Перспективы пористого кремния как материала для оптоэлектронных приложений

Интерес к пористому кремнию как материалу оптоэлектроники связан в первую очередь сбольшой площадью его поверхности и наличием наноразмерных кристаллов в его порах, что делаетего перспективным для использования, как в фоточувствительных, так и в люминесцентныхструктурах [1-4]. Однако широкое применение пористого кремния в электронных устройствахсдерживается из-за сложности в управлении свойствами получаемого пористого слоя, особенно ввозможности получить низкоомный материал. Чтобы сделать процесс создания пористого кремнияхорошо воспроизводимым, в качестве исходной используют поверхность с заранее заданнымицентрами порообразования, например, текстурированную, представляющую собой поверхность,заполненную правильными четырехгранными пирамидами, на которой порообразование происходитглавным образом на стыках пирамид. При этом, если использовать структуры с уже сформированнымр-n-переходом, на вершинах пирамид и в их объеме сохраняется исходный тип и уровеньлегирования, так что образовавшаяся структура представляет собой матрицу микро-диодов на общеймонокристаллической подложке, отделенных друг от друга высокоомными областями пористогокремния. Такие структуры являются стабильными, имеют хорошие электрические свойстваВ настоящей работе проведена экспериментальная оценка возможности использовать структурына основе пористого кремния для фотопреобразователей и светодиодов. Исследованыфотоэлектрические и спектральные характеристики структур с верхним слоем из пористого кремнияи пористого карбида кремния, вольт-амперные характеристики и спектры фотолюминесценцииструктур с пористым кремнием, легированным эрбием. Пористый слой создавался натекстурированной поверхности монокристаллических пластин кремния электролитическимтравлением. Для создания р-n-перехода проводилось легирование верхнего слоя фосфором, либоиспользовались пластины с заранее созданным р-n-переходом. Слой карбида кремния нафотоэлектрических структурах создавался методом химического транспорта в открытой системетвердофазных кремния и углерода газом – носителем водородом в зону эпитаксии с последующимосаждением на поверхность пористого кремния. Для создания люминесцентных структур пористыйслой насыщался эрбием из водного раствора.Проведенные исследования позволяют сделать вывод о перспективности использования пористогокремния для оптоэлектроники. Гетероструктура n-SiC/p-porSi c увеличенной фоточувствительностьюв коротковолновой области солнечного спектра расширит спектр фоточувствительности ФЭП и,следовательно, увеличит его эффективность. Образцы структуры porSi:Er имеют хорошиелюминесцентные характеристики с максимумом на длине волны 1,55 мкм при комнатнойтемпературе и могут служить основой для создания ИК-светодиодов.