Исследование градиента состава слоев GaInAsP, полученных на InP методом газофазной эпитаксии

Abstract

Gradual variation of the content y of Group-V components by Δ y of up to 0.08 across the thickness (600–850 nm) of an epitaxial layer has been observed for Ga_1 – x In_ x As_ y P_1 – y solid solutions ( x = 0.86, y = 0.07–0.42) produced on InP by metal-organic vapor-phase epitaxy under lowered pressure, although the composition of the gas mixture, temperature, and pressure were maintained invariable in the course of the growth process. For different gas mixture compositions, the value of Δ y and the manner of its variation were different. An analysis of the data obtained demonstrated that Δ y is due to the deformations that appear in a growing layer because of the lattice mismatch with the substrate.

Исследование однородности состава по толщине слоев GaInAsP, полученных на подложках InP методом газофазной эпитаксии

“…Согласно работе [6], у полученных методом ГФЭМОС твердых растворов Ga 1−x In x P 1−y As y при y < 0.44 наблюдаются неоднородности в содержании компонентов V группы по площади структуры. Ранее мы обнаружили, что для таких твердых растворов с составами x = 0.77−0.87, y < 0.45 наблюдается так же неоднородность содержания элементов V группы по толщине эпитаксиального слоя [7,8]. Описанные в работе [6] условия выращивания близки к тем, что используются нами и другими исследователями [4], а именно давление ∼ 0.1 бар, в качестве прекурсоров элементов V группы использованы гидриды AsH 3 и PH 3 .…”

“…В работе [6] приводится оценка степени неоднородности по площади эпитаксиальной структуры в зависимости от температуры роста и соотношения V/III. Так, согласно данным работы [6], для V/III = 80 и температуры роста 600 • C (что соответствует условиям получения большинства образцов из наших работ [7,8]) вариация содержания элементов V группы по площади эпитаксиальной структуры y составит ∼ 0.02 атомных долей в подрешетке элементов V группы.…”

Люминесцентные свойства выращенных на InP слоев GaInAsP с градиентом состава по толщине

“…Они обладают прямой структурой энергетических зон и могут быть изготовлены на подложках InP. Ранее нами сообщалось об исследовании подобных эпитаксиальных слоев Ga 1−x In x As y P 1−y , выращенных на подложках InP(001) методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений при давлении 0.1 bar и температуре 600 • C [2,3]. Составы исследованных в [2,3] образцов были измерены методом рентгеновского микроанализа на установке "…”

“…Тем не менее глубинное профилирование состава структур, проведенное с использованием вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС) на ВИМС-микрозонде CAMECA IMS-7f, выявило существенное изменение содержания элементов пятой группы y практически на протяженности всего слоя GaInAsP, толщины слоев GaInAsP составляли 0.6−0.9 µm. О возможных причинах этого явления мы сообщали в [2,3], где также приводили основные результаты исследований полученных образцов методами рентгеновской дифрактометрии и ВИМС. Целью настоящей работы является анализ фотолюминесценции (ФЛ) образцов, полученных в [2,3], с учетом неоднородности их состава по толщине.…”

“…О возможных причинах этого явления мы сообщали в [2,3], где также приводили основные результаты исследований полученных образцов методами рентгеновской дифрактометрии и ВИМС. Целью настоящей работы является анализ фотолюминесценции (ФЛ) образцов, полученных в [2,3], с учетом неоднородности их состава по толщине. Известно, что люминесцентные характеристики полупроводниковых структур связаны со степенью их кристаллического совершенства, которую мы оценивали по совокупности данных исследований ВИМС и рентгеновской дифрактометрии, а также по результатам исследований самой ФЛ.…”