Анализ пространственно-временной динамики тока в гетероструктурах через поглощение на свободных носителях заряда / Гаврина П. С., Соболева О. С., Подоскин A. A., Романович Д. Н., Головин В. С., Лютецкий А. В., Слипченко С. О., Пихтин Н. А., Багаев Т. А., Ладугин М. А., Мармалюк А. А., Симаков В. А.

Пространственная локализация тока является одной из наиболее распространённых проблемсильноточных полупроводниковых приборов. При этом существующие методы в большинстве своёмне рассчитаны на исследование пространственно-временной динамики тока в низковольтныхэпитаксиальных гетероструктурах, для которых характерно распространение включённого состояния.Предлагается методика, позволяющая оценивать такие численные параметры локализации токакак концентрация носителей заряда и скорость их распространения. Идея состоит в наблюдениимодуляции проходящего через исследуемый кристалл излучения от внешнего источникапоглощением на свободных носителях заряда. При этом максимальная глубина модуляции будет вобласти с повышенной концентрацией носителей. Фиксация динамики прошедшего через кристаллизлучения производится с помощью быстродействующего фотодетектора, что позволяет исследоватьпереходные процессы в нс- масштабе времени. Аналогичный подход был продемонстрирован вработе [1] для оценки оптических потерь в мощных полупроводниковых лазерах. В разрабатываемойметодике предусмотрено наличие не только временного, но и пространственного разрешения науровне единиц микрон, что позволяет с достаточной точностью определять положение токовыхшнуров и оценивать скорость их распространения.Методика апробирована на полупроводниковых лазерах-тиристорах полосковой конструкции[2,3], в которых ранее с помощью светочувствительной камеры наблюдалась локализация токавблизи краёв полоска [4], возникающая из-за конструктивных особенностей расположения контактовуправления и наличия интенсивной ударной ионизации при включении прибора. Применение вкачестве зондирующего излучения полупроводникового лазера с шириной полоска 5-6 мкмпозволило провести пространственное сканирование излучением вдоль торца лазера-тиристора иподтвердить наличие токовой локализации вблизи краёв полоска, что выражалось в модуляцииамплитуды сканирующего излучения за счет поглощения на свободных носителях [5]. Кроме того,сканирование вдоль оси резонатора показало, что токовый шнур распространяется на 130 мкм за20 нс. Важно отметить, что предлагаемая методика универсальна и может быть использована дляисследования локализации тока не только в лазерах-тиристорах, но и в других сильноточныхприборах.