Оптимизация структурных и ростовых параметров метаморфных InGaAs-фотопреобразователей, полученных методом МОС-гидридной эпитаксии

Методом МОС-гидридной эпитаксии созданы метаморфные Ga$_{0.76}$In$_{0.24}$As-гетероструктуры фотопреобразователей на подложках $n$-GaAs. Обнаружено, что из-за разрыва валентных зон на гетерогранице $p$-In$_{0.24}$Al$_{0.76}$As /$p$-In$_{0.24}$Ga$_{0.76}$As (широкозонное окно/эмиттер) возникает потенциальный барьер для дырок вследствие технологической сложности создания высокой концентрации активной примеси в широкозонном материале. Использование четверного твердого раствора InAlGaAs c содержанием Al$<$ 40% позволило повысить концентрацию акцепторов в широкозонном окне до $\sim$9 $\cdot$ 10$^{18}$ см$^{-3}$ и полностью нивелировать потенциальный барьер, тем самым уменьшив последовательное сопротивление прибора. Произведен расчет параметров метаморфного буфера GaInAs со ступенчатым профилем изменения содержания In, и оптимизированы параметры его эпитаксиального роста, что позволило улучшить собирание носителей заряда из области $n$-GaInAs и получить квантовую эффективность фотоответа на длине волны 1064 нм 83%. Фотопреобразователи, созданные на основе метаморфных гетероструктур с оптимизированными слоями широкозонного окна и метаморфного буфера, имели кпд преобразования излучения с длиной волны 1064 нм на уровне 38.5%.