Исследование электрических и оптических свойств ZnSe, ионно-легированного In+ и As+ и излучающих структур на его основе

Интенсивное развитие твердотельной оптоэлектроники видимого диапазона требует освоения широкозонных полупроводниковых материалов, обеспечивающих излучательную рекомбинацию в интервале длин волн от 400 нм до 700 нм.

Если создание инжекционных источников света в красно-зеленом диапазоне возможно на основе использования GaP, то проблема создания приборов, излучающих в сине-голубой области спектра не решена до настоящего времени.

Решение этой задачи путем применения «антистоксовских» ш у покрытий в светодиодах на основе Аш1г не является перспективным, и с энергетической точки зрения наиболее эффективна инжекционная электролюминесценция р-п гомои гетеропереходов.

В этом отношении большой интерес представляют соединения тт yt.

А В с их уникальными оптическими свойствами. И в частности, наиболее перспективным материалом для создания сине-голубых све-тодиодов является селенид цинка, имеющий большую вероятность прямых переходов и ширину запрещенной зоны, соответствующую излучению сЛ — 440 нм.

Однако на пути решения проблемы создания инжекционных источников света на основе Zn$e имеются трудности, связанные с эффектами самокомпенсации собственных и примесных дефектов, что приводит к низкой электропроводности материала с тенденцией к превалированию электронной проводимости. Это термодинамически выгодно при температурах, используемых обычно для приготовления и легирования кристаллов. Для преодоления термодинамических ограничений получения материала р-типа с высокой электропроводностью необходимо применение, как показано ранее для Zn$e и CcL$e, низкотемпературных методов легирования, одним из которых является ионное легирование.

Ионное легирование включает в себя ионную имплантацию примеси и последующий отжиг радиационных дефектов, который обычно тт ут проводят при температурах ниже критических для AUB .

Целью настоящей работы является исследование электрических и оптических свойств Zn$e f ионно-легированного донорной и акцепторной примесямиидентификация дефектных центров, ответственных за электрические и оптические свойства ионно-легированных низкоомных слоев пи р-типаисследование возможности реализации голубой инжекционной электролюминесценции в структурах на основе ионно-легированного Zn$e в.

Основные положения диссертации, представляемой к защите.

1. Экспериментальное подтверждение возможности управления величиной и типом проводимости монокристаллов селенида цинка с помощью метода ионного легирования и реализации голубой инжвкци-онной электролюминесценции в р-lп переходе, полученном на его основе.

2. Результаты исследований электрических и оптических свойств селенида цинка, ионно-легированного донорной и акцепторной примесями, и сравнительных исследований излучающих структур с барьером Шоттки и р-lп переходом.

3. Модель электрически и оптически активных центров в ион-но-легированном селениде цинка пи р-типа.

Основные положения, представленные к защите, отражают личный вклад автора в разработку избранной темы. '.

Научная новизна работы.

I. Впервые показана возможность получения низкоомной дырочной проводимости в слоях Zп$е, имплантированного ионами As и отожженного под пленкой золота.

2. Впервые исследованы электрические и оптические свойства имплантированных А^ и In Монокристаллов селенида цинка. Изучены дозовые зависимости характеристик имплантированных слоев и их связь с температурой последующего отжига. Определены энергетические уровни донорных и акцепторных центров.

3. Впервые показана возможность увеличения электропроводности Zn$e за c4qt аномального возрастания подвижности носителей и в слоях, имплантированных 1п+, и отожженных под пленкой.

In-Ai .

4. Впервые проведен сравнительный анализ излучающих структур на основе Zn$e с барьером Шоттки и рIп переходом, полученным ионным легированием, и показана возможность реализации голубой электролюминесценции при инжекционном механизме токопереноса через Iобласть.

Значение результатов работы состоит в том, что полученные данные представляют основу дальнейшего развития физических методов управления электрическими и оптическими свойствами селенида цинка. Результаты, полученныена основе комплексного исследования люминесцентных и электрических свойств ионно-легированного Zn$e, а сравнительных исследований излучающих структур с барьером Шоттки и р-1-п переходом, имеют важное практическое значение в решении проблемы создания твердотельных инжекционных источников света в голубой области спектра.

Диссертация состоит из Введения, четырех глав с обсуждением результатов и Заключения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.