УДК 621.315.592.2:546.681
ПАШАЕВ А.М., КАСИМОВ Ф.Д.,

ГАЗАРХАНОВ Э.Т., КАРИМОВ А.В.
ИНЖЕКЦИОННО-ПОЛЕВЫЕ ЭФФЕКТЫ В ДВУХСТОРОННЕ-
ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ АРСЕНИДГАЛЛИЕВОЙ
ФОТОДИОДНОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ.
Национальная Академия Авиации, Азербайджан,
тел(99412) 497-26-32, е-mail: fredkasimi@mail.ru.
Физико-технический институт НПО Физика-Солнце АН РУз.
Ташкент 700084, ул. Мавлянова 2 б. тел. (998-71) 1331271,
Экспериментально
показано,
что
в
двухсторонне-
чувствительной m-рGaAs-рGaAs-nСdS-структуре фототок, определяе-
мый электрическим полем, линейно увеличивается с ростом рабочего
напряжения в любом из направлений. В зависимости от полярности
прилагаемого к гетеропереходу напряжения реализуется фотодиодный
или инжекционный режимы. В инжекционном режиме (прямого сме-
щения гетероперехода) фототок в пять раз больше по сравнению с фо-
тодиодным режимом.
В диодных структурах с длинной базой, то есть в несколько раз
превышающей длину диффузионного смещения, в режиме прямого
смещения р-n-перехода проводимость высокоомной базы определяется
инжектированными носителями. Освещение диодной структуры из
собст-венного или примесного источника приводит к изменению со-
противления базовой области как за счет увеличения концентрации
носителей, так и изменения времени жизни и биполярной подвижно-
сти носителей заряда. Уменьшение сопротивления базы приводит к
изменению напряжения на р-n-переходе и инжекционного тока. В
свою очередь изменение тока вызывает новое усиление. Таким обра-
зом, обеспечивается сильное усиление первичного фототока, причем
наибольшему усилению подвер-гается фототок создаваемый светом из
примесной области. [1].
Исследуемые образцы представляли собой двухбарьерную m-
рGaAs-рGaAs-nСdS-структуру, в которой один из барьеров гетеро р-n-
переход, а другой р-m выпрямляюший металло-полупроводниковый
пере-ход [2]. Изотипный рGaAs-рGaAs переход получен выращивани-
ем из жид-кой фазы эпитаксиального слоя арсенида галлия с концен-
трацией носите-лей ~6·1015 см-3 на подложке рGaAs с концентрацией
носителей Np=2.1016 см-3. Гетерослой nСdS получен поверх эпитак-
сиального слоя рGaAs путем вакуумного напыления из кристаллов
сульфида кадмия. Концентрация носителей в напыленном слое nСdS
равна 3.10 16 см-3 при толщине 0.2 мкм. Металлический барьер к
рGaAs сформирован напыле-нием Ag (~70 ).

I , 1 0 -6 А
1 0 -1
т
1
2
1 0 -2
1 0 -3
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
V , В

Рис. 1. Вольтамперная характеристика двухбарьерной m-рGaAs-
рGaAs-nСdS-структуры в режиме прямого -1 и
обратного-2 включения
В m-рGaAs-рGaAs-nСdS-структуре, имеем две обратно вклю-
ченные m-рGaAs и гетеро рGaAs-nСdS переходы. В режиме прямого
смещения гетероперехода ток запираемого перехода m-рGaAs(рис.1
крив.1) больше, чем при обратном смещении р-n-перехода
(рис.1.крив. 2).
Отметим, что введение промежуточного эпитаксиального слоя
рGaAs позволило уменьшить обратные токи гетероперехода, таким
образом, что обратный ток гетероперехода стал меньше, чем обратный
ток перехода металл-полупроводник.
Фототок возрастает линейно (рис.2): ход кривой практически не
зависит от пол-ярности рабочего напряжения, а величины фототоков
имеют близкие значения.
При смене полярности прилагаемого напряжения фототоки при
температурах 23 и 35 0 С имеют близкие значения. Однако при 35 0 С
фототоки в обоих направ-лениях уменьшаются, ( кривые 3,4).
При дальнейшем увеличении температуры до 45 0 С и выше при
заданном напряжении (20 В) при смене полярности прилагаемого на-
пряжения появляется различие в фототоках. Так, при 45 0 С в режиме
прямого смещения фототок в пять раз больше, чем при обратных сме-
щениях. Эта тенденция сохраняется и при температуре 55 0 С.
Таким образом, в двухсторонне-чувствительной m-рGaAs-
рGaAs-nСdS-структуре благодаря сосредоточению сильного поля в
обедненной области потен-циальных барьеров, фототок, определяе-
мый электрическим полем увеличивается с ростом рабочего напряже-
ния в любом из направлений.

Iф, А
2
8,0x10-7
1
4
6,0x10-7
23 0 С
3
35 0 С
4,0x10-7
2,0x10-7
Ф, лк
100
150
200
250
300

Рис. 2. Зависимость фототока от интенсивности освеще-ния (nСdS) в
режиме прямого-1,3 и обратного -2,4 сме-щения
В режиме прямого смещения рGaAs-nСdS гетероперехода кон-
цен-трация генерированных неосновных носителей превалирует над
основными за счет инжекции неосновных носителей в базовую об-
ласть. При этом, чем выше температура тем больше уровень инжек-
ции. В инжекционном режи-ме фототок m-рGaAs-рGaAs-nСdS-
структуры в пять раз больше по сравне-нию с фотодиодным режимом.

1. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов.
- М.: Радио и связь, 1990.- 264 с.
2. Вахобов К.А, Каримов А.В., Гаибов А.Г., Ёдгорова Д.М., Игамбер-
диев Х.Т.. Двухсторонне-чувствительные фотодиодные структуры в
сис- теме арсенид галлия-сульфид кадмия.-Инженерно-физический
журнал, 2003,т.76, 1,с.167-169.




Document Outline