СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ Российский патент 1995 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технологии изготовления излучающих диодов (ИД).

Известен способ стабилизации параметров диодов с помощью очистки, химической обработки поверхности и герметизации кристалла [1]
Известный способ обеспечивает стабилизацию параметров, зависящих от состояния поверхности кристалла, но не исключает дестабилизирующего воздействия со стороны дефектов, распределенных в объеме кристалла. Особенно это относится к изделиям на основе сильнолегированных полупроводников сложного состава, типа ИД.

Известно также, что с целью стабилизации ИД и отбраковки потенциально ненадежных образцов при их изготовлении проводятся технологические испытания, в состав которых входит электротренировка [2] при которой режим электротренировки следует устанавливать таким, чтобы обеспечить стабилизацию основной массы приборов и отбраковать приборы со скрытыми дефектами, без ухудшения качества и надежности приборов, выдержавших испытания. Электротренировку проводят прямым током при повышенной температуре, а параметром критерием годности является значение мощности излучения, стабилизированное на уровне, удовлетворяющем требованиям ТУ.

Однако при этом наблюдаются следующие отрицательные последствия, которые снижают эффективность электротренировки.

Наблюдается ухудшение параметров изделий, выдержавших испытания (мощность, пробивное напряжение и др.). Длительность электротренировки некоторых излучающих структур (с большой концентрацией собственных дефектов) оказывается столь большой, что это влияет на технико-экономические показатели производства приборов.

Целью изобретения является повышение эффективности электротренировки.

Поставленная цель достигается тем, что перед электротренировкой образцы ИД подвергаются гамма-облучению от источни- ка Со⁶⁰ дозой P где d толщина активной области кристалла.

Радиационная обработка повышает надежность дефектов в активной области кристалла (области рекомбинации инжектированных носителей заряда), что ускоряет процесс миграции и аннигиляции собственных и радиационных дефектов во время электротренировки.

Это, в конечном счете, приводит к более равномерному распределению по объему активной области дефектов кристаллической структуры, что и является причиной повышения эффективности стабилизации ИД. У различных типов излучающих структур толщина активной области имеет значение от долей мкм до десятков мкм. Поэтому для обеспечения заданного количества радиационных дефектов в активной области образцы необходимо подвергать облучению дозой, обратно пропорциональной толщине активной области.

Нижний предел дозы при заданной толщине активной области обусловлен минимальным количеством радиационных дефектов, необходимых для получения положительного эффекта.

Применение доз больше верхнего предела при заданной толщине активного слоя сопровождается образованием высокой плотности центров безизлучательной рекомбинации, что приводит к уменьшению квантового выхода излучения.

П р и м е р 1. Проводят стабилизацию ИД, изготовленных на основе арсенида галлия, легированного кремнием. Толщина активной области составляет 50 мкм. Стабилизацию осуществляют прямым постоянным током 120 мА при температуре +85^оС в течение 8 ч. Часть диодов перед электротренировкой облучают на установке "Исследователь-2" дозой от 8˙10⁴ до 10⁶ Р (источник Со⁶⁰).

В таблице приведены значения стабилизированной мощности излучения ИД по отношению к первоначальной в зависимости от дозы облучения.

Измерения мощности излучения диодов проводят при температуре окружающей среды 25±10^оС.

Из таблицы следует, что положительный эффект имеется при облучении диодов до- зой P 8·10⁴-8·10⁵P
П р и м е р 2. Проводят стабилизацию ИД, изготовленных на основе двойной гетероструктуры pInp (p,n)In_0,7Gа_0,3As_0,6P_0,4 nInp; толщина активной области составляла 1,5 мкм. Стабилизацию осуществляют прямым постоянным током 50 мА при температуре +85^оС. Часть диодов перед электротренировкой облучают гамма-квантами Со⁶⁰ дозой 2˙10⁷Р.

Способ поясняется фиг.1 и 2.

На фиг. 1 представлены зависимости мощности излучения диодов от времени электротренировки, где 1 предварительно облученные образцы, 2 необлученные образцы. Из сравнения кривых 1 и 2 следует, что время тренировки, необходимое для стабилизации ИД по мощности излучения образцов, обработанных гамма-квантами, почти в 10 раз меньше, чем необработанных.

На фиг.2 изображены обратные ветви вольтамперных характеристик ИД, где: 3 нетренированные облученные и необлученные образцы, 4 тренированные облученные образцы, 5 тренированные необлученные образцы. Сравнения кривых фиг.2 показывает, что в процессе электротренировки качество ИД облученных образцов улучшается, а необлученных ухудшается по пробивному напряжению.

Настоящий способ обеспечит повышение эффективности электротренировки при производстве излучающих диодов, особенно на основе полупроводников сложного состава, а также излучающих структур с малой толщиной активной области.

Использование: в технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности для стабилизации параметров излучающих диодов. Сущность изобретения: для повышения эффективности электротренировки диодов постоянным током диоды предварительно облучают гамма - квантовым излучением кобальта-60 при дозе {(4-40)·10⁶/d}P, где d - толщина активной области излучательной рекомбиниции диода. 1 табл., 2 ил.

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ, включающий электротренировку прямым током, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности электротренировки, диод перед электротренировкой дополнительно подвергают γ -облучению от источника кобальт-60 дозой

где d толщина области излучательной рекомбинации диода, мкм.