УДК 621.315.592
АГАЕВ В.В., СОЗАЕВ В.А., ЯБЛОЧКИНА Г.И.
составляла 650оС. Толщина эпитаксиального слоя составляла 2-3 мкм, а

концентрация неконтролируемой примеси n=5 1017см-3.
ВЛИЯНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ SrF2 НА

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА n-InP

Северо-Кавказский Государственный Технологический Университет,
362021, Россия, Республика Северная Осетия - Алания, г.Владикавказ,
ул. Кос. Николаева, дом 44. vvagaev@yandex.ru

Гетероэпитаксиальная технология внесла вклад в область создания
оптоэлектронных устройств, таких, как лазерные диоды, лавинные
фотоприемники и т. д.
Одним из перспективных материалов оптоэлектроники является n-InP,
который используется как подложечный материал для разработки
излучателей сверхдальних волоконно-оптических линий связи.
Из-за высокого внутреннего квантового выхода (90%) и низкой
скорости поверхностной рекомбинации в n-InP повышается роль эффектов

многопроходности и переизлучения, которые играют важную роль в
Рис. 1 Спектры люминесценции n-InP с нанесенной пленкой
оптоэлектронных приборах[1]. Благодаря этим эффектам, в n-InP
диэлектрика и без.
осуществляется эффективный перенос возбуждения, что не требует строгого
1. чистая непокрытая пленкой зеркальная поверхность
положения p-n - перехода.
эпитаксиальной пленки n-InP
Особая перспективность n-InP - в разработке фотоприемников в
2. На зеркальную поверхность эпитаксиальной пленки
ультрафиолетовом диапазоне. Для таких приемников p-n переход
нанесена диэлектрическая пленка из SiO
необходимо располагать как можно ближе к поверхности, но в этом случае
3. На зеркальную поверхность эпитаксиальной пленки
поверхностная рекомбинация начинает оказывать существенное влияние на
нанесена диэлектрическая пленка из SrF2
эффективность фотоприемника.

n-InP, обладая низкой скоростью поверхностной рекомбинации
Выращенную таким образом пленку делили на три части. Одна
2 104см/с, (для сравнения в n-GaAs - 3 105 см/с [2]), позволит создать
оставалась не тронутой и являлась контрольной, а на две другие напылялись
фотоприемник с высокой чувствительностью в ультрафиолетовой области.
диэлектрические пленки из окиси кремния и пленка SrF2 или CaF2.
Однако, открытая поверхность n-InP оказывается не стабильной во времени.
Напыление диэлектрических пленок осуществлялось термически из
Для стабилизации поверхности InP надо использовать защитные
замкнутого объема.
поверхности. Одним из эффективных защитных покрытий, которое
Диэлектрическая пленка SrF2 была выбрана потому, что, имея
обеспечивает прозрачность в ближней ультрафиолетовой области, и при этом
кубическую решетку, этот диэлектрик имеет параметр решетки близким к
не снижает скорость поверхностной рекомбинации, является SrF2, у которого
параметру решетки n-InP. В дальнейшем снималась спектральная
параметр решетки близок к параметру InP. Пленка из SrF2 создает на границе
зависимость всех трех частей эпитаксиальной пленки. Результаты
с InP гетеропереход, что не только создает эффективную защиту
полученных зависимостей показаны на рис.1. Для оценки внешнего
поверхности, но и снижает поверхностную рекомбинацию в InP, на что
квантового выхода спектры исследуемых образцов сравнивались со спектром
указывает повышение внешнего квантового выхода излучательной
калиброванной гетероструктуры и при неизменной геометрии эксперимента
рекомбинации.
и постоянной квантовой чувствительности фотоприемкника оценивался
Эпитаксиальные пленки InP получали методом жидкофазной
внешний квантовый выход излучательной рекомбинации эпитаксиальных
эпитаксии в реакторах открытого типа. Температура эпитаксиального роста
пленок InP.

Внешняя квантовая эффективность люминесценции для чистого
непокрытого образца составляла hе-2,2%, для пленки с диэлктриком из SiO
hе=4% , а для пленки с напылением SrF2 hе=6,1%.
Предворительно были проведены расчеты внешнего квантового
выхода интенсивности люминесценции для чистых и имеющих
диэлектрические покрытия эпитаксиальных пленок InP. Расчеты были
выполнены при допущениях:
Внутренний квантовый выход люминесценции в узкой
возбужденной области равен 100%, а в остальной невозбужденной
области равен нулю.
Эффекты переизлучения отсутствуют.
Поверхность образца зеркальна, а выходящее излучение
ограниченно эффектами полного внутренного отражения.
Проведенные расчеты показали, что для чистых п-InP эпитаксиальных
пленок внешний квантовый выход hе=2%, а у образцов, покрытых
диэлектрической пленкой с показателем преломления 1,43 внешний
квантовый выход не превышает 4 %, данные расчетов хорошо согласуются с
полученными результатами для непокрытых пленок n-InP и с покрытием из
SiO. Повышение внешнего квантового выхода напыленных пленок из SrF2
более чем в три раза по сравнению с непокрытыми образцами обусловлено,
по нашему мнению, уменьшением скорости граничной рекомбинацией , т.к.
SrF2 имеет кубическую сингонию с постоянной решетки 5,79 А, что
пратически совпадает с параметром решетки InP и приводит к
возникновению эффектов переизлучения.
Таким образом, диэлектрические пленки из SrF2 могут служить
эффективным защитным покрытием эпитаксиальных пленок из InP.

1. Д.З.Гарбузов, В.В. Агаев, А.Т.Гореленок. Эффективная излучательная
рекомбинация (hi=80%,Т=300ОК) и процессы переизлучения в
обемных кристаллах n-InP. ФТП,1982,т.16, в.9, с. 1538-1542.
2. Д.З.Гарбузов, В.Г. Агафонов, В.В.Агаев, В.М.Лантратов, А.В.Чудинов.
Эффективный перенос возбуждения из эмиттера в активную область
при фотолюминесценции InGaAsP/InP ДГС. ФТП, 1983, т.17, в.12, с.
2168-2172.