GaNP p-i-n фотодиод на кремнии / Дворецкая Л.Н., Большаков А.Д., Можаров А.М., Фёдоров В.В., Морозов И.А., Баранов А.И., Мухин И.С.

Ввиду неотработанной, на сегодняшний день, технологии роста фосфидных соединений на Siподложке, при создании гетероструктуры в нижнем буферном слое наблюдается большое количествоантифазных областей, как это было показано ранее в [1], и других структурных дефектов, что должносущественным образом сказываться на проводимость через интерфейс GaP/Si. Поэтому, в качественачального исследования, в этой работе мы создали приборную гетероструктуру, в которой токосъемснизу осуществлялся с легированного слоя GaP. Создание контактов к верхнему и нижнему слоям pi-n структуры требует сложной технологической подготовки исследуемого образца. Такая подготовкавключает в себя использование методов фотолитографии, термического распыления материалов ввакууме и ионного травления p-i слоёв GaNP диода в заданных областях.Гетероструктура p-i-n GaNP была синтезирована на установке молекулярно-пучковойэпитаксии (МПЭ). Нами были созданы контакты к верхнему (p) и нижнему (n) слою этой структуры.Методом реактивного ионного травления в индуктивно-связанной плазме (ICP) быливытравлены мезы в p- и i-слоях GaNP структуры через фоторезистивную маску, для созданияконтакта к нижнему n-слою. Нижний n- контакт формировался с помощью термического распыленияматериалов Ni/Au:Ge/Ni/Ti/Au с толщинами 3/50/30/50/100 нм [2], на фронтальную поверхность черезфоторезистивную маску, состоящую из двух слоёв PMGI и AZ MIR 701. Главным материалом вданном случае является сплав Au:Ge/Ni, который участвует в пассивации n-слоя. Верхний контакт кp-слою осуществлялся с помощью термического распыления материалов Au/Zn/Au с толщинами20/30/100 нм [3]. В результате постобработки были получены контакты к p-i-n диоду GaNP дляизмерений электропроводности, вольт-амперных и ёмкостных характеристик и квантовойэффективности.При измерении световой и темновой вольт-амперных характеристик на p-i-n структуру GaNP/Siподавалось напряжение в диапазоне от -2 до 2 В. При измерении световой ВАХ источником светаявлялся имитатор солнечного спектра AM 1,5 G. В темновом режиме наблюдается резкий росткривой на уровне 1.2 В, при плотности тока 1 мА/см2, что характерно для диодной зависимости.Также, по данным измерения DLTS в структуре имеются дефектные уровни на 1 эВ и 0.22 эВ.Известно что рекомбинация примесных центров (Шокли-Рида-Холла SRH) наиболее вероятна черезуровни, находящиеся в центре запрещенной зоны 1 эВ.Для подробного анализа полученных ВАХ и EQE было выполнено численное моделированиеприборной гетроструктуры с использованием модулей безызлучательной рекомбинации по моделиШокли Рида Холла, статистику Ферми, а также учитывалась рекомбинация через глубокие уровниточечных дефектов в материале GaP и GaNP.