Деградация структур на основе InGaN/GaN под действием $\gamma$-облучения

Актуальность и цели. В настоящее время гетероструктуры GaN/InGaN являются основной элементной базой современной оптоэлектроники. Широкое распространение структур на основе InGaN обусловливает высокие требования к надежности. Для обеспечения высокой надежности ногетероструктур необходимо понимание механизмов излучательной и безызлучательной рекомбинации, механизмов деградации в данных материалах, а следовательно, и понимание природы внутренних дефектов, оказывающих влияние на электрические и оптические характеристики светодиодов. Значительное место отводится изучению радиационной стойкости гетероструктур на основе InGaN/GaN, что связано с возможностью вскрывать природу существующих в исследуемых образцах дефектов, исследовать влияние обнаруженных дефектов на эффективность светодиодных структур. Целью данной работы является исследование влияния $\gamma$-излучения на электрические характеристики светодиодных структур на основе ingan/gan синего свечения. Материалы и методы. Исследуются синие светодиоды на основе InGaN/GaN (длина волны при комнатной температуре 470 нм). Для достижения поставленной цели проводилось измерение прямых и обратных вольт-амперных характеристик на автоматизированной измерительной установке в диапазоне доз $\gamma$-излучения 0-0,4 МРад. Для объяснения обнаруженных изменений на вольт-амперных характеристиках использовались методы рекомбинационной спектроскопии и нестационарной спектроскопии глубоких уровней. Результаты. Установлено, что основным механизмом токопереноса в диапазоне напряжений до 2,5 В для исследуемых структур является туннелирование. В этом же диапазоне напряжений наблюдается зависимость величины прямого и обратного тока от дозы $\gamma$-излучения: при 0,2 МРад наблюдается уменьшение тока относительно необлученного образца, при 0,4 МРад - увеличение тока относительно необлученного образца. Методами рекомбинационной спектроскопии и нестационарной спектроскопии глубоких уровней обнаружен уровень с энергией 0,60 $\pm$ 0,02 эВ, участвующий в создании туннельного потока. Выводы. С помощью обобщенной модели рекомбинации показано, что величина туннельного тока зависит от концентрации глубоких центров, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне. Методом рекомбинационной спектроскопии (по зависимости $d\beta/dU=f(U)$, где $\beta$ - дифференциальный показатель наклона вольт-амперных характеристик) установлено влияние $\gamma$-облучения на концентрацию глубоких уровней, участвующих в создании туннельного потока. Показано, что при дозе 0,2 МРад амплитуда экстремума уменьшается, а при 0,4 МРад увеличивается, что согласуется с поведением прямого и обратного туннельного потока.