Zastosowanie technologii MOCVD w dziedzinie laserów antymonkowych z heterozłączem I-go rodzaju

• Autorzy: Wesołowski M. , Strupiński W. , Pruszyńska-Karbownik E. , Motyka M. , Sęk G. , Wójcik-Jedlińska A. , Pierściński K. , Pierścińska D.

Warianty tytułu

EN

The application of MOCVD technology for growth of antimonide type-l laser heterostructures

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 10 ; 05-09.06.2011 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie technologii epitaksji MOCVD (Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy) w przypadku optoelektronicznych przyrządów półprzewodnikowych otrzymywanych ze związków antymonu napotyka na problem w postaci zanieczyszczenia węglem i tlenem warstw zawierających glin. W związku z powyższym opracowano skuteczną technologię MOCVD struktur przyrządów antymonkowych w przypadkach, gdy nie ma konieczności wprowadzania do warstw atomów tego pierwiastka, jest tak np. w dziedzinie niektórych konstrukcji ogniw termo-foto-woltaicznych oraz detektorów ln(Ga)(As)Sb/GaSb. Odmienne natomiast okoliczności występują w dziedzinie laserów heterozłączowych InGaAsSb/AIGaAsSb/GaSb. W tym przypadku opublikowano dotychczas tylko jeden przypadek działającego lasera, nie udało się przy tym osiągnąć trybu pracy ciągłej. Celem przeprowadzonych badań była weryfikacja trudności tej technologii oraz próba ich pokonania poprzez zastosowanie optymalnego zestawu prekursorów. Przedstawione są wyniki prac nad otrzymywaniem warstw tworzących heterostrukturę oraz wyniki charakteryzacyjne heterostruktur. Porównanie jakości struktur otrzymanych w oparciu o zastosowane prekursory alternatywne DMEAAI (dwu-metylo-amino-diolan-glinu) oraz TEGa (trój-etylek-gaIu) z warstwami wykonanymi przy zastosowaniu prekursorów TMAI (trój-metylek-glinu) oraz TMGa (trój-metylek-galu) wykazało poprawność koncepcji. Pokazane są wyniki symulacji numerycznych uwzględniających problematykę domieszkowania okładek i barier laserów. Umożliwiają one optymalizację projektu struktury dla epitaksji w technologii MOCVD.

EN

The application of the MOCVD (metal organic vapor phase epitaxy) epitaxial growth method to optoelectronic semiconductor devices based on antimony compounds is problematic primary due to the carbon and oxygen contamination of layers containing aluminum. Thus, an effective MOCVD technology for antimonide devices, which do not incorporate atoms of this element in heterostructures, has been established. It concerns some thermophotovoltaic cells or ln(Ga)(As)Sb/GaSb detectors. The situation of InGaAsSb/AIGaAsSb/GaSb heterojunction lasers is dissimilar, since up to this point only one instance of a working laser has been reported; additionally, continuous wave operation has not been shown. The predominant goal of this study has been to verify the technology and to overcome its difficulties by using currently optimal precursors. Both the results of work on the process of obtaining single layers and the characterization results for laser heterostructures are presented. The comparison of the quality of the structures produced using alternative precursors DMEAAI (di-methyl-ethyl-amino-alane) as well as TEGa (tri-ethyl-galium) and the structures obtained with the use of TMAI (tri-methyl-aluminum) and TMGa (tri-methyl-galium) precursors proved the correctness of the concept. Numerical simulations of the laser devices considering the specific barrier and cladding layers doping issue are presented.

Słowa kluczowe

PL

laser; epitaksja; MOCVD; antymonki; GaSb; InGaAsSb; AlGaAsSb

EN

laser; epitaxy; MOCVD; antimonides; GaSb; InGaAsSb; AlGaAsSb

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 10
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wesołowski M.

autor

Strupiński W.

autor

Pruszyńska-Karbownik E.

autor

Motyka M.

autor

Sęk G.

autor

Wójcik-Jedlińska A.

autor

Pierściński K.

autor

Pierścińska D.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Wang C. A. and H. K. Choi: Appl. Phys. Lett. 70 (7), 802 (1997).
• [2] Wang C. A.: J. Crystal Growth 272, 664-681 (2004).
• [3] Dimroth F., C. Agert, A. W. Bett: J. Crystal Growth 248 265 (2003).
• [4] Aardvark A., N. J. Mason, P. J. Walker: Prag. Crystal Growth and Charact. 35, 2-4, 207-241 (1997).
• [5] Giesen Ch., A. Szymakowski, S. Rushworth, M. Heuken, K. Heime: J. Crystal Growth 221, 450-455 (2000).
• [6] Biefeld R. M.: Materials Science and Engineering R 36, 105-141 (2002).
• [7] Li S., Y. Jin, T. Zhou, B. Zhang, Y. Ning, H. Jiang, G. Yuan, X. Zhang J. Yuan: J. Crystal Growth 156, 39 (1995).
• [8] Grasse C., R. Meyer, U. Breuer, G. Bohma, M. C. Amann: J. Crystal Growth 310, 4835838 (2008).
• [9] Agert C., P. Lanyi, A. W. Bett: J. Crystal Growth 225, 426-430 (2001).
• [10] Lazzari J. L, E. Tournie, F. Pitard, A. Joullie, B. Lambert: Mater. Sci. Eng. B9, 125 (1991).
• [11] Lin C., A. Z. Li: Journal of Crystal Growth 203, 511-515 (1999).