РУАЭСТ (RUAEST)
ГЕТЕРОСТРУКТУРА Si/ Si1–xGex КАК ПРИЕМНИК ИК ИЗЛУЧЕНИЯ
Получены основные характеристики ИК приемника на основе гетероструктуры Si/Si1–xGex. Проведен расчет квантовой эффективности приемника. Найдена функция Грина диффузионного движения к гетерогранице Si/ Si1–xGex горячей дырки фотогенерированной в области сплава Si1–xGex. При движении горячей фотодырки возможно испускание оптического фонона, в результате чего дырка теряет энергию, не может преодолеть потенциальный барьер на гетерогранице и не дает вклада в ток. Вероятность достижения фотодыркой гетерограницы зависит от места ее генерации, что, в свою очередь, определяется коэффициентом поглощения излучения и способом его введения: через подложку или при прямом падении излучения на область Si1–xGex. Квантовая эффективность зависит также от условия на границе Si1–xGex. Рассмотрены оба крайних случая: зеркальное отражение горячей дырки от границы и случай термализации горячей дырки на границе. В таблице приведено значение квантовой эффективности для разных длин области Si1–xGex,разных способов введения излучения и разных граничных условий на границе области Si1–xGex. Результаты отображены на рис. 2, 3. Длинноволновая граница приемника зависит как от мольной доли Ge в сплаве (х), что определяет величину разрыва верха валентной зоны при переходе от кремния к Si1–xGex, так и от уровня Ферми в сплаве. При мольной доле Geх = 0,3 разрыв верха валентной зоны при переходе от кремния к сплаву будет 0,2 э-в и при уровне Ферми 0,15 э-в потенциальный барьер для дырок получается равным 0,05 э-в. Такой потенциальный барьер соответствует длинноволновой границе 24,8 мкм. При температуре 77 °К шумовые свойства определяются флуктуациями темнового тока через гетеропереход. В таблице приведены рассчитанные характеристики ИК приемника на основе гетероперехода Si/ Si1–xGex.