MOB кристаллической решетки в междоузлия (упругое рассеяние электронов), а также на возбуждение и ионизацию атомов среды.

Специфика проявления радиационных эффектов, вызванных легкими и тяжелыми частицами, обусловлена принципиально различным характером нарушений кристаллической решетки. В то время как -у-кванты и электроны с энергией меньше 10 МэВ создают точечные эффекты типа пар Френкеля, при взаимодействии тяжелых частиц могут возникать области разупорядочения типа кластеров.

В общем случае облучение высокоэнергетичными частицами флюенсом Ф приводит к изменению времени жизни носителей:

То/т =1-4-/С, То Ф. (7.15)

где Кх -константа радиационного изменения времени жизни.

Как свидетельствуют многочисленные экспериментальные данные, систематизированные в работах [178, 179], изменение эффективности излучательной рекомбинации под действием облучения может быть описано соотношением

(г,/г)о)Э-1=/С,ТоФ.

С учетом эффективности введения радиационных дефектов характеризующихся сечением захвата неосновных носите-

лей at, константа радиационного изменения времени жизни может быть записана в виде

где Vt - тепловая скорость носителей.

Константа Кх сильно зависит от вида проникающей радиации и энергии высокоэнергетичных частиц. Существенно влияют на Кх конкретные параметры полупроводниковых материалов, в частности энергия смещения атома из узла кристаллической решетки, которая может быть аппроксимирована следующим эмпирическим соотношением [177]:

0,895 (10/ао)*-збз, (7.16)

где Оо - постоянная решетки.

С учетом справедливости закона Вегарда в полупроводниковых твердых растворах AniB следует ожидать монотонной зависимости т)/т)о от состава твердых растворов. Вместе с тем результаты ранних исследований радиационных эффектов, систематизированных в работе [178], позволили установить немонотонный характер зависимости rjAio от состава х, в соответствии с которым минимальное изменение т)/т)о достигалось в промежуточной области составов (л;л; 0,5). Исходя из этого экспериментального факта делался вывод о проявлении специфичного для твердых растворов сплавного эффекта, уменьшающего величину Кх по сравнению с бинарными соединениями. По-видимому наиболее существенным возражением против указанного вывода является отсутствие по-172

следовательного учета композиционной зависимости времени жизни то.

Подробное исследование влияния быстрых электронов с энергией £в=30 МэВ на характеристики СИД в системе Ga-As-Р проведено в работе [179], результаты которой представлены иа рис. 7.8.

При анализе экспериментальных данных, полученных для светоизлучающих приборов, принципиальное значение имеет учет особенностей ЛВХ и ВАХ. В общем случае зависимость силы света от напряжения на р-п переходе может быть представлена в виде

(7,17)

Вольт-амперные характеристики в области преобладания диффузионной и генерационно-рекомбинационной составляющих тока описываются соотношениями

. = ехр();

/=з.-ехр().

(7.18) (7.19)

Используя формулы (7.15), (7.17)-(7.19), можно в явном виде получать выражения для изменения силы света (при /=const) под действием флюенса Фе высокоэнергетичных частиц.

Для диффузионной области ВАХ из соотношений (7.15), (7.17), (7.18) получаем

Фе,СМ

Рис. 7.8. Зависимость эффективности излучения от флюеиса быстрых электронов в СИД на основе GaAso,ePo,4 (кривая /), GaAso,35Po,66: N (кривая 2), CaAso,iPo,9: N (кривая 3), СаР : N (кривая 4)

Рис. 7.9. Кинетика изменения силы света СИД на основе GaAso.asPo.es во время облучения (кривые 1, 3) и после облучения (кривые 2, 4) потоком электронов иитеисивиостью 10 см~-с- при времени облучения 10 с (кривая /) и 30 с (кривая 3)

в то же время для области преобладания генерационно-реком-бинационных токов находим из соотношений (7.15), (7.17), (7.19)

(/„о „)/з -1=/С,ТоФ,.

Анализ экспериментальных данных, представленных на рис. 7.8, показывает, что характер зависимостей /„(Фе) для СИД на основе соединений различного состава с учетом разброса экспериментальных данных практически идентичен.

Результаты исследования кинетики процесса деградации под действием электронного облучения при комнатной температуре СИД на основе GaAso.ssPo.es представлены на рис. 7.9 [179]. Уменьшение силы света диодов в процессе облучения, обусловленное введением радиационных дефектов, сопровождается незначительным ее увеличением в течение 20 с после окончания импульса быстрых электронов, что связывается с частичным отжигом дефектов при комнатной температуре.

В заключение следует сказать несколько слов о влиянии облучения на свойства конструкционных материалов, используемых а технологии полупроводниковых СИД и ПЗСИ. По данным [179], при флюенсе быстрых электронов Фе= 10* см~ происходит уменьшение коэффициента пропускания стеклянных баллонов СИД; при этом в практически важном спектральном диапазоне Я=550... ...750 нм величина А7/Г не превышает 15%. При этой же величине Фе изменение оптического пропускания компаунда (?=550 нм) может составлять 30 ... 407о-

Глава 8.

ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ИНДИКАТОРОВ

8.1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

с точки зрения оптимизации режимов функционирования представляется необходимым проанализировать в первую очередь основные характеристики этого класса приборов: ВАХ, вольт-яркост-ные (ВЯХ) и ампер-яркостные (АЯХ).

Как и у большинства полупроводниковых диодов ВАХ излучающих элементов в ПЗСИ имеют сложный характер. Типичные характеристики р-п переходов на основе СаАзсеРод представлены на рис. 8.1. В области токов 10-/5.10-3 А ВАХ и ВЯХ могут быть аппроксимированы соотношениями