РАДІАЦІЙНЕ БЛОКУВАННЯ МІКРОПЛАЗМ У ДІОДАХ ФОСФІДУ ГАЛІЮ
Г.П. Гайдар1, О.В. Конорева1, І.В. Петренко1, В.П. Тартачник1,
В.В. Шлапацька2, В.П. Велещук 3
1Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна
2Інститут фізичної хімії імені Л.В. Писаржевського НАН України, Київ, Україна
3 Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, Україна
У зворотно зміщених діодах у разі досягнення деякого критичного поля (Е ~ 105 В/см) виникають локальні пробої, названі мікроплазмами (МП), які навіть у кремнієвих діодах супроводжуються свіченням. Такий ефект особливо небажаний, коли прилад працює в імпульсному режимі – свічення при зворотному зміщенні може призвести до помилкового спрацювання оптико-електричного модуля. МП також можуть спотворювати вольт-амперні характеристики діодів, погіршувати частотні параметри схем та ін. Водночас МП-свічення дає можливість визначити параметри глибоких рівнів, контролювати якість p-n-структур, конструювати на їхній основі шумові генератори спеціального призначення.
У даному повідомленні наведено результати використання пучка електронів з енергією Е = 2 МеВ, як технологічного засобу з метою коригування густини МП у світлодіодах на основі фосфіду галію: GaP:N (зелених) та GaP:Zn,O (червоних). Опромінення проводили на прискорювачі ІПП-6 за кімнатної температури.
На рис. 1 а, б подано залежності поверхневої густини МП від зворотної напруги, прикладеної до зразків GaP, вихідних та опромінених різними флюенсами електронів.
|
|
|
|
Рис. 1. Залежність кількості мікроплазм на 1 мм2 від зворотної напруги для діодів GaP:N (а) та GaP:Zn,O (б) вихідних (1, 2, 3, 4, 5) та опромінених електронами з енергією Е = 2 МеВ флюенсами Ф, см–2: 2 · 1016 (1¢, 2¢); 5 · 1016 (3¢); 8,2 · 1016 (4¢, 5¢). |
|
Як бачимо, опромінення призводить до зменшення густини мікроплазм як для зелених так і для червоних діодів. Якщо ж порівнювати реакцію на опромінення діодів одного виду, наприклад, лише червоних, то ефект поліпшення їхньої якості стосується, у першу чергу, зразків із більшою кількістю вихідних мікроплазм.
З рис. 1б видно, що збільшення флюенса опромінення (Ф = 8,2 · 1016 см–2) призводить до різкого зростання позитивного ефекту.
Основною причиною, яка сприяє зменшенню числа МП, зумовлених мікропробоями в опроміненому діоді, слід вважати блокування лавинних струмів точковими дефектами, введеними опроміненням. Механізм впливу цього чинника певною мірою аналогічний дії температурного, коли нагрівання зразка спричинює зменшення довжини вільного пробігу носіїв, що так само призводить до зростання пробійної напруги.
1. А.Н. Генкин, В.К. Генкина, В.К. Герасимчук. Научные известия НТУУ "КПИ" 4 (2008) 20.
2. C.В. Булярский, Ю.Н. Сережкин, В.К. Ионычев. Письма в ЖТФ 25(5) (1999)
