Influence of the AP MOVPE process conditions on InGaAsN/GaAs MQW MSM photodetectors parameters

AIIIBV semiconductor alloys with small amount of nitrogen, so called dilute nitrides have been extensively studied due to their unusual properties which make them very attractive for IR lasers and very efficient multijunction solar cells. The epitaxial process (MOVPE or MBE) of these materials is very difficult and strongly depends on the growth temperature and the nitrogen concentration inside an epitaxial reactor Additionally, a precise determination of the quaternary InGaAsN alloys composition is complicated and requires applying a lot of examination methods. This work presents the technology and optical properties of undoped triple quantum wells 3×InGaAsN/GaAs grown by atmospheric pressure metal organic vapour phase epitaxy (AP MOVPE). Epitaxial test structures obtained at different process conditions are used as the active regions of metal-semiconductor-metal (MSM) photodetectors. The influence of the growth parameters on the optical properties of MQW structures and measured dark and illuminated dc I-V characteristics of MSM detectors is analysed and discussed.

---

Stopy półprzewodnikowe AIIIBV z małą zawartością azotu, zwane „rozrzedzonymi azotkami”, są intensywnie badane ze względu na swoje unikalne właściwości i potencjalne zastosowanie w laserach IR i wydajnych wielozłączowych ogniwach słonecznych. Epitaksja (MOVPE lub MBE) tych materiałów jest trudna, proces kontrolowany jest głównie przez temperaturę wzrostu i koncentrację azotu w fazie gazowej. Precyzyjne wyznaczenie składu stopu InGaAsN jest złożone i wymaga zastosowania wielu technik pomiarowych. W pracy opisano technologię i optyczne właściwości niedomieszkowanych studni kwantowych 3×InGaAsN/GaAs otrzymanych metodą epitaksji z fazy gazowej z zastosowaniem związków metaloorganicznych przy ciśnieniu atmosferycznym (AP MOVPE). Testowe struktury epitaksjalne, otrzymane w różnych warunkach, zastosowano jako obszar aktywny fotodetektorów MSM. Omówiono i przeanalizowano wpływ parametrów osadzania na optyczne właściwości struktur MQW oraz ciemne i oświetlone charakterystyki dc I-V fotodetektorów MSM.