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

Abstract

GaInPAs/InP heterostructures grown by low pressure (0.1 bar, 600 oC) metal-organic chemical vapor phase deposition were investigated. The thicknesses of grown GaInAsP layers were about 1 µm. For the epitaxial layers Ga<sub>1-x</sub>In<sub>x</sub>P<sub>1-y</sub>As<sub>y)</sub> with average compositions of x = 0.77 – 0.87 and y = 0.07 – 0.42 the variation of V group elements content y with the epilayer depth were revealed, weher the compositions of V-group elements were changed up to Δy = 0.1 atomic fractions in V group elements sublattice. In most cases, y change occurs in a GaInAsP region up to 200 nm thick adjacent to the InP. In some cases, y changes throughout the whole GaInPAs layer thickness. Fo the epitaxial layers with a satisfactory crystal perfection the less was the mismatch between the substrate and the GaInPAs epitaxial layer, the smaller was the value of Δy. For GaInPAs layers characterized by a low degree of crystal perfection and a high lattice mismatch between GaInAsP and InP layers, the value of Δy was about zero. These data let us suggest that the incorporation of atoms of the V group in the epitaxial layer strongly depends on elastic deformation of the growing monolayer, that is mismatched with the underlying crystal surface.

Исследование влияния легирования на переходные слои анизотипных гетероструктур на основе GaInAsP и InP, полученных методом МОС-гидридной эпитаксии

“…Ранее [3] мы обнаружили, что при выращивании эпитаксиальных слоев Ga 1−x In x As y P 1−y с составами x = 0.8−0.9, y = 0.1−0.4 методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений и гидридов (МОС-гидридной эпитаксии) в некоторых случаях наблюдается градиент содержания элементов пятой группы y по толщине практически всего эпитаксиального слоя (0.6−1.2 µm) величиной | y| до 0.1, несмотря на то что условия в реакторе (температура, давление, состав газовой смеси) в процессе осаждения слоя поддерживаются постоянными. Возникновение подобных неоднородностей мы связывали с деформациями кристаллической решетки осаждающегося эпитаксиального слоя, возникающими при его рассогласовании с предыдущим слоем.…”

“…Однако по мере формирования эпитаксиального слоя часть деформаций снимается за счет появления дислокаций несоответствия, и влияние предыдущего слоя ослабевает, в результате величина деформаций снижается [5]. Повысить однородность состава эпитаксиального слоя можно за счет подбора оптимальных параметров осаждения [3]. Однако при изменении некоторых условий формирования матрицы раствора Ga 1−x In x As y P 1−y , например при добавлении в газовую смесь прекурсоров легирующих примесей или при изменении их типа, также могут появляться неоднородности в распределении матричных компонентов.…”

Изопериодические гетероструктуры Ga-=SUB=-x-=/SUB=-In-=SUB=-1-x-=/SUB=-Sb-=SUB=-y-=/SUB=-As-=SUB=-z-=/SUB=-P-=SUB=-1-y-z-=/SUB=-/InP для планарных p-n-фотодиодов

“…Другим путем повышения пороговой чувствительности и быстродействия фотодиодов для систем оптической локации и дальнометрии является использование полупроводниковых прямозонных материалов A 3 B 5 , имеющих высокие значения коэффициентов поглощения на длинах волн λ = 1.06 и 1.60 µm и малое время жизни неосновных носителей заряда. К таким материалам в первую очередь следует отнести полупроводниковые соединения GaInAsP [2][3][4][5][6] и GaInSbAsP [7][8][9]. Проведенные ранее расчеты показали, что в пятикомпонентной системе Ga x In 1−x Sb y As z P 1−y −z могут быть выращены слои со спектральной чувствительностью в диапазоне 0.8 λ 1.8 µm (обусловлено предельными значениями составов существования твердого раствора).…”