"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Влияние глубоких центров на конфайнмент носителей в квантовых ямах InGaN/GaN и эффективность светодиодов
Переводная версия: 10.1134/S1063782618070035
Бочкарева Н.И.1, Шретер Ю.Г.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: y.shreter@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 7 декабря 2017 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2018 г.

Туннелирование электронов с участием глубоких центров в светодиодных p-n-структурах с квантовыми ямами InGaN/GaN снижает эффективную высоту инжекционного барьера, но приводит к зависимости эффективности излучения от плотности и энергетического спектра дефектов в GaN. При прыжковой проводимости через область пространственного заряда основная часть прямого напряжения падает у границы с квантовой ямой, где плотность глубоких состояний на квазиуровне Ферми наименьшая. В результате у границы происходит спрямление изгиба зон, а с ростом тока и изменение направления электрического поля, что приводит к ослаблению конфайнмента дырок, их безызлучательной рекомбинации в n-барьере и падению эффективности. Низкая эффективность зеленых GaN-светодиодов связывается с доминированием глубоких центров и недостаточной плотностью мелких центров в энергетическом спектре дефектов в барьерных слоях вблизи границ с квантовой ямой. Предложенная модель подтверждается cтупенчатым характером экспериментальных зависимостей тока, емкости и эффективности зеленых и синих светодиодов от прямого смещения, отражающиx вклад центров окраски, ответственных за полосы дефектной фотолюминесценции в GaN.
  1. M. Peter, A. Laubsch, P. Stauss, A. Walter, J. Baur, B. Hahn. Phys. Status Solidi C, 5 (6), 2050 (2008)
  2. D. Schiavon, M. Binder, M. Peter, B. Galler, P. Drechsel, F. Scholz. Phys. Status Solidi B, 250 (2), 283 (2013)
  3. А.Ф. Цацульников, В.В. Лундин, А.В. Сахаров, Е.Е. Заварин, С.О. Усов, А.Е. Николаев, Н.В. Крыжановская, М.А. Синицын, В.С. Сизов, А.Л. Закгейм, М.Н. Мизеров. ФТП, 44 (6), 837 (2010)
  4. T. Wang. Semicond. Sci. Technol., 31, 093003 (2016)
  5. M.A. Maur, A. Pecchia, G. Penazzi, W. Rodrigues, A.D. Carlo. Phys. Rеv. Lett., 116, 027401 (2016)
  6. S. Hammersley, M.J. Kappers, F.C.-P. Massabuau, S.-L. Sahonta, P. Dawson, R.A. Oliver, C.J. Humphreys. Appl. Phys. Lett., 107, 132106 (2015)
  7. P. Perlin, M. Osinski, P.G. Eliseev, V.A. Smagley, J. Mu, M. Banas, P. Sartori. Appl. Phys. Lett., 69, 1680 (1996)
  8. В.Е. Кудряшов, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович, А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин. ФТП, 33, 445 (1999)
  9. Н.И. Бочкарева, E.A. Zhirnov, А.А. Ефремов, Ю.Т. Ребане, Р.И. Горбунов, Ю.Г. Шретер. ФТП, 39, 627 (2005)
  10. M. Mandurrino, G. Verzellesi, M. Goano, M. Vallone, F. Bertazzi, G. Ghione, M. Meneghini, G. Meneghesso, E. Zanoni. Phys. Status Solidi A, 212, 947 (2015)
  11. C.H. Qiu, C. Hoggatt, W. Melton, M.W. Leksono, J.I. Pankove. Appl. Phys. Lett., 66, 2712 (1995)
  12. A. Hierro, D. Kwon, S.A. Ringel, M. Hansen, J.S. Speck, U.K. Mishra, S.P. DenBaars. Appl. Phys. Lett., 76, 3064 (2000)
  13. O. Ambacher, W. Reiger, P. Ansmann, H. Angerer, T.D. Moustakas, M. Stutzmann. Sol. St. Commun., 97, 365 (1996)
  14. P.B. Klein, S.C. Binari. J. Phys.: Condens. Matter, 15, R1641 (2003)
  15. L. Balagurov, P.J. Chong. Appl. Phys. Lett., 68, 43 (1996)
  16. S. Pimputkar, S. Suihkonen, M. Imade, Y. Mori, J.S. Speck, S. Nakamura. J. Cryst. Growth, 432, 49 (2015)
  17. . M.A. Reshchikov, H. Morko c. J. Appl. Phys., 97, 061301 (2005)
  18. Н.И. Бочкарева, И.А. Шеремет, Ю.Г. Шретер. ФТП, 50 (10), 1387 (2016)
  19. Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, М.В. Вирко, В.С. Коготков, А.А. Леонидов, П.Н. Воронцов-Вельяминов, И.А. Шеремет, Ю.Г. Шретер. ФТП, 51 (9), 1235 (2017)
  20. T. Mukai, K. Takekava, S. Nakamura. Jpn. J. Appl. Phys., 37, L839 (1996)
  21. Н.И. Бочкарева, Ю.Т. Ребане, Ю.Г. Шретер. ФТП, 49 (12), 1714 (2015)
  22. S. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, S. Nakamura. Appl. Phys. Lett., 69, 4188 (1996)
  23. Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, Ф.Е. Латышев, Ю.С. Леликов, Ю.Т. Ребане, А.И. Цюк, Ю.Г. Шретер. ФТП, 47 (1), 129 (2013)
  24. D. Monroe. Phys. Rev. Lett., 54, 146 (1985)
  25. T. Tiedje, A. Rose. Sol. St. Commun., 37, 49 (1980)
  26. N.I. Bochkareva, V.V. Voronenkov, R.I. Gorbunov, A.S. Zubrilov, Y.S. Lelikov, P.E. Latyshev, Y.T. Rebane, A.I. Tsyuk, Y.G. Shreter. Appl. Phys. Lett., 96, 133502 (2010)
  27. Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, А.С. Зубрилов, Ю.С. Леликов, Ф.Е. Латышев, Ю.Т. Ребане, А.И. Цюк, Ю.Г. Шретер. ФТП, 44, 822 (2010)
  28. M. Osinski, J. Zeller, P.-C. Chiu, B.S. Phillips, D.L. Barton. Appl. Phys. Lett., 69, 898 (1996)
  29. Н.И. Бочкарева, А.М. Иванов, А.В. Клочков, В.А. Тарала, Ю.Г. Шретер. Письма в ЖТФ, 42 (22), 1 (2016)
  30. M.J. Kappers, T. Zhu, S.-L. Sahonta, C.J. Humphreys, R.A. Oliver. Phys. Status Solidi C, 52 (4-5), 403 (2015)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.