Выпуск 2, 2014

Председатель Программного Комитета Конференции А.Э. Юнович Зам. Председателя Оргкомитета Конференции А.Н. Туркин

С.А. Сергеев, А.И. Михайлов, Б.В. Сергеева

В статье проведен анализ современной литературы по нитридам галлия, индия и алюминия в сравнении с арсенидом галлия с позиций оценки перспектив их использо-вания для создания устройств на волнах пространственного заряда.

С.А. Сергеев, А.И. Михайлов, О.С. Сенатов, Б.В. Сергеева

В данной работе приводятся результаты теоретического исследования влияния диффузии и частотной дисперсии дифференциальной подвижности электронов на фа-зовую скорость волн пространственного заряда, распространяющихся в дрейфовом по-токе электронов в полупроводниковых структурах на основе нитридов галлия, индия и алюминия

Сергеев В.А., Смирнов В.И., Фролов И.В., Ходаков А.М.

На основе измерения тепловых характеристик 30 образцов произведенных фирмой Cree мощных InGaN/GaN светоизлучающих диодов (СИД) в диапазоне рабочего тока 50 ... 550 мА показано, что для всех светодиодов тепловое сопротивление переход-корпус возрастает с увеличением рабочего тока. Установлено, что крутизна зависимо-сти от тока значительно уменьшается для токов более чем 300 мА. Рассчитаны выборочные средние значения параметров токовых зависимостей . Полученные результаты подтверждают адекватность ранних предлагаемых нелинейных тепловых моделей мощного СИД и могут быть использованы для оценки неоднородности рас-пределения температуры и плотности тока по структуре светодиода.

Ляхова Н.Н., Осинский В.И., Глотов В.И., Суховий Н.О., Литвин О.С., Деминский П.В.

Разработана технология получения нанотемплетов «SiO2 – слой инициации Al2O3 – III-нитрид» на подложках кремния для неполярных гетероструктур III-нитридов методом газофазного осаждения с использованием металлорганических соединений в процессе формирования GaN/InGaN квантовых ям, обеспечивающая формирование массивов GaN-InGaN наноточек и наноколец на GaN наностержнях. При этом обеспечивается низкая плотность дислокаций, ~3×106 см-2 , увеличение интенсивности фотолюминесценции на порядок по сравнению с плоскими образцами и возможность получения большей концентрации индия в твердом растворе InGaN

О. И. Рабинович

В работе дан обзор основных пионерских открытий советских и российских учёных в области исследования полупроводниковых материалов и приборов на их основе

С.Н. Липницкая, К.Д. Мынбаев, Л.А.Никулина, В.Е Бугров, А.Р. Ковш, М.А. Одноблюдов, А.Е. Романов

Проведена оптимизация светодиодного модуля, изготовленного по технологии «chip-on-board» (COB), с целью снижения потерь энергии в элементах модуля. Оптимизация проводилась с помощью численного моделирования и экспериментальных измерений образцов COB. Было исследовано влияние на вывод света формы оптического покрытия, отражающих свойства подложки, а также количества, размеров и расположения чипов. Выявлены оптимальные комбинации типа отражения подложки и формы оптического покрытия, позволяющие добиться максимального вывода света. Показано, что с помощью численного моделирования можно оптимизировать конструкцию светодиодных модулей без необходимости изготовления дорогостоящих экспериментальных образцов.

Ламкин И.А., Тарасов С.А., Курин С.Ю.

Твердый раствор AlGaN с максимальной энергией ширины запрещенной зоны 6,1 эВ позволяет изготавливать ультрафиолетовые (УФ) оптоэлектронные устройства, работающие в широком УФ-А, B, C спектральном диапазоне с минимальной длиной волны 210 нм. Тем не менее, изготовление низкоомных омических контактов к AlxGa1-хN с высоким содержанием Al (x > 0.5) является трудной и актуальной задачей. Наилучшие результаты по созданию фотодиодов на основе AlGaN получены с использованием Au (15 нм) в качестве барьера и Ti/Al (15/35nm) омического контактов. С увеличением содержания Al в твердом растворе наблюдался сдвиг в коротковолновую область к глубокому УФ (солнечнослепой) диапазону с минимальной длиной волны красной границы 250 нм, которая наблюдалась в структурах с содержанием алюминия выше, чем х = 0.6.

А.Л. Гофштейн-Гардт, Л.М. Коган, И.Т. Рассохин, Н.П. Сощин, А.Н. Туркин, И.С. Матешев

Статья посвящена исследованию характеристик мощных светодиодов и светодиодных модулей белого цвета свечения. Актуальность данной работы обусловлена стремительным развитием технологии белых светодиодов, в результате чего данные приборы в настоящее время рассматриваются в качестве замены существующих источников света – разрядных ламп и ламп накаливания. В статье представлены спектральные зависимости различных образцов белых светодиодов и светодиодных модулей, приведены зависимости светового потока и световой отдачи от тока, дан краткий анализ полученных результатов.

Менькович Е.А., Тарасов С.А., Курин С.Ю.

Результаты проведенных исследований показали, что метод хлоридно-гидридной эпитаксии позволяет создать излучающие гетероструктуры высокого качества. Характеристики таких излучателей сопоставимы с параметрами структур, выращенными методом газофазной эпитаксии из металло-органических соединений. При рабочем токе 20 мА температура их активной области tj составляла 43oC, выходная оптическая мощность и КПД – 1.14 мВт и 1.46%, соответственно. Ультрафиолетовые светодиоды работоспособны в непрерывном режиме возбуждения вплоть до значения прямого тока 135 мА.

Якимов Е.Б.

Представлены результаты, демонстрирующие возможности метода наведенного тока и метода катодолюминесценции для характеризации пленок GaN и светоизлучающих структур на их основе. Обсуждаются методы корректного определения диффузионной длины неравновесных носителей заряда в структурах с малой диффузионной длиной. Показано, что метод наведенного тока позволяет измерить не только диффузионную длину в пленках GaN, но в ряде случаев и латеральное распределение донорных центров с пространственным разрешением в микронном диапазоне. Экспериментально показано, что в структурах с малой диффузионной длиной латеральное разрешение при выявлении протяженных дефектов может быть порядка или лучше 100 нм. Продемонстрирована возможность выявления каналов повышенного транспорта неосновных носителей заряда поперек активной области светоизлучающих структур с квантовыми ямами InGaN/GaN.

М.Г. Мынбаева, С.П. Лебедев, А.А. Лаврентьев, К.Д. Мынбаев, В.И. Николаев

В работе сообщается о наблюдении эффекта само–организованного структурирования поверхности кремниевых пластин в специфических условиях отжигов. Данный эффект может быть использован для создания новых безмасочных способов формирования структурированных кремниевых подложек, перспективных для использования в технологии светодиодов на основе нитрида галлия и его твердых растворов.

Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Ю.Т. Ребане, Ю.Г. Шретер

Обнаружена прямая корреляция между уменьшением эффективности и изменениями высокоэнергетичного крыла спектра излучения квантовых ям InGaN/GaN с ростом плотности тока. Предложена динамическая модель энергетической релаксации инжектированных носителей в экспоненциальных хвостах плотности состояний квантовых ям InGaN/GaN. При низких уровнях инжекции носители, захваченные в мелкие состояний хвостов быстро перескакивают прямо в нижележащие по энергии состояния хвостов. Это приводит к сильной локализации носителей и высокоэнергетичной отсечке спектра излучения. При высоком уровне инжекции прыжковая термализация прямыми перескоками в глубокие состояния подавляется из-за частичного заполнения состояний хвоста. В результате отношение плотности подвижных и локализованных носителей увеличивается с током. Эффективность излучения уменьшается из-за увеличения латеральной диффузионной длины, захвата носителей дефектами и туннельно-рекомбинационной утечке через дефекты. Одновременно высокоэнергетичная отсечка спектра сдвигается к более высокой энергии. Таким образом, величина падения эффективности связана с относительным уширением спектра излучения.

Солтанович О.А. Якимов Е.Б.

Исследованы частотные зависимости емкости и проводимости светоизлучающих структур InGaN/GaN с множественными квантовыми ямами в широком диапазоне температур и напряжений смещения. Обнаружено, что релаксация заряда в квантовых ямах хорошо описывается с помощью двух эмиссионных процессов с разной зависимостью скорости эмиссии от температуры. Показано, что в типичных светоизлучающих структурах на основе InGaN/GaN одна или несколько квантовых ям могут оставаться заполненными даже при относительно больших напряжениях смещения, приложенных к структуре, и давать вклад в измеряемую емкость. Это позволяет объяснить наблюдаемое на таких структурах влияние температуры и частоты измерений на эффективные профили концентрации, получаемые из вольт-фарадных характеристик.

С.И. Петров, Алексеев А.Н., Красовицкий Д.М., Чалый В.П., Мамаев В.В., Сидоров В.Г.

Использование многослойного буферного слоя, включающего слой AlN, выращенный при температуре более 1150°С, позволило понизить плотность дислокаций в слое GaN на 1,5–2 порядка до значений 9.108–1.109 см–2 по сравнению с аналогичным слоем GaN, выращенным на тонком низкотемпературном зародышевом слое AlN. Уменьшение плотности дислокаций привело к увеличению подвижности электронов в слоях GaN до 600–650 см2/В.с, что согласуется с данными расчетов и свидетельствует о высоком кристаллическом совершенстве полученных слоев.