Властивості низькотемпературного GaAs отриманого методом РФЕ для пристроїв терагерцового діапазону

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347024080041

Ключові слова:

арсенід галію, рідкісноземельний елемент, рідкофазна епітаксія, питомий опір, терагерцове випромінювання

Анотація

У статті представлені результати дослідження особливостей формування високоомного низькотемпературного арсеніду галію методом рідкофазної епітаксії (РФЕ) під впливом комплексного легування галієвих розплавів рідкісноземельним елементом диспрозієм та алюмінієм. Електрофізичні властивості епітаксійних шарів досліджувались методом Ван дер Пау. Вимірювання проводилися в частотному діапазоні 80–145 ГГц за допомогою квазіоптичної установки на основі векторного аналізатора VNA з парою частотних розширювачів, що працюють у діапазоні VDI WR-3.4. Це дозволило виміряти повні комплексні параметри розсіювання двополюсника. Показано, що при концентраціях диспрозію (3,7–5,0)×10–2 ат.% та алюмінію (2,1–3,8)×10–4 ат.%, формуються високоомні шари GaAs, Al0,05Ga0,95As, Al0,1Ga0,9As зі значеннями питомого опору (3–7)×105 Ω·см. Порівняння досліджених спектрів пропускання–відбивання терагерцового сигналу у вказаному діапазоні через епітаксійну структуру GaAs–Si GaAs (підкладка) та напівізолюючу підкладку арсеніду галію показало, що вони ідентичні. Низькотемпературна РФЕ, яка базується на одночасному легуванні галієвих розплавів алюмінієм та диспрозієм, може бути використана для формування високоомних шарів арсеніду галію та його твердих розчинів, придатних для застосування у пристроях терагерцового діапазону.

Посилання

  1. C. M. Collier, T. J. Stirling, I. R. Hristovski, J. D. A. Krupa, J. F. Holzman, “Photoconductive terahertz generation from textured semiconductor materials,” Sci. Reports, vol. 6, no. 1, p. 23185, 2016, doi: https://doi.org/10.1038/srep23185.
  2. R. J. B. Dietz, B. Globisch, H. Roehle, D. Stanze, T. Göbel, M. Schell, “Influence and adjustment of carrier lifetimes in InGaAs/InAlAs photoconductive pulsed terahertz detectors: 6 THz bandwidth and 90dB dynamic range,” Opt. Express, vol. 22, no. 16, p. 19411, 2014, doi: https://doi.org/10.1364/OE.22.019411.
  3. R. J. B. Dietz et al., “Low temperature grown photoconductive antennas for pulsed 1060 nm excitation: Influence of excess energy on the electron relaxation,” J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, vol. 36, no. 1, pp. 60–71, 2015, doi: https://doi.org/10.1007/s10762-014-0119-3.
  4. S.-G. Park, K. H. Jin, M. Yi, J. C. Ye, J. Ahn, K.-H. Jeong, “Enhancement of terahertz pulse emission by optical nanoantenna,” ACS Nano, vol. 6, no. 3, pp. 2026–2031, 2012, doi: https://doi.org/10.1021/nn204542x.
  5. S. I. Krukovskyi, V. Arikov, A. O. Voronko, V. S. Antonyuk, “Features of low-temperature GaAs formation for epitaxy device structures,” J. Nano- Electron. Phys., vol. 14, no. 2, pp. 02016-1-02016–5, 2022, doi: https://doi.org/10.21272/jnep.14(2).02016.
  6. J. S. C. Chang, D. W. Kisker, D. A. Stevenson, “Oxygen behavior in liquid phase epitaxial GaAs,” Solid-State Electron., vol. 28, no. 5, pp. 479–484, 1985, doi: https://doi.org/10.1016/0038-1101(85)90111-X.
  7. S. I. Krukovsky, A. Fedorchuk, “Mechanism of cleaning epitaxial layers GaAs, InGaAsP under the influence of complex doping in melts by rare-earth elements and aluminium in technology LPE,” Phys. Chem. Solid State, vol. 7, pp. 751–762, 2006.
  8. D. Zayachuk, N. Strukhlyak, S. Krukovsky, E. Goovaerts, Y. Polyhach, “GaAs thin films grown by LPE under influence of Yb impurity,” in Proc. 12th Gallium Arsenide and Other Compound Semiconductors Application Symposium, 2004, pp. 11–12, doi: https://doi.org/10.6092/unibo/amsacta/1089.
  9. M. Wan, Y. Yashchyshyn, X. Lin, K. Godziszewski, D.-W. Sun, J. T. Sheridan, “Characterization of silicon in the terahertz,” in Terahertz, RF, Millimeter, and Submillimeter-Wave Technology and Applications XIII, 2020, p. 83, doi: https://doi.org/10.1117/12.2547339.
Спектри пропускання та відбиття епітаксійної структури LT09 у діапазоні 80–145 ГГц

Опубліковано

2024-08-26

Як цитувати

Круковський, С. І., Ваків, М. М., Ящишин, Є. М., Аріков, В. В., Воронько, А. О., Новіков, Д. О., Вербіцький, Д. О., & Кривець, О. І. (2024). Властивості низькотемпературного GaAs отриманого методом РФЕ для пристроїв терагерцового діапазону. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 67(8), 490–500. https://doi.org/10.20535/S0021347024080041

Номер

Розділ

Оригінальні статті