Способ определения параметров варизонного полупроводника

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11 Ь 21/66 ЕТЕНИ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ деления внутреннего квантового выхо да излучения, полупроводник охлаждают от комнатной температуры до сверхнизких температур, при различи температурах,Т измеряют спектры не- поляризованной и поляризованной фотолюминесценцитт, по.измеренным спектрам определяют длины смещения неравновесных носителей заряда 4+ и их спинов. . з , находят коэффициент оптических потерь т по формул авыпбна.с на.с т и 3 ия находят по рмулеЬ(Т 1 ТИМ) 4( де ).з цчд на учо йасьпцения1.+ (т),и 1,сткезавис сзначениязкотемпературноостей1, +(Т) и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Алферов Ж,И., Андреева В.И,и др. "1007 внутренний квантовыйвыход излучательной рекомбинациив трехслойных гетеросветодиодах наоснове системы АА 8-аАб - "Физиктехника полупроводников", т.9,с.462.,Коваленко В.Ф, и др. Фотолюминесцентные методы определения параметров варизонных полупроводников. -(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВАРИЗОННОГО ПОЛУПРОВОДНИКА, основанный на измерении интенсивностиего фотолюминесценции при возбужде-.нии со стороны широкозонной поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точности опретренний квантовый выход излу1074Изобретение относится к полупроводниковой технике н может быть использовано для определения параметров варизонных полупроводников и структур. 5Известен способ определения параметров полупроводников и гетероструктур, основанный на измерении и сравнении интенсивностей возбуждающего луча и рекомбинационного излучения 19 .и определении расчетным путем внутреннего квантового выхода излученияНедостатком этого способа являет ся его непригодность для определения параметров варизонных полупроводнн- , 15 ков.Наиболее близким является способопределения параметров варизонного полупроводника,основанный на измеренииинтенсивности его фотолюминесценции 20при возбуждении со стороны широкозонной поверхности,Недостатками этого способа являются низкая точность определениявнутреннего квантового выхода излу" 25чения, обусловленная тем, что неучитывается коэффициент прохождениясвета через широкозонную поверх-.ность, не учитывается самопоглощаниерекомбинационного излучения, а также наличие ошибок при измерениисветовых потоков,Цель изобретения - повышениеточности определения внутреннегоквантового выхода излучения.Цель достигается тем, что в спо. собе определения параметров варизонного полупроводника, основанном наизмерении интенсивности его фотолюминесценции при возбуждении со стороны широкозонной поверхности,.полупроводник охлаждают от комнатнойтемпературы до сверхнизких температур, при различных температурах Тизмеряют спектры неполяризованной иполяризованной фотолюминесценции,по измеренным спектрам определяютдлины смещения неравновесных носителей , и их спинов, находят коэффициент оптических потерь поформуле6 наснаса внутренний квантовый выход излучения находят по формуле 55 336 2гдеи .- значенияинасна участке низкотемпературного насыщения зависимостей , Т) и, (т)При освещении варизонного полупроводника, например-типа, с широкозонной стороны неполяризованным светом, в нем возбуждаются неориентированные электроны. Эти электроны движутся под действием квазиэлектрического поля в сторону уменьшения Г, Во врейя движения они рекомбинируют, в том числе излучательно.Р Спектр неполяризованной фотолюминесценции позволяет определить длину их смещения ),При освещении полупроводника с широкозонной стороны циркулярно- поляризованным светом в нем возбуж- . даются ориентированные по спину электроны, Спектр поляризованной фотолюминесценции позволяет определить длину смещения среднего спинаОпределение ) из произвоФдйтся из следующих выражений:ф 1"ф-Ь й) 0,43где ( и у- интенсивности неполяризованной фотолюминесценции;И и Ц- две произвольные энергиифотонов в спектре фотолюминесценции,При понижении температуры полупроводника растет внутренний кванто" вый выход излучения. При этом возрастают также 1, и 1, , Однако1.при достаточно низких температурах ростуже не приводит к росту 1, + и 1.8, поскольку эффективное время жизйи электронов будет определяться не безызлучательным каналом рекомбинации, а выходом фотонов из полупроводника, то есть оптическими потерями. Эти потери характеризуются коэффициентом 1 , который означает вероятность выхода фотона в каждом акте иэлучательной рекомбинации и определяется по формуле1074336 4неравновесных носителей заряда 1+(Т)и их спинов 1.(Т 1, находят коэффициент оптических потерь по формуле ф т 1 Ь+ т)н-Ц Ьт)8 мкм/оо мкм =О,О Корректор Е.Сирохман Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений.и открытий 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб д.4/5Заказ 7039/4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 3 Знание 1 позволяет определить( Т 1 в той области температур, гдет) влияет наи 1 . Эти вычисления ведутся по формуле5.П р и м е р. Варизонный полупро, водник на основе твердого .раствора (С,аАЕ)М:п, К = го эВ/см, Р, = = 5 107 см возбуждают с широкоззонной стороны светом гелий-неоново го лазера, измеряют спектральное распределение интенсивности его неполяризованной фотолюминесценции, охлаждают полупроводник от комнатной температуры до 4 К, при .различных 20 температурах Т, измеряют спектры поляризованной и неполяризованной фотолюминесценциМ, по измеренным спектрам определяют длины смещения Редактор П.Горькова Техред А.Вабинец 1:, /.- ь б (4 к 1/ ь (4 В а искомую величину определяют изсоотношения. 1, т 11,+т) 0,95+ Ь 0)При Т = 1 О К= 943,при Т = 50 К= 88 Х,при Т = 100 К у = 687Способ может быть использован,при создании широкого класса полупроводниковых приборов, характеристики которых существенно зависятот внутреннего квантового выходаизлучения.