Получение заданных электрофизических характеристик слоев In0,01Ga0,99As: (Zn и Si) солнечных элементов в процессе эпитаксии из газовой фазы
Авторы: Лебедев А.А., Смирнов А.А., Наумова А.А., Вагапова Н.Т., Жалнин Б.В.
Опубликовано в выпуске: #7(103)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-7-2001
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Приведены результаты исследований проводимости и концентрации основных носителей заряда слоев In0,01Ga0,99As среднего каскада и других структурных частей солнечного элемента InGaP / InGaAs / Ge космического назначения в зависимости от типа и уровня легирования, задаваемого в процессе эпитаксиального роста из газовой фазы варьированием параметров подачи источников примесей Si и Zn. Исследования выполнены методами рентгеновской дифрактометрии, бесконтактного измерения проводимости, электрохимической профилометрией, Ван дер Пау. Подтверждена линейная зависимость концентрации основных носителей заряда в слое от доли легирующего прекурсора в газовой смеси. Определены коэффициенты пропорциональности для кремния и дисилана в качестве его прекурсора, для цинка и его прекурсора диметилцинка. Показаны результаты исследований на равномерность распределения легирующей примеси, выдвинуты и обсуждены предположения о влиянии градиента температурного поля и напряженного состояния в слое и подложке.
Литература
[1] Слыщенко Е.В., Наумова А.А., Лебедев А.А., Генали М.А., Вагапова Н.Т., Жалнин Б.В. Обзор современных фотоэлектрических преобразователей космического назначения на основе соединений АIIIBV. Сибирский журнал науки и технологий, 2018, № 2, с. 308–324.
[2] Sharps P., Aiken D., Cho B., Cruz S., Derkacs D., Fatemi N., Haas A., Kerestes C., Miller N., Pantha B., Patel P., Stan M., Stavrides A., Steinfeldt J., Struempel C., Whipple S. Next generation radiation hard IMM space solar cells. E3S Web of Conferences, 2017, vol. 16, no. 03002, pp. 1–5. URL: https://www.e3s-conferences.org/ (дата обращения 03.02.2020). DOI: 10.1051/e3sconf/20171603002
[3] Suarez F., Liu T., Sukiasyan A., Lang J., Pickett E. Advances in dilute nitride multi-junction solar cells for space power applications. E3S Web of Conferences, 2017, vol. 16, no. 03006, pp. 1–3. URL: https://www.e3s-conferences.org/ (дата обращения 03.02.2020). DOI: 10.1051/e3sconf/20171603006
[4] Паханов Н.А., Андреев В.М., Шварц М.З., Пчеляков О.П. Современные архитектуры и технологии высокоэффективных солнечных элементов на гетероструктурах III-V для космического и наземного применения. Автометрия, 2018, № 2, с. 93–112.
[5] Guter W., Dunzer F., Ebel L., Hillerich K., Köstler W., Kubera T., Meusel M., Postels B., Wächter C. Space solar cells — 3G30 and next generation radiation hard products. E3S Web of Conferences, 2017, vol. 16, article 03005. URL: https://www.e3s-conferences.org/ (дата обращения 03.02.2020). DOI: 10.1051/e3sconf/20171603005
[6] Акчурин Р.Х., Мармалюк А.А. МОС-гидридная эпитаксия в технологии материалов фотоники и электроники. Москва, Изд-во ТЕХНОСФЕРА, 2018, 488 с.
[7] Petrova-Koch V., Hezel R., Goetzberger A. High-Efficient Low-Cost Photovoltaics: Recent Developments. 2nd Edition. Cham, Springer Nature, 2020, 300 p.
[8] Stringfellow G.B. Organometallic Vapor-Phase Epitaxy: Theory and Practice. 2nd Edition. New York, Academic Press, 1999, 572 p.
[9] Лебедев А.А., Наумова А.А., Смирнов А.А., Гуляева Д.А., Леднев А.М. Достижение высокой однородности эпитаксиального роста слоев InxGa1-хP, InxGa1-хAs фотопреобразователей на установке МОСГФЭ промышленного типа. Электронные и электромеханические системы и устройства: Тез. докл. науч.-техн. конф. молодых специалистов. АО «НПЦ «Полюс», 12–13 апреля 2018 г. Томск, Изд-во АО «НПЦ «Полюс», 2018, c. 201–202.
[10] Наумова А.А., Лебедев А.А., Слыщенко Е.В. Влияние технологических параметров роста на характеристики эпитаксиальных слоев InxGa1-хP и InxAl1-хP современных фотоэлектрических преобразователей космического назначения. Тез. докл. XXI Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва», 30 октября–3 ноября 2017 г. Королёв, ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва», 2017, т. 1, с. 128–129.
[11] Наумова А.А., Лебедев А.А., Жалнин Б.В., Слыщенко Е.В., Вагапова Н.Т. Влияние соотношения In/Ga в газовой фазе на характеристики эпитаксиальных слоев InXGa1-ХP каскадных солнечных элементов. Сибирский журнал науки и технологий, 2018, № 1, с. 137–145.
[12] Лебедев А.А., Смирнов А.А., Гуляева Д.А., Цыникин С.А., Наумова А.А. Моделирование газодинамики эпитаксиального роста полупроводниковой структуры фотоэлектрических преобразователей на основе материалов AIIIBV. Актуальные проблемы космонавтики: Труды XLIII Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства: сб. тез. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, т. 1, с. 84–86.
[13] Платонов Н.Д. Исследование электрических характеристик слоев эпитаксиальных монокристаллических структур на основе In0.01Ga0.99As, в зависимости от типа и степени легирования. Тез. докл. 71-х Дней науки студентов НИТУ «МИСиС»: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Москва, Изд-во НИТУ «МИСиС», 2016, с. 439–440.
[14] Tosaporn C. Impurity Doping Effect in Compound Semiconductors. Shinjuku, Kagami Memorial Research Institute for Materials Science and Technology, Waseda University, 2007, 131 p.
[15] Huang Y. InAlGaAs/InP Light Emitting Transistors and Transistor Lasers Operating Near 1.55 µm. Atlanta, Georgia Institute of Technology, 2010, 125 p.