-30 октября 2003 г., Москва, МИСиС. На VI международной

конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2004 г., на VII Международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2005 г., на Третьей Меж-' дународная конференция по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П. Шаскольской, 2006 г., Москва, МИСиС.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка цитируемых литературных источников. Объем диссертации составляет 206 страниц, в том числе 100 рисунков и 5 таблиц, список литературных источников из 128 наименований.

В первой главе проведен анализ научных публикаций по проблеме, определенной в рамках темы диссертации. Выявлены пробелы в развитии модельных представлений о механизмах протекания тока в светодиодных структурах на основе широкозонных полупроводников. До настоящего времени вопрос оптимизации технологической структуры светодиодов с квантовыми ямами остается крайне актуальным. Неясными остаются механизмы деградации светодиодов. Выбраны направления исследований, определена цель и поставлены задачи.

Вторая глава посвящена вопросам методического и аппаратурного обеспечения измерений и выбору объектов исследования.

Недостатками существующих методов является интегральная оценка параметров легирования, практически исключающая выявление областей квантовых ям, компенсированного слоя, наличие которого доказано многочисленными исследованиями, малая разрешающая способность по концентрации зарядовых центров при прямых напряжениях смещения, когда барьерная емкость близка к диффузионной, и при больших обратных смещениях, когда изменение барьерной емкости от напряжения смещения становится слабым. Для проведения таких измерений требуется аппаратура, позволяющая с большой точностью задавать напряжение смещения и измерять приращение барьерной емкости АСб-

Анализ работ по данному направлению свидетельствует, что описанные методы не позволяют исследовать тонкую структуру активной области светодиодных структур с квантовыми ямами.

В настоящей работе был модернизирован и использован оригинальный метод динамической емкости для измерения распределения концентрации зарядовых центров в активной области светодиодных структур (автор проф. Ф.И. Маняхин) и модернизированное устройство для его реализации (авторы проф. Ф.И. Маняхин и проф. Н.Н. Горюнов).

В соответствии с этим методом на исследуемый светодиод, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, подается два меандра малой амплитуды с близкими частотами // и /2, для которых диодная структура представляет емкостную нагрузку. Эквивалентно ее можно представить в виде двух последовательно включенных барьерных емкостей: барьерной емкости, определяемой постоянным смещением - С& и динамической барьерной емкости по переменному сигналу - Сд.

_ _ ее0в . „ _ 2яс05

с~ к '

где V/ -ширина области пространственного заряда, А\У - амплитуда модуляции ширины области пространственного заряда.

На выходе операционного усилителя селективно выделяются сигналы и ЩМ) на частотах (/}+/2)/2 и (/г/2), соответственно пропорциональный ширине ОПЗ и обратно пропорциональный концентрации зарядовых центров на ее краю

и( ио = —IV; и(Ю =-^-, (2)

ее0 2?а?05-ЛГ(ИО

где АО, - амплитуда малого переменного заряда смещения, которая поддерживается постоянной путем подачи двух меандров с амплитудой напряжения и</2 на инвертирующий вход операционного усилителя через калиброванную емкость Со; А(2=С0ио.

Все параметры, входящие в выражения (2) априорно известны, а измеряемые параметры N и определяются по ЩЫ) и (/(№) соответственно. Ширина IV изменяется подачей на светодиод постоянного напряжения смещения.

Для измерения вольт-амперных и люмен-амперных зависимостей было создано измерительное устройство на основе операционного усилителя с малыми входными токами. Неинвертирущий вход в нем соединен с общей шиной питания. На исследуемый светодиод, подключенный к инвертирующему входу с виртуальным заземлением, подавали ступенчато изменяющееся напряжение Ли-10 мВ. Световой поток измеряли одновременно с током с помощью кремниевого диода. Управление измерениями и обработка массива данных проводилось с использованием персонального компьютера по разработанной программе.

В третьей главе представлены результаты измерения и анализа распределения концентрации зарядовых центров (КЗЦ) в светодиодных структурах с квантовыми ямами.

Объектами исследования были светодиоды с квантовыми ямами синего и зеленого диапазонов спектра (условно обозначены В - синего свечения; в, Ъ -зеленого свечения) на основе гетероструктур АЮа№1пОа!Ч/ОаК; красного (Л) и желтого (У) диапазонов спектра на основе АИпОаР. Рабочий ток светодиодов -20-40 мА (плотность тока 20-40 А/см2). Кристаллы светодиодов были изготовлены по серийной технологии на различных фирмах.

По характеру распределения КЗЦ их можно разделить на две основные группы: с модулировано легированной активной областью (область с квантовыми ямами) и с компенсированной активной областью \Nll-Nll\«Na,Nd, рис. 1. Характерной особенностью структуры всех исследованных кристаллов является наличие в них компенсированного слоя шириной Хо.

В только что изготовленных светодиодных структурах АЮаМЛпОаШЗаЫ синего свечения, не прошедших токовую тренировку, обнаружено изменение распределения концентрации зарядовых центров после пропускания через них прямого тока плотностью выше 20 А/см2, рис.2.

Чем"3

О- положение края ОПЗ при и =0

1Е18-

1Е17

Эти изменения не связаны с разогревом р-п перехода. Стрелками указаны направления изменения концентрации зарядовых центров в период 1=0+20000 секунд пропускания тока через светодиод.

Сделан вывод, что в активном слое во время протекания тока происходят сложные преобразования микроструктуры с участием точечных дефектов и нестабильных комплексов.

В слоях 60-80 нм (1-й слой) и 80-110 нм (2-й слой) основными процессами являются разрушение ней-

1.0*10"° 2.0x10 Рис.1

3.0x10 \Л/,см

тральных комплексов с электрической активацией продуктов распада, приводящее к росту КЗЦ, и образование новых компенсирующих или нейтральных комплексов, уменьшающих концентрацию ЗЦ.

В третьем слое 110-120 нм наряду с процессом распа-

N. ст

1Е18

1Е17,

1Е16

0.000006 0.000008 0.000010 0.000012

ст

Рис.2

да и образования новых комплексов идут процессы увеличения КЗЦ за счет до-активации примесных атомов и их диффузии заряженных центров из соседних слоев.

Наблюдаемое явление может быть объяснено, если предположить, что после технологической обработки в области легированных барьеров у квантовых ям изначально существуют комплексы Ум-Иоа донорного типа. При инжекции электронов в область квантовых ям они распадаются: N занимает

узел своей подрешетки,

.000006 0.000008 0.000010

•№'С,В.000012

—|-Г- -1 • • * • _• -л -- *.п \ 4 - 1 1 - ^^^^^^ 1 Л 1

5

0.6

0.7 0.8 0.9 1.0

Рис.3

1.1 1.2 иик„,у

N,011? 1Е21

1Е20

1Е19

1Е18

1Е17

1Е16

1Е15

1Е14

Уоа диффундирует от р-п перехода. Кроме того, образуют нейтральные дивакансии. Суперпозиция этих процессов определяет динамику изменения профиля концентрации зарядовых центров..

При более длительных временах протекания прямого тока плотностью

40-80 А/см2 было обнаружено образование скрытого инверсного слоя в объеме слабо легированной области за активным слоем, что проявлялось в возникновении резких пиков на графиках распределения концентрации зарядовых центров, рис.3, где 1,2,3- графики распределений КЗЦ: 1 -до пропускания тока, 2 - при пропускании тока 10 мин.; 3 - при пропускании тока в течение 1 часа; 4, 5, 6 -соответствующие им сигналы ЩЫ) на выходе фазового детектора. Наблюдаемый измерительный эффект обусловлен противофазным изменением ширины ОПЗ барьерной емкости и скрытого инверсного слоя, схема которого изображена на рис.4, когда

,С0^0Л2 1

1/ц =(-

'-У

= ° (3)

5 2деео Nх N2 N3 где N1, N2 и N3 - концентрации заряженных центров на краях соответствующих областей пространственного заряда.

Компенсированный слой

О - положение края ОПЗ

Четвертая глава посвящена исследованию и моделированию вольт-амперных зависимостей.

Типовые прямые ветви вольт-амперных характеристик, рис.5, имели три участка: участок туннельных токов или токов поверхностных и объемных утечек при малых напряжениях смещения, участок экспоненциальной зависимости тока от напряжения и участок ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя.

Начальный участок ВАХ диодов без токов утечки как правило характеризуется наклоном

в полулогарифмических координатах в несколько единиц кТ, для зависимости /=/"ехр([//£■(,), где Е0 сЛ{-

т ее0

н N 03

2 т'ее0

кТ

Здесь N - концентрация зарядовых центров в области модулированного легирования барьеров по краям квантовых ям.

В структурах с модулировано-легированными областями барьеров по краям квантовых ям, рис.1, (2), при напряжениях до режима ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя ток создается туннелированием и инжекцией носителей заряда в квантовые ямы. При этом туннельный ток преобладает.

Там, где инжекционный ток преобладает над туннельным наклон ВАХ в полулогарифмических координатах определяется квадратичной рекомбинацией в квантовых ямах и фактор неидеальности в зависимости I = Гехр(и/ткТ) т=2.

При плотностях прямого тока />1 А/см2 наблюдается участок ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя Я,- с отклонением от экспоненциальной зависимости.

В ряде работ [1-4] предполагается, что это сопротивление омических контактов, объема слабо легированной области, собственно компенсированного слоя между р- и п-областями.

Однако учет особенностей распределения зарядовых центров в слабо легированной области диода позволяет предложить следующую модель токопро-текания в структурах с компенсированным слоем.

Распределение плотности заряда в ОПЗ определяется ионизованными донорами и акцепторами легированных областей, а также свободными электронами и дырками в компенсированном слое, рис.6, в предположении, что в компенсированном слое (N¿-N0) порядка концентрации собственных носителей.

Экранирование поля неподвижных ионов легированных областей свободными носителями заряда обусловливает минимум напряженности электрического поля в компенсированном слое.

Плотность электрического тока в одномерной модели в любом сечении компенсированного слоя постоянна и описывается выражением:

1,2,3

Направление уменьшения ширины ОПЗ

Рис.6

При 7=0 (график 1, рис.6)

Е =

_ dis.fi ^ Оп —;—+ О ,

аде '

<1Ар ¿х

Мп&п + Мр&Р

кТ

<12Ап с1гАр

г——+—~

{¡X- йх1

¡Лп + Ар

Мп

где г =

Когда ] > О при плотности тока

(1Ап _ ¿Ар. ,_ч

= + -) (7)

ах: а*

в некотором сечении компенсированного слоя напряженность электрического поля становится равной нулю. Это начало нарушения экспоненциальной зависимости тока от напряжения (графики 2, рис.6).

Дальнейшее повышение плотности тока за счет увеличения внешнего напряжения смещения обусловлено уменьшением дрейфовой составляющей и увеличением диффузионной составляющей в уравнении (5).

Однако нужно обратить внимание на то, что при этом появляется участок дрейфового тока /, который увеличивается при увеличении плотности тока, достигая в дальнейшем ширины Х0. Именно этот участок проявляет резистивные свойства /?,. В этом режиме падение напряжения на Л,- описывается эмпирической формулой:

(8)

где 1т - ток, при котором наступает режим ограничения тока последовательным сопротивлением /?,; Ь - коэффициент, зависящий от механизма рекомбинации.

В ранее опубликованных работах ряда авторов предполагается, что режим ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя наступает, когда потенциальный барьер р-п перехода полностью снимается внешним напряжением, а в компенсированный слой инжектируются носители заряда, модулирующие его сопротивление. Взаимосвязь тока и напряжения на компенсированном слое описывается выражением

1 = А(и-ик)а, (9)

где I -прямой ток, А и а - константы, 11к - контактный потенциал: ци^ =(/•"„ — Fp). Здесь ,Гр - уровни Ферми в и- и р-областях соответственно,

д - элементарный заряд.

Согласно экспериментальным ВАХ, полученным в настоящей работе, падение напряжения иь для компенсации потенциала барьеров в этих структурах

17

на 0.30 - 0.55 В меньше необходимого для полного их снижения. Внешнее напряжение делится на напряжение участка дрейфового тока в компенсированном слое Ui и напряжение, снижающее потенциальный барьер Ub, рис.6, которое определяется зависимостью и у, =Um+mkT 1п(/ / lm), где UmIm - напряжение внешнего смещения и соответствующий ему ток, после которого начинается режим ограничения тока сопротивлением компенсированного слоя. Очевидно, что Umlm и Uhh (h - ток при Uic) имеют различный электрофизический смысл.

Напряжение на сопротивлении компенсированного слоя должно описываться выражением

Ui=U-Um-mkT-\n(Ulm) (10)

в отличие от (9), где U,=U-Ut в предположении, что дальнейшее приращение напряжения после I/* происходит только на компенсированном слое.

Учитывая зависимость дрейфовой скорости Vdp от величины напряженности электрического поля в области I образования сопротивления R, можно рассмотреть два режима: I) ßm /лр = const до значения напряженности поля ¿¡Ы.5-105 В/см; 2) ß = K llUi при значениях напряженности поля £>1.5-105 В/см, где К - постоянный коэффициент.

В первом случае, когда еще не наступил режим сильных электрических полей, ток 1 сравним с lm и в (8) Ъ= 0.5, что соответствует квадратичной рекомбинации.

Шрина участка /, рис.6, после превышения тока над 1т сначала расширяется, а затем достигает некоторого постоянного значения порядка ширины компенсированного слоя Х0: /-[1 - Um! J)^'51 ■

Во втором случае />>/т и природа тока в этом режиме связана с линейной рекомбинацией. Из соотношения времени рекомбинации и времени пролета на резистивном участке вытекает, что рекомбинация происходит за краями резистивного участка.

Туннелиро-вание

В настоящей работе была разработана модель одного из механизмов образования тока безизлуча-тельной рекомбинации в светодиодных структурах на основе широкозонных полупроводников. Согласно ей на поверхности кристалла накапливается связанный

+ + + + + +

+ заряд, который создает приповерхностный слой ин +

версной проводимости в слабо легированной области, (¡) рис.7. В результате образуется физический р-п пере-

Рис.7 ход.

Толщина ОПЗ физического р-п перехода достаточна для туннелирования носителей заряда через него на поверхностные центры безызлучательной рекомбинации. При определенных условиях поверхностный заряд может стекать и инверсный слой исчезает; вероятность туннелирования уменьшается и токи утечки снижаются.

Обработкой поверхности кристаллов антистатиком туннельный ток утечки снижался до 10"8 А и не увеличивался в дальнейшем при хранении кристаллов.

В пятой главе исследованы зависимости светового потока Ь и квантовая эффективность т} от прямого тока через светодиоды и напряжения смещения, рис.8,9, а также предложена модель возможного механизма их деградации. На зависимостях Ц1) в двойных логарифмических координатах явно выражены два участка - с наклоном, характеризующимся «1 при малых то-

ках, и Д^(/,)/д^(/) = 0.5 при больших токах, что соответствует биполярной и монополярной рекомбинации. Это согласуется с выводами предыдущей главы.

Характер зависимости квантовой эффективности от тока согласуется с результатами ранее выполненных работ [5,6]. Однако в них для объяснения спада Г) предполагается влияние температуры перегрева р-п перехода. Но в этом случае трудно объяснить слабую зависимость тока области экстремума этих графиков от температуры. В настоящей работе показано, что такая зависимость обусловлена наличием компенсированного слоя.

ц,отн.ед.

Рис.8 Рис.9

Спад Т) начинается после момента образования когда носители заряда, инжектированные в слой ускоряющего электрического поля, "разогреваются" в нем. Возможны, по крайней мере, две причины снижения т] при увеличении плотности тока. В соответствии с первой значительная часть носителей заряда, обладая большой кинетической энергией, пролетает за пределы активной области. Вероятность рекомбинации в квантовых ямах уменьшается.

Во втором случае в слое I носители заряда приобретают энергию, достаточную для перехода в боковую долину, откуда рекомбинируют с участием фо-нонов. Такой режим наступает при Е>300000 В/ см. Экспериментально были получены зависимости Ци), на которых обнаружены участки спада Ь при увеличении прямого напряжения смещения.

Установлено, что длительное протекание прямого тока в режиме ограничения его последовательным сопротивлением компенсированного слоя приводит к снижению светового потока после 200-500 часов наработки.

Для объяснения наблюдаемого эффекта привлечена модель подпорогово-го механизма образования точечных дефектов и распада нестабильных комплексов. "Разогретые" в поле компенсированной области носители заряда имеют кинетическую энергию, превышающую в 5-40 раз кТ. При этом увеличивается вероятность смещения атомов собственно полупроводника и примесных атомов помимо создаваемых тепловых точечных дефектов, разрушаются и образуются новые комплексы. Количество смещенных атомов пропорционально

их концентрации и плотности тока. Вероятность образования точечных дефектов выражается формулой:

£ = ехр(-Яй / АЕ), (11)

где Ел - пороговая энергия смещения, АЕ - энергия горячего носителя заряда. Временная зависимость накопления точечных дефектов носит экспоненциальный характер с выходом на насыщение.

Выводы:

1. Экспериментально по распределениям концентрации зарядовых центров установлено, что в светодиодных структурах с квантовыми ямами на основе широкозонных полупроводниковых соединений АЮа1Ч/1пОаМ/ОаЫ и АНпваР независимо от характера легирования активной области расположения квантовых ям между легированными областями р-п перехода существует компенсированный слой, который создают технологически, либо образующийся в процессе неконтролируемой взаимной диффузии примесей; наличие этого слоя является причиной ограничения потенциальных параметров светодиодов.

2. Нарушение экспоненциальной зависимости вольт-амперных и люмен-амперных характеристик у светодиодных структур с квантовыми ямами обусловлено перераспределением внешнего напряжения смещения между барьерными областями области пространственного заряда в легированных слоях и областью дрейфа в компенсированном слое после изменения в нем направления электрического поля, созданного внешним напряжением смещения.

3. Ток безизлучательной рекомбинации при малых напряжениях прямого и обратного смещения в светодиодных структурах на основе соединений АНпваР возникает при аккумуляции на поверхности кристалла электрического заряда, который инвертирует тип проводимости в приповерхностном слое, в результате чего образуется физический р-п переход и создаются условия для туннельной рекомбинации через поверхностные цен-

тры; нестабильность тока связана с нестабильностью плотности поверхностного заряда; обработка кристаллов антистатическим составом устраняет этот механизм образования тока.

4. После технологических операций по созданию светодиодов в их кристаллической структуре образуются комплексы и точечные дефекты, которые изменяют свою электрическую активность после протекания прямого тока вследствие распада нестабильных и образования новых комплексов и миграции точечных дефектов с малой энергией активации; эта перестройка вызывает изменение первоначального распределения концентрации зарядовых центров и последующую его стабильность и стабильность характеристик.

5. Длительное протекание тока через светодиод в режиме ограничения его последовательным сопротивлением компенсированного слоя приводит к образованию скрытых инверсных слоев в активной области вследствие стока точечных дефектов к границам эпитаксиальных слоев, миграция которых стимулируется возбуждением их электронной системы горячими электронами, приобретающими энергию в ускоряющем поле компенсированного слоя.

6. Спад квантовой эффективности светодиодов в режиме ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя связан с уменьшением вероятности рекомбинации горячих носителей заряда в квантовых ямах и смещением области рекомбинации на края участка с ускоряющим полем; другой причиной спада квантовой эффективности является эффект перехода горячих электронов в боковую долину с последующей безызлучательной рекомбинацией.

7. Деградация люминесценции светодиодов при высоком уровне инжекции обусловлена образованием безызлучательных центров точечных дефектов, которые возникают по подпороговому механизму при взаимодействии горячих электронов компенсированного слоя с атомами кристаллической решетки.

Список ссылок

1. Рыжиков И.В. К вопросу об инжекционных свойствах несимметричных р+ - р(п) - п+ структур с тонкой компенсированной областью // Электронная техника, серия 2 "Полупроводниковые приборы", 1971, №5, с.29-37

2. Акимов Ю.С., Рыжиков И.В. Инжекция электронов и дырок в изоляторы и полупроводники. Часть I // Электронная техника, Серия 2 "Полупроводниковые приборы", 1972, №4, с.3-46.

3. Акимов Ю.С., Рыжиков И.В. Инжекция электронов и дырок в изоляторы и полупроводники. Часть П // Электронная техника, Серия 2 "Полупроводниковые приборы", 1972, №4, с.47-76

4. Э.И. Адирович, П.М. Карагеоргий-Алкалаев, А.Ю. Лейдерман. Токи двойной инжекции в полупроводниках. Под ред. Б.И, Гальперина, Москва, "Советское радио", 1978.

5. A.A. Ефремов, Н.И. Бочкарева, Р.И. Горбунов и др. Влияние джоулева разогрева на квантовую эффективность и выбор теплового режима мощных голубых InGaN/GaN светодиодов. // Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 5, с.621-627.

6. Сергей Никифоров. Температура в жизни и работе светодиодов. Части 1 и 2. // Компоненты и технологии. 2005, №№ 8,9. С.140-146,18-23.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Зависимость тока через p-i-n структуру от напряжения смещения в режиме ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя. Изв. ВУЗов, серия "Материалы электронной техники", 2006 г., №3.

2. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Влияние сильных электрических полей на токо-протекание в диодных структурах на основе широкозонных полупроводников. Вторая Международная конференция по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П. Шаскольской. 28-30 октября 2003 г., Москва, МИСиС, Тезисы докладов, стр.297.

3. Маняхин Ф.И., Бессонов В.В., Кодак A.C. Экспериментальные параметры модели двойной инжекции для светодиодов на основе AlGaN/InGaN/GaN. Труды VI международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотех-нологии и микросистемы", Ульяновск, 2004 г., с. 52.

4. Маняхин Ф.И., Бессонов В.В., Кодак A.C., Крапухин В.В., Мусалитин A.M., Мусалитин H.A. Изменение характеристик светодиодных структур на основе соединений AIInGaP при воздействии электронов с энергией 6 МэВ. Труды международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2004 г., с. 52.

5. В.Г. Григорьян, H.H. Горюнов, Ф.И. Маняхин, В.В.Бессонов, A.C. Кодак. Исследование качества полупроводниковых структур методом фотоответного изображения. Технологии в электронной промышленности, № 1, 2005 г., с. 72-75.

6. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Изменение распределения концентрации неподвижных заряженных центров в области квантовых ям светодиодных структур AlGaN/InGaN/GaN при протекании прямого тока. Труды VII Международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2005 г., с. 161.

7. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Образование инверсного слоя в светодиодной структуре при длительном протекании прямого тока. Труды VII Международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2005 г., с. 164.

8. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Метод контроля технологии светодиодных структур. Компоненты и технологии. № 6,2005, с. 236-238.

9. Ф.И. Маняхин, A.C. Кодак. Механизмы токопротекания и рекомбинации в светодиодных структурах с квантовыми ямами. Третья Международная конференция по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П. Шаскольской. 28-30 октября 2006 г., Москва, МИСиС, Тезисы докладов, стр.297.

Формат 60 х 90 '/16 Объем 1,5 п.л.

Тираж 100 экз. Заказ 1313

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 ЛР№01151 от 11.07.01

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ ПО ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ, ХАРАКТЕРИСТИКАМ И ПАРАМЕТРАМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СВЕТОДИОДОВ.

1.1. Свойства, параметры и характеристики исходных полупроводниковых материалов.

1.1.1. Основные параметры нитрида галлия.

1.1.2. Основные параметры нитрида индия.

1.1.3. Основные параметры нитрида алюминия.

1.1.4. Основные параметры трехкомпонентных растворов на основе соединений GaP и InP.

1.2. Конструктивно-технологические параметры высокоэффективных светодиодных структур.

1.3. Электрофизические характеристики и параметры высокоэффективных светодиодов.

1.4 Механизмы рекомбинации и спектры электролюминесценции светодиодов с квантовыми ямами

1.5. Влияние термополевых воздействий на параметры и характеристики высокоэффективных светодиодов.

Выводы по обзору материалов публикаций.

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКОЕ И АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ СВЕТОДИОДОВ.

2.1. Метод измерения распределения концентрации зарядовых центров в области изменения объемного заряда р-n перехода и устройство для его реализации.

2.2. Методы измерения вольт-амперных и люмен-амперных зависимостей и устройство для их реализации.

2.2.1. Измерение вольт-амперных зависимостей.

2.2.2. Измерение характеристик электролюминесценции.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАРЯДОВЫХ ЦЕНТРОВ В ОБЛАСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА СВЕТОДИОДНЫХ ГЕТЕРО-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ AIGaN/InGaN/GaN и AlInGaP С

КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ.

3.1. Виды распределений концентрации зарядовых центров в светодиодных структурах AIGaN/InGaN/GaN и AlInGaP с квантовыми ямами.

3.2. Нестабильность распределения концентрации зарядовых цен

3.3. Образование скрытых инверсных слоев в эпитаксиальных

ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМЫ ПРОТЕКАНИЯ ТОКА В СВЕТОДИОДНЫХ СТРУКТУРАХ С КОМПЕНСИРОВАННЫМ СЛОЕМ

4.1. Вольт-амперные зависимости гомопереходов и гетеропереходов

4.2. Модель механизма протекания тока в режиме его ограничения последовательным сопротивлением, образующимся в компенсированном слое.

4.3. Механизмы возникновения избыточных токов безизлучательной рекомбинации.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. КВАНТОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СВЕТОДИОДОВ

С КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР

AlGaN/InGaN/Ga и AIInGaP.

5.1. Анализ причин спада квантовой эффективности светодиодных структур с компенсированным слоем.

5.2. Изменение характеристик светодиодов при длительном протекании прямого тока в режиме ограничения его последовательным сопротивлением компенсированного слоя.

Выводы к главе 5. структурах светодиодов Выводы к главе 3.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ. СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ РАБОТ

Актуальность темы

В 90-х годах 20-го столетия в оптоэлектронике произошла научно-техническая революция, которая определила направление развития этой области электроники: были разработаны и теперь массово изготавливаются светодиоды синего и зеленого диапазонов спектра на основе нитридных соединений, квантовая эффективность которых на 2-3 порядка стала выше традиционных светодиодов на основе фосфида галлия и карбида кремния. В настоящее время уже идет речь о замене традиционных источников света полупроводниковыми.

Вместе с этим остается ряд серьезных проблем, которые не позволяют достичь теоретически прогнозируемые параметры светодиодов на основе указанных материалов. К их числу относятся: недостаточно отработанные конструктивно-технологические параметры светодиодных структур; неясности механизмов токопротекания, формирования вольт-амперной зависимости и причин снижения квантовой эффективности при средних и высоких плотностях токов; недостаточное понимание механизмов изменения параметров в процессе длительной работы.

Первые светодиоды синего и зеленого диапазонов спектра, разработанные на фирме Nichia Chemical Industry, содержали одну квантовую яму, куда осуществлялась инжекция носителей заряда. Квантовая яма располагалась в компенсированном слое шириной до 120 нм. Недостатками эксплуатационных характеристик таких структур были большие туннельные токи и малая квантовая эффективность. Поиски оптимальных структурно-технологических параметров привели к созданию светодиодных структур с 4-5-ю квантовыми ямами, которые в свою очередь различаются по характеру легирования барьеров по краям квантовых ям. Наряду с этим ведутся поиски решений геометрии кристалла структур. Но до сих пор остается одна из важных проблем уменьшения ширины компенсированного слоя между инжектором и активной областью.

Вольт-амперные зависимости светодиодов на основе гетероструктур AlGaN/IGaN/GaN и AlInGaP схожи с вольт-амперными зависимостями кремниевых и SiC p-i-n структур, несмотря на то, что компенсированный слой у первых на несколько порядков тоньше. Теория вольт-амперных характеристик (ВАХ) p-i-n диодных структур была разработана в предположении двойной инжекции в компенсированный слой [1-4]. В этих работах принимается, что сопротивление компенсированного слоя проявляется после снятия потенциального барьера диода. Однако имеются экспериментальные данные, свидетельствующие, что при наступлении режима ограничения тока последовательным сопротивлением потенциальный барьер не снимается полностью. Из этого следует, что полученные в [1-4] математические модели требуют доработки.

В отличии от традиционных источников света, у которых квантовая эффективность не снижается при повышении тока, в светодиодах он достигает максимального значения при относительно малых плотностях тока - 1-10 А/см , а затем снижается в 5-10 раз и более при достижении плотности тока до 100 А/см2. В качестве причины указывается повышение температуры р-п перехода. Однако имеются данные, что температурный спад квантовой эффективности неадекватен ее спаду при повышении плотности тока.

Далеко не полно исследовано поведение параметров светодиодов на основе гетероструктур AlGaN/IGaN/GaN и AlInGaP с квантовыми ямами при различных энергетических воздействиях. Несмотря на то, что прогнозируемая долговечность таких светодиодов на основе гетероструктур AlGaN/IGaN/GaN и AlInGaP 100000 часов, еще нет результатов такой наработки по причине малого времени существования высокоэффективных светодиодов на основе указанных полупроводниковых соединений. Поэтому актуальным является исследование деградации светодиодов при повышенной мощности для разработки основ ускоренных методов прогнозирования долговечности.

Представленный анализ проблем качества светодиодных структур на основе нитридных соединений и AlInGaP свидетельствует об актуальности поставленной темы диссертации и необходимости их решения путем комплексных экспериментальных исследований и разработки моделей, адекватно их описывающих.

Цель работы: определение взаимосвязи механизмов токопротекания и поведения квантовой эффективности при различных режимах работы в светодиодных гетероструктурах с квантовыми ямами на основе AlGaN/InGaN/GaN и AlInGaP с их основными конструктивно-технологическими и электрофизическими характеристиками и параметрами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Измерить и проанализировать распределение концентрации зарядовых центров в активной области светодиодных структур с квантовыми ямами.

2. Исследовать механизмы протекания электрического тока в структурах с квантовыми ямами.

3. Определить причины спада квантовой эффективности при средних и высоких плотностях тока.

4. Выявить природу сопротивления протеканию тока в структурах с компенсированным слоем.

5. Исследовать влияние длительного токопротекания на параметры и характеристики светодиодов.

Научная новизна:

1. Разработана модель механизма формирования вольт-амперной зависимости светодиодных структур на основе AlGaN/InGaN/GaN и AlInGaP с квантовыми ямами при высоких уровнях инжекции, основанная на учете изменения характера распределения электрического поля в компенсированном слое р-n перехода, в результате которого образуется участок ускоряющего поля для инжектированных носителей заряда; на нем происходит дополнительное падение внешнего напряжения смещения.

2. Установлено, что наличие компенсированного участка в распределении концентрации зарядовых центров светодиодных структур с квантовыми ямами является причиной отклонения от экспоненциальной зависимости их вольт-амперных и люмен-вольтовых характеристик вследствие падения напряжения на участке компенсированного слоя.

3. Выявлен механизм возникновения и нестабильности токов безизлуча-тельной рекомбинации при прямом смещении в светодиодных структурах с квантовыми ямами на основе соединений AlInGaP, обусловленный аккумуляции зарядовых центров на поверхности кристалла.

4. Обнаружено изменение распределения концентрации зарядовых центров в области р-п - перехода при протекании прямого тока в период работы после технологических операций изготовления светодиодных структур, обусловленная распадом нестабильных комплексов и миграцией точечных дефектов, а также изменения их зарядового состояния.

5. Обнаружено образование скрытых компенсированных слоев в квазинейтральной слаболегированной области светодиодных структурах при длительном протекании прямого тока высокой плотности.

6. Предложена модель механизма влияния сильного электрического поля в компенсированном слое на токопротекание, квантовую эффективность и изменение параметров светодиодов при длительной работе.

Практическая ценность работы:

1. Модернизирован и автоматизирован измерительный комплекс для реализации неразрушающего метода измерения распределения концентрации зарядовых центров в барьерных структурах, что позволило повысить его разрешающую способность по глубине профиля до 1 нм и использовать для исследования активной области светодиодных структур с квантовыми ямами.

2. Установленная взаимосвязь между характером распределения концентрации зарядовых центров, механизмами токопротекания и люминесцентными характеристиками светодиодных структур на основе соединений AlGaN/InGaN/GaN и AlInGaP является основой для поиска путей повышения их эффективности.

3. Определены электрические режимы и механизм изменения распределения концентрации зарядовых центров и параметров светодиодных структур при длительном протекании прямого тока, которые являются основой для разработки методов прогнозирования и повышения срока их службы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основные свойства и параметры вольт-амперной и люкс-амперной характеристик определяет компенсированный слой между р- и п- легированными областями светодиодных структур, который технологически создают в активной области квантовых ям, либо образующийся в процессе неконтролируемой взаимной диффузии примесей в процессе эпи-таксии.

2. Участок ограничения тока последовательным сопротивлением на вольт-амперной характеристике обусловлен снятием тормозящего электрического поля в компенсированном слое внешним смещением и образованием в нем ускоряющего поля для инжектированных носителей заряда; на этом участке устанавливается режим сильных электрических полей и насыщения дрейфовой скорости носителей заряда; рекомбинация носителей заряда происходит по краям участка ускоряющего поля.

3. Токи безизлучательной рекомбинации при малых напряжениях смещения возникают в результате туннелирования носителей заряда сквозь физический приповерхностный р-n переход на поверхностные реком-бинационные уровни: физический р-n переход образуется в результате инверсии типа проводимости в приповерхностном слое кристалла от воздействия адсорбированного на поверхности кристалла заряда. Нестабильность плотности поверхностного заряда обусловливает нестабильность токов безизлучательной рекомбинации.

4. Токовая тренировка после завершения технологических операций изготовления светодиодной структуры вызывает разрушение нестабильных и возникновение новых стабильных комплексов, а также миграцию точечных дефектов, вызывая существенное изменение начального распределения концентрации зарядовых центров в области квантовых ям; в результате токовой тренировки характер распределения концентрации зарядовых центров и параметры светодиодов стабилизируются.

5. В процессе длительного протекания прямого тока через светодиодную структуру в ее слабо легированной области могут образовываться скрытые компенсированные слои в результате стока точечных дефектов и продуктов распада комплексов к границам эпитаксиальных слоев.

6. Спад квантовой эффективности при плотностях тока J > (1-10 А/см ) происходит вследствие уменьшения вероятности рекомбинации в квантовых ямах носителей заряда, получающих дополнительную кинетическую энергию в ускоряющем поле компенсированного слоя в режиме ограничения тока его последовательным сопротивлением; при напряженности ускоряющего электрического поля в нем Е > 300 кВ/см квантовая эффективность уменьшается еще и вследствие перехода горячих электронов в боковую долину с последующей безизлучательной рекомбинацией.

7. Изменение характеристик светодиодов при длительной работе в режиме ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя обусловлено образованием точечных дефектов по механизму подпрогового смещения атомов при их взаимодействии с горячими носителями заряда, получающими дополнительную кинетическую энергию на участке ускоряющего поля компенсированного слоя.

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов достигнута проведением измерений по апробированным методикам на автоматизированных информационных комплексах, укомплектованных новой аттестованной измерительной аппаратурой, согласием экспериментальных результатов и теоретических моделей, развитых в ходе работы, согласием основных результатов, полученных в работе, с данными других исследователей.

Апробация работы:

Основные результаты докладывались на второй Международной конференции по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П. Шаскольской, 28-30 октября 2003 г., Москва, МИСиС. На VI международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2004 г., на VII Международной конференции "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы", Ульяновск, 2005 г., на Третьей Международная конференция по физике кристаллов "Кристаллофизика 21-го века", посвященная памяти М.П. Шаскольской, 2006 г., Москва, МИСиС.

Личное участие автора. В диссертационной работе изложены результаты, полученные как лично автором, так и в соавторстве. Все экспериментальные результаты работы, расчеты и обработка результатов получены и выполнены автором самостоятельно. Автором развита модель зависимости тока от напряжения на компенсированном слое на участке ограничения тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя, модернизирован измерительный комплекс. Научным руководителем оказана помощь в интерпретации экспериментов по длительной наработке светодиодов, и разработке физических и математических моделей.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 статьи, одна из которых в журнале, рекомендованном ВАК, и 6 тезисов докладов, опубликованных в сборниках трудов международных конференций.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка цитируемых литературных источников. Объем диссертации составляет 206 страниц, в том числе 100 рисунков и 5 таблиц, список литературных источников из 128 наименований.

1. Экспериментально по распределениям концентрации зарядовых

центров установлено, что в светодиодных структурах с квантовыми

ямами на основе широкозонных полупроводниковых соединений

AlGaN/InGaN/GaN и AlInGaP независимо от характера легирования

активной области расположения квантовых ям между легированными

областями р-п перехода существует компенсированный слой, который

создают технологически, либо образующийся в процессе

неконтролируемой взаимной диффузии примесей; наличие этого слоя

является причиной ограничения потенциальных параметров

светодиодов,

2. Нарушение экспоненциальной зависимости вольт-амперных и люмен амперных характеристик у светодиодных структур с квантовыми ямами

обусловлено перераспределением внешнего напряжения смещения

между барьерными областями области пространственного заряда в

легированных слоях и областью дрейфа в компенсированном слое

после изменения в нем направления электрического поля, созданного

внешним напряжением смещения. 3. Ток безизлучательной рекомбинации при малых напряжениях прямого

и обратного смещения в светодиодных структурах на основе

соединений AlInGaP возникает при аккумуляции на поверхности

кристалла электрического заряда, который инвертирует тип

проводимости в приповерхностном слое, в результате чего образуется

физический р-п переход и создаются условия для туннельной

рекомбинации через поверхностные центры; нестабильность тока

связана с нестабильностью плотности поверхностного заряда;

обработка кристаллов антистатическим составом устраняет этот

механизм образования тока.4. После технологических операций по созданию светодиодов в их

кристаллической структуре образуются комплексы и точечные

дефекты, которые изменяют свою электрическую активность после

протекания прямого тока вследствие распада нестабильных и

образования новых комплексов и миграции точечных дефектов с малой

энергией активации; эта перестройка вызывает изменение

первоначального распределения концентрации зарядовых центров и

последующую его стабильность и стабильность характеристик. 5. Длительное протекание тока через светодиод в режиме ограничения

его последовательным сопротивлением компенсированного слоя

приводит к образованию скрытых инверсных слоев в активной области

вследствие стока точечных дефектов к границам эпитаксиальных слоев,

миграция которых стимулируется возбуждением их электронной

системы горячими электронами, приобретающими энергию в

ускоряющем поле компенсированного слоя. 6. Спад квантовой эффективности светодиодов в режиме ограничения

тока последовательным сопротивлением компенсированного слоя

связан с уменьшением вероятности рекомбинации горячих носителей

заряда в квантовых ямах и смещением области рекомбинации на края

участка с ускоряющим полем; другой причиной спада квантовой

эффективности является эффект перехода горячих электронов в

боковую долину с последующей безызлучательной рекомбинацией. 7. Деградация люминесценции светодиодов при высоком уровне

инжекции обусловлена образованием безызлучательных центров

точечных дефектов, которые возникают по подпороговому механизму

при взаимодействии горячих электронов компенсированного слоя с

атомами кристаллической решетки.

1. Bougrov V., Levinshtein М.Е., Rumyantsev S.L., Zubrilov A., in Properties of Advanced SemiconductorMaterials GaN,AIN, InN, BN, SiC, SiGe //JohnWiley & Sons, Inc., New York, 2001,1-30

2. Fan, J.W., M.F Li, T.C, Chong, J.B. Xia, Electronic properties of zinc-blende GaN, AIN, and their alloys Ga^^AlxN // J.Appl. Phys. 79(1) (19961 188-194

3. Pankove J.I., Bloom, S., Harbeke, G. // RCA Rev., 36 (1975) 163

4. Levmshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S. // John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001,1-30.

5. Manchon, D.D., Barker, A.S., Dean, J.R, Zetterstrom, R.B. // Solid State Commun,8(1970)1227

6. Martin, G, A. Botchkarev, A. Rockett, H. Morkoc. Valence-band discontinuities of wurtzite GaN, AIN, and InN heterojunctions measured by x-ray photoemissionspecfroscopy // Appl. Phys. Lett.68(18) (1996), 2541-2543

7. I.Akasaki, H.Amano. Properties of Group III Nitrides // EMIS Datareviews Series, N11,1994,an INSPEC publication, 30-34

8. S.H. Strite, J. Marcos // J. Vac. Sci. Tecnol. BIO, 4, (1992), 1237-1266

9. Albrecht, J.D., R.R Wang, RR Ruden, M. Farahmand, K.F Breman // J. Appl. Phys. 83(9) (1998),4777-478195

10. Bhapkar, U.V, M.S. Shur, Monte Carlo calculation of velocity-field characteristics of wurtzite GaN // J. Appl. Phys. 82, 4 (1997), 1649-1655

11. Chernyak, L., A. Osinsky, H. Tonkin, J.W. Yang, Q. Chen, MA. Khan, Electron beam induced current measurements of minority carrier diffusionlength in gallium nitride //Appl. Phys. Lett. 69(17) (1996), 2531-25 33.

12. O'Leary, S.K., Foutz B.E., Shur M.S., Bhapkar U.V., Eastman L.F., Electron transport in wurtzite indium nitride. // J. Appl. Phys. B3JJ998'' 826=829.

13. Davydov, V.Yu., Emtsev V.V., Goncharuk A.N., Smirnov A.N., Petrikov V.D., Mamutin V.V., Vekshin V.A., Ivanov S.V., Smirnov M.B. and InushimaТ., Experimental and theoretical studies of phonons in hexagonal InN //Appl. Phys. Lett 75 (1999), 3297-3299.

14. Lambrecht, W.R., Segall В., Anomalous band-gap behavior and phase stability of c-BN-diamond alloys // Phys. Rev. В 47 (1993), 9289-9296

15. Bechstedt R, Furthmuller J., Ferhat M., Teles L. K., Scolfaro L. M. R., 1.eite J. R., Davydov V. Yu., Ambacher 0., Goldhahn R. Energy gap andoptical properties of In^GauxN. // Phys. Stat. Solidi (a) 195(3), (2003), 628-633.

16. O'Leary, S.K., Foutz B.E., Shur M.S., Bhapkar U.V., Eastman L.R, Electron transport in wurtzite indium nitride. // J. Appl. Phys. 83 (1998), 826-829.

17. GUO, Q, Yoshida A. // Jpn. J. Appl. Phys. 33, part 1,5A (1994), 2453-2456.;

18. Christensen, N.E., Gorczyca L,Optical and structural properties of III-V nitrides under pressure. // Phys. Rev. В 50 (1994), 4397-4415.

19. Collins, A.T, Lightowlers, E.C., Dean, P. // J. Phys Rev. 158,3 (1967), 833- 838.

20. Tansley, T.L., Egan R.J., Point-defect energies in the nitrides of aluminum, gallium, and indium. // Phys. Rev. В 45,19 (1992), 10942-10950;

21. Jenkins, D.W., Dow J.D., Electronic structures and doping of InN, xN, and InxAIi.xN. // Phys Rev. В 39,5 (1989), 3317-3329196

22. Boguslawski, P., Briggs, E.L., Bernholc, Amphoteric properties of substitutional carbon impurity in GaN and AIN // J. Appl. Phys. Lett. 69, 2(1996), 233-235

23. Gorczyca, I., Svane A., Christensen N.E. // Internet J. Nitride Sem. Res. 2, Article 18 (1997).

24. K.F.Brennan, P.K.Chiang//J.Appl.Phys., 71, no.2, pp.1055-1057 (1992).

25. Amato et al. Patent Number 5,496, 766. Mar. 5,1996

26. Nakamura et al. Patent Number 5,306, 662. Apr. 26,1994

27. E. L. Piner, F. G. Mclntosh, N. A. El-Masry, etc. Growth and Properties of InGaN and AlInGaN Thin Films on (0001) Sapphire // MRS Internet J.Nitride Semicond. Res. 1,1996, 43

28. Сизов Д.С., Сизов B.C., Заварин E.E. и др. Кинетика и неоднородная инжекция носителей в нанослоях InGaN // ФТП, 2005, т. 39, вын. 2, с.92-95.

29. Wagner J., Ramakrishnan А., Behr D., etc. Composition dependence of the band gap energy of InxGal-xN layers on GaN (x < 0.15) grown by metal-organic chemical vapor deposition // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res.4S1,G2.8,1999.-6C.

30. Chichibu S.F., Sota Т., Wada K., etc. Spectroscopic studies in InGaN quantum wells. // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 4S1, G2.7, 1999.- 1 4 c.

31. Chiu S.-Y, Anwar A.F.M., Wo S. Base transit time in abrupt GaN/InGaN/AlGaN HBTs // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 4S1,G6.7,1999-бс.

32. N.M. Smidt, P.S. Vergels, E.B. Yakimov. EBIC characterization of light emitting structures based on GaN // ФТП, 2007, том 41, вып. 4

33. R.L. Anderson. IBM. J. Res. Dev. v.4, 1960, p.283; R.L. Anderson. Solid State Electron., v.5,1962, p.341

34. А.А. Ефремов, Д.В. Тархин, Н.И. Бочкарева, Ю.Т. Ребане, Ю.Г. Шретер. Определение коэффициента ослабления света в тонких слояхсветодиодных структур // ФТП, 2006, том 40, вып.З, с.380-383

35. Takeshi Uenoyama Optical gain spectra in InGaN/GaN quantum wells with the compositional fluctuations // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res.4S1,G2.9,1999.-6 с

36. Н.И Бочкарева, А.А. Ефремов, Ю.Т. Ребане, Р.И. Горбунов, А.В. Клочков, Ю.Г. Шретер. Неоднородность инжекции носителей заряда идеградация голубых светодиодов // ФТП, 2006, том 40, вып. 1, с. 122-127

37. Никифоров. Температура в жизни и работе светодиодов. Часть 1 // Компоненты и технологии. 2005, №9, с. 140-146

38. Никифоров. Температура в жизни и работе светодиодов. Часть 2 // Компоненты и технологии. 2005, №8, с. 18-23

39. Sakharov A.V., Lundin W.V., Usikov А., etc. Heterostructure for UV LEDs based on thick AlGaN layers // MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 3,28,1998.-4 с

40. H.C. Грушко, Л.Н. Потанахина. Определение параметров потенциальных барьеров с двойной гетероструктурой на основе GaN сквантовой ямой // Ученые записки Ульяновского государственногоуниверситета. Сер. Физическая. 2004, вып. 1(16), с.23-25

41. H.C, Грушко, Н.В. Дуванова, Е.А. Логинова. Структуры InGaN/SiC с модулированным легированием // Ученые записки Ульяновскогогосударственного университета. Сер. Физическая. 2004, вып. 1(16),с.30-39

42. Золина К.Г., Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Юнович А.Э. Спектры люминесценции голубых и зеленых светодиодов на основемногослойных гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с квантовыми ямами//ФТП, 1997, Т.31,№9, с. 1055-1058

43. Кудряшов В.Е., Туркин А.Н., Маняхин Ф.И. и др. Люминесцентные и электрические свойства светодиодов InGaN/AlGaN/GaN смножественными квантовыми ямами // ФТП, 1999, т.ЗЗ, вып.4, с. 445-450

44. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И., Юнович А.Э. и др. Люминесценция р-п- гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при ударной ионизации // ФТП,1998,32,№1,с.63-67

45. Золина К.Г., Кудряшов В.Е., Туркин А.Н и др. Туннельные эффекты в светодиодах на основе гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с квантовымиямами//ФТП, 1997, 31, №11, с. 1304-1309

46. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И.,Кудряшов В.Е и др. Изменения люминесцентных электрических свойств светодиодов изгетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при длительной работе // ФТП, 1999,т.З, ВЫП.2, с.224-232

47. М. Shatalov, А. Chitnis, V. Adivarahan, А. Lunev, J. Zhang, J.W. Yang, Q. Farrid, G. Simin, A. Zakheim, M. Asif Khan. Band edge luminescence inInGaN multiple quantum well light emitting diodes with quanternaryAlInGaN barriers. // ?

48. Н.И. Бочкарева, Е.А. Zhirnov, А.А. Ефремов, Ю.Т. Ребане, Р.И, Горбунов, Ю.Г. Шретер. Туннельно-рекомбинационные токи иэффективность электролюминесценции InGaN/GaN светодиодов //ФТП, 2005, ТОМ.39, вып.5, с.627-632;

49. А.Л. Закгейм. Особенности работы светодиодов сине-зеленого диапазона на основе InGaN-структур с квантово-размерной областьюпри высоких уровнях возбуждения. // Светодиоды и лазеры, 2001, №\,с. 43-49;

50. Ф.И. Маняхин. Причины спада выходной мошности излучения и внешнего квантового выхода светодиодных структур AlGaN/InGaN/GaNс квантовыми ямами при больших напряжениях прямого смешения //Изв. ВУЗов, сер. Материалы электронной техники, 2004, №1, с. 45-50;

51. Ф.И. Маняхин. Проблема деградации параметров светодиодов и пути ее решения // Изв. ВУЗов, сер. Материалы электронной техники, 2005,№4, с. 67-72

52. А.А. Ефремов, Н.И. Бочкарева, Р.И. Горбунов, Д.А. Лавринович, Ю.Т. Ребане, Д.В. Тархин, Ю.Г. Шретер. Влияние джоулева разогрева наквантовую эффективность и выбор теплового режима мощных голубыхInGaN светодиодов // ФТП, 2006, том 40, вып.5, с. 621-627

53. С. Мамакин, А.Э. Юнович, А.Б. Ваттана, Ф.И. Маняхин. Электрические свойства и спектры люминесценции светодиодов наоснове гетеропереходов InGaN/GaN с модулировано-легированнымиквантовыми ямами // ФТП, 2003, том 37, вып.9, с.1131-1137

54. Вавилов B.C., Четверикова И.Ф., Чукичев М,В,. Центры с глубокими уровнями в полупроводниках. Тр. межд. конф. -%ьяновск, 1997, с. 114.

55. Юнович А.Э. Дивакансии азота - возможная причина желтой полосы в спектрах люминесценции нитрида галлия // ФШ, 1998, т. 32, вып. 10,с.1181-1183

56. А.Н. Туркин. Катодолюминесценция гетероструктур на основе нитрида галлия // 2-nd Russian Conference "Gallium, Aluminium andIndium Nitrides", Febr. 2003.

57. M.A. Reshchikov, G.-C. Yi, B.W. Wessels. Defect Luminescence in Heavily Mg Doped GaN // 2-nd Russian Conference "Gallium, Aluminium andIndium Nitrides", Febr. 2003.

58. H. Witte, A. Kritschil, M. Lisker et al. Defect States in SiC/GaN -and SiC/AlGaN/GraN -Heterostructures Characterized by Admittance andPhotocurrent Spectroscopy // 2-nd Russian Conference "Gallium,Aluminium and Indium Nitrides", Febr. 2003.

59. M. Jlepy, П. Веннегэ, Далмассо и др. Альтернативная модель голубой полосы люминесценции в GaN, сильно легированным Mg //Лазеры и светодиоды. с. 19

60. D.I. Bletskan, O.R. Lukyanchuk, O.D. Bletskan. Effect of the Sapphire Substrate on Spectral emission features of LEDs based onInGaN/AlGaN/GaN Heterostructures // Sem. Phys. Quant. El. & Otoel.2003,V.6,N2,p.l89-191

61. B.E. Кудрятов, A.H. Туркин, А.Э. Юнович, A.H. Ковалев, Ф.И. Маняхин. Люминесцентные и элекгрические свойства светодиодовInGaN/AlGaN/GaN с множественными квантовыми ямами // ФТН, 1999,том 33, вып. 4, с. 445-450

62. А.В. Андрианов, В.Ю. Некрасов, Н.М. Шмитд и др. Низкотемпературная время-разрешенная фотолюминесценция вквантовых ямах InGaN/GaN // ФТН, 2002, том 36, вып. 6, с.679-684201

63. A.H. Грузинцев, А.Н. Редькин, Barthou. Излучательная рекомбинация нанокристаллов GaN при большой мощностиоптического возбуждения // ФШ, 2005, том 39, вып. 10, с.1200-1203

64. В.Ф. Коваленко, А.Ю. Мирониченко, СВ. Шутов. Влияние дрейфа носителей заряда во встроенном квазиэлектрическом поле на спектризлучения варизонных полупроводников // ФТП, 2002, том 36, вын.2,с.192-196

65. А.Н. Георгобиани, А.Н. Грузинцев, У.А. Аминов и др. Краевая ультрафиолетовая люминесценция активированных в плазме азотапленок GaN:Zn // ФТП, 2001, том 35, вьш. 2, с.149-154

66. F/J/ Sanchez, F. Calle, D. Basak et al. Yellow luminescence in Mg-doped GaN // MIJ-NSR, V.2, Art. 28

67. F.J. Sanchez, D. Basak, M.A. Sanchez-Garcia et al. Yellow Band and Deep 1.evels in Undoped MOVPE GaN // MU-NSR, V.I, Art.7.

68. В.Ю. Некрасов, Л.В. Беляков, О.М. Сресли, Н.Н. Зиновьев. Донорно- акцепторная фотолюминесценция слабо компенсированного GaN:Mg //ФШ, 1999, ТОМ.ЗЗ, вып. 12, с. 1428-1435

69. H,R, Акимова, П.Г. Елисеев, М.А. Осинский, П. Перлин. Спонтанное излучение квантоворазмерной гетероструктуры GraN/InGaN/AlGaN прибольшом токе накачки // Квантовая элекгроника, 1996, т.23, №12,с.1069-1071

70. N.A. Shapuro, Piotr Perlin et al. The effects of indium concentration and well-thickness on the mechanism of radiative recombination in InxGai-xNquantum wells // MU-NSR, V.5, Art.l

71. A.H. Грузинцев, A;H. Редькин, В.И. Таций и др. Элементарные полосы голубого свечения нелегированных пленок нитрида галлия // ФТП,2004, том. 38, вып. 9, с.1039-1042

72. R. Cingolani, G. Goli et al. Optical properties of GaN/AlxGal-xN quantum wells // Phys. Rev. B, V. 56, N 3, p. 1491-1495202

73. Y. Narukava, Y. Rfwakami, S. Fujita, S. Fujita. Recombination dynamics of 1.ocalized exitons in Ino.20Gao.80N-Ino.05Gao.95N multiple quantum wells //Physical Review B, 1977, V. 55, N4, p.R1938-R1941

74. B.B. Криволапчук, M.M. Мездрогина, A.B. Насонов, Н. Родин. Фотолюминесценция объемных кристаллов GaN, легированных Ей //ФТТ, 2003, том 45, вын. 9, с. 1556-1559

75. А.Н. Туркин, М.В. Чукичев. Спектры катодолюминесцешщи гетерострукгур InGaN/AlGaN/GaN // Ритриды галлия, индия, алюминия

76. S.F. Chichibu, Т. Sota, К. Wada et al. Spectroscopic studies in InGaN Quantum Wells // MJ-NSR, V. 1, Art. 2

77. B. Monemar, J.P. Bergman, J. Dalfors et al. Mechanism for Radiativ Recombination in Ino.i5Gao.85N/(jaN Multiple Quantum Well

78. B. Mjnntmar, J.P. Btrgman, LA. Buyanova et al. Free Exitons in GaN // MIJ- NSR,V. l,Art.2

79. K. Fukui, S. Hamada, S. Naje et al. Photo Luminescence and Photo 1.uminescence Exitation Spectra of AIN // International Workshop onNitride Semiconductors 2006, October 22-27,2006, Kyoto, Japan, p.442

80. Y. Honda, S. Kato, M. Yamaguchi, N. Sawaki. Series resistance in GaN/AlGaN/n-Si Structure Grown by MOVPE // International Workshop onNitride Semiconductors 2006, October 22-27,2006, Kyoto, Japan, p.457

81. Маняхин Ф.И. Эффект поднорогового смещения атомов нри взаимодействии с горячими электронами // Материалыдокладов международного научного семинара «Шумовые идеградационные процессы в полупроводниковых приборах».Москва. МЭИ. 1997. 394-399.203

82. Торчинская Т.В., Шейнкман М.К. Физическая природа деградации светодиодов и нолунроводниковых лазеров. // ЖПС. 1983. Т.38. В.З. 371-382.

83. И.В. Греков, А.Ф. Шулекин, М.И. Векслер. Деградация туннельных МОП структур при высокой плотности тока // ФТП, 1998, том 32, Т6, с.743-747

84. Л.П. Павлов. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. Москва, Высшая школа, 1987,239 с.

85. Берман Л.С. Нелинейная полупроводниковая емкость. Москва. Изд. физ-мат. лит. 1963. 86 с.

86. Копеланд Д.А. Способ определения концентрации примесей в полупроводниковых пластинах. Патент №504516.

87. Берман Л.С, Лебедев А.А. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках. Ленинград. Наука. 1981.176 с.204

88. Berman L.S. Purity control of semiconductors by method of capacitance transient spectroscopy. St-Petersburg, Russia. "Electronics IntegralSystems". 1995. P. 114.

89. Блад П., Ортон Дж.В. Методы измерения электрических свойств полупроводников. Ч.1 // Зарубежная радиоэлектроника. 1981. Ш\. З-50.

90. Л.С. Берман. Емкостные методы исследования прлупроводников. Изд. Наука, Ленинградское отделение. Ленинград. 1972 г. 104 с.

91. Chang Y.F. The capacitance of p-n-junctions. // Solid State Electron., 1967,v.l0,№4,p.281-287;

92. Kleinknecht H.P. Space-charge capacitance of asymmetric abrupt p-n- junction. // J. Appl. Phys., 1967, v.38, №7, p.3034-3035;

93. A.c. № 1087002 СССР. «Способ измерения профиля концентрации носителей заряда в полупроводниках иустройство, для его осуществления». Маняхин Ф.И., КовалевА.Н.

94. Сукегава Т., Огита М. Способ и устройство для измерения распределения примеси в полупроводниках. Яп. патент № 52-44030.

95. Ф.И. Маняхин. Деградация излучателей при высоких уровнях инжекции // Техническая физика, 1995, вып. 3-4, с.76-83

96. Н.С. Грушко. Термодинамика 1«)вденсированных сред, ^ьяновск, УлГУ. 2001 Г.167 с.

97. Н.Ю. Арутюнов, А.В. Михайлин, В.Ю. Давыдов, В.В, Емцев, ГА. Оганесян, Е.Е. Халлер. Исследование комнлексов вакансионного типа вGaN и A1N методом аннишяции позитронов // ФТП, 2002, том 36,вьш.1О, с. 1186-1190

98. Мопешаг, В., Lagerstedt, О., Gislason, Н.Р., J. Appl. Phys. 51 (1980) 625

99. Б.Л. Шарма, Р.К. Пурохит. Полупроводниковые гетеропереходы. Пер. с английского под ред. Ю.В. Гуляева. М.; "Советсше радио", 1979,228 с.

100. R.L. Anderson. IBM. J. Res. Dev. v.4, 1960, p.283; R.L. Anderson. Solid State Electron., v.5,1962, p.341

101. S.S. Perlman and D.L. Feucht. Solid State Electron., v.7,1964, p.911

102. U.Dolega, Z. Naturf. v.l8a, 1963, p.653

103. Акимов Ю.С., Рыжиков И.В. Инжекция электронов и дырокв изоляторы и полупроводники. ЭТ, Серия №2, Полупроводниковыеприборы, 1972, №4, с.3-2. Часть Ц

104. Акимов Ю.С, Рыжиков И.В. Инжекция элекгронов и дырокв изоляторы и полупроводники. Часть П. ЭТ, Серия №2,Полупроводниковые приборы, 1972, №4, с.47-76

105. Э.И. Адирович, П.М. Карагеоргий-Алкалаев, А.Ю. Лейдерман. Токи двойной инжекции в полупроводниках. Под ред. Е.И. Гальперина,Москва, "Советское радио", 1978206

106. Herring // Bell Sys. Techn. J., 1949, v. 28, № 401, p.l72

107. Ф.И. Маняхин, E.B. Калинина. Особенности распределения заряда, напряженности электрического поля и потенциала ввысоковольтных барьерных структурах па оспове SiC // Изв. ВУЗов,сер. "Материалы элекгропной техники", 2003, № 2, с.50-56.

108. V.F. Mymrin, К.А. Balashevich, N.I. Podolskaya, LA. Shmakin, S.Yu. Karpov, Yu.N. Makarov. Modelling study of MQW LED operation //Phys. Stat. Sol. (c), 2, No. 7,2928-2931 (2005)

109. В.СВавилов. Излучательная реюзмбинация в полупроводпиках // Успехи физических паук, 1959, т. LXVni, вып. 2, с. 247-260

110. А.Н. Георгобиани. Электролюмипесцепция цолупроводпиков и полупроводниковых структур // Соровский образовагельпый журпал.2000,том.6,№3,с.105-111

111. К.В. Шалимова. Физика полупроводников. Высшая школа. 1980, 357 с.207