| Название: | Развитие физических основ инженерии дефектов в технологии светодиодов с люминесценцией, обусловленной протяженными структурными дефектами, редкоземельными ионами и зона-зонными переходами, для кремниевой оптоэлектроники |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 |
| Научная дисциплина: | 02-212 Образование и структура кристаллов 13.2. Научная дисциплина - дополнительные коды (по классификатору 2014 года, через пробел) 02-202 Полупроводники, 02-340 Спектроскопия |
| Ключевые слова: | Инженерия дефектов, светодиоды, Si, SiGe, редкоземельные ионы, имплантация, отжиг, краевая и дислокационная люминесценция, структурные дефекты |
| Время действия проекта: | 2013 - 201 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Соболев,НА |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 13-02-00473 |
| Финансирование 2013 г.: | 650000 |
| Исполнители: |
Бондаренко,АС: None
Вывенко,ОФ: None
Забродский,ВВ: лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Иванова,СВ)
Калядин,АЕ: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Лошаченко,АС: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Серенков,ИТ: лаб. процессов атомных столкновений (Афанасьева,ВИ)
Тетельбаум,ДИ: None
Шек,ЕИ: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Штельмах,КФ : лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
|
Проект направлен на развитие технологических методов, позволяющих управлять формированием структурных дефектов, электрически активных и люминесцентных центров для изготовления светодиодов с высокой интенсивностью люминесценции в диапазоне 1.1-1.8 мкм. Выявление дефектов и центров, их характеризация и идентификация будут проводиться на разных стадиях формирования светоизлучающих структур (СИС) с люминесценцией редкоземельных элементов (РЗЭ, в первую очередь ионов Ег+3 и Тт+3) и дислокационной люминесценцией (ДЛ) в слоях монокристаллического Si, а также краевой люминесценцией (КЛ) в SiGe СИС. Изучение процессов образования и трансформации структурных дефектов, электрически и оптически активных центров на разных стадиях изготовления светодиодов (СД) позволит выявить природу дефектов, ответственных за излучательную и безызлучательную рекомбинацию в СИС, и оптимизировать технологию изготовления СД с высокими параметрами. Для решения поставленной задачи планируется: (1) продолжить развитие предложенного нами для формирования Si слоев с ДЛ метода ионной имплантации, заключающееся в расширении диапазона экспериментальных условий имплантации и отжига, что расширит наши возможности в управлении процессами формирования протяженных дефектов, люминесцентных и электрически активных центров и будет способствовать установлению природы центров ДЛ; (2) развитие метода ионной имплантации также будет направлено на формирование отличающихся по своим свойствам {113} протяженных структурных дефектов и электрически активных центров, что позволит оценить перспективность использования люминесценции {113} дефектов для создания СД на длину волны ~ 1.3 мкм; (3) развитие метода ионной имплантации для создания СД с люминесценцией редкоземельных ионов ТтЗ+ позволит не только изготовить СД на длину волны ~ 1.3 мкм, но и выявить отличия в параметрах образовавшихся структурных дефектов, люминесцентных и электрически активных центров в Si:Tmno сравнению со структурами, содержащими ионы РЗЭ Ег, Но, Yb и Dy; (4) развитие метода гидрофильного сращивания Si пластин открывает дополнительные возможности для формирования СД с ДЛ, поскольку позволяет не только существенно изменить спектр протяженных дефектов и центров излучательной и безызлучательной рекомбинации, но и локализовать люминесцентные центры в достаточно тонком слое, тем самым появляется дополнительная возможность для исследования влияния электрического поля на ДЛ; (5) развитие метода газофазной эпитаксии (ГФЭ) для формирования SiGe СД с сильнолегированными эмиттерными слоями р+- и n+-Si позволит повысить интенсивность КЛ; (6) использование целого комплекса современных методов исследования. Исследование фото- и электролюминесценции будет проводиться на автоматизированных решеточных спектрометрах. Для определения элементного состава и структурных дефектов в образцах будут применяться методы вторичной ионной масс-спектрометрии, обратного резерфордовского рассеяния ионов средних энергий в случайном и каналирующем режимах, атомно-силовой микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, электронной и рентгеновской дифракции, Рамановской спектроскопии. Электрически активные центры будут исследоваться методами емкостной спектроскопии глубоких уровней, эффекта Холла, вольт- фарадных характеристик и наведенного электронным лучем тока (EBIQ.
