Влияние процессов фазообразования на фотоэлектрические свойства поликристаллических пленок селенида свинца

• Автор: Писаревский, Мстислав Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 .Физико-химические и электрофизические свойства селенида

свинца.

1.1.1. Кристаллическая структура и химическая связь.

1.1.2. Термодинамические свойства.

1.1.3. Зонная структура.

1.1.4. Электрофизические свойства.

1.2.Фотопроводимость тонких поликристаллических слоев халь-

когенидов свинца.
1.2.1. Концентрационные модели.
1.2.2. Барьерные модели.
1.2.3. Модель Неустроева-Осипова.
1.2.4. Исследования физико-химической структуры фоточувст- 24 вительных слоев халькогенидов свинца.
Глава 2. Методы изготовления и исследования поликристаллических
слоев.
2.1.Технология нанесения тонкопленочных слоев селенида евин- 33 ца.
2.2.Технология отжига слоев в кислородосодержащей среде.
2.3.Методы исследования поликристаллических пленок.
2.3.1. Методика определения толщины пленок.
2.3.2. Измерение сопротивления пленок.
2.3.3. Методика измерения коэффициента термо-ЭДС.
2.3.4. Методика измерения фотоэлектрических характеристик.
2.3.5. Методика измерения температурных зависимостей про- 45 водимости.
2.3.6. Методика измерения температурных зависимостей вре- 49 мени спада фотопроводимости.
2.3.7. Метод электронной Оже-спектроскопии.

2.3.8. Дифференциальный термогравиметрический анализ.
2.3.9. Рентгеновская дифрактометрия.
Глава 3. Исследования процессов окисления и фазообразования в
тонких пленках селенида свинца.
3.1. Характеристика исходного материала. 5
3.2.Исследование процессов массопереноса при вакуумном нане- 61 сении слоев селенида свинца.
3.3.Особенности нанесения твердых растворов РЬі_хСс1х8е.
3.4.Процессы окисления слоев селенида свинца при низкотемпе- 68 ратурном отжиге в кислородосодержащей атмосфере.
3.4.1. Окисление приповерхностной области.
3.4.2. Межзеренная диффузия кислорода.
3.4.3. Окисление монокристаллических слоев.
3.5.Процессы фазообразования при высокотемпературном отжиге.
3.5.1. Окисление поликристаллических слоев.
3.5.2. Окисление монокристаллов.
3.6.Исследования процессов фазообразования в системе РЬ-5е-0
Глава 4. Исследования электрофизических и фотоэлектрических
свойств поликристаллических слоев селенида свинца.
4.1 .Характеристики свеженанесенных слоев.
4.2.Электрофизические свойства отожженных слоев.
4.2.1. Отжиг при температурах 400°С.
4.2.2. Высокотемпературный отжиг.
4.2.2.1. Исследование процессов темнового транспорта.
4.2.2.2. Особенности проводимости на свету.
4.3.Влияние процессов сорбции на электрофизические и фото- 132 электрические характеристики слоев.
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Поликристаллические пленки полупроводниковых соединений А1У - ВУ1 интенсивно исследуются в связи со значительным расширением области использования оптоэлектронных датчиков на их основе в аппаратуре различного функционального назначения. Область приложений таких ИК-систем включает экологический мониторинг, газовый анализ взрывоопасных, токсичных и пожароопасных сред, контроль состава углеводородсодержащих жидкостей, контроль предельно допустимых концентраций газов в промышленных и бытовых помещениях, системы сигнализации утечки метана или пропан-бутановой смеси в жилых помещениях, системы технологического контроля при производстве полимерных материалов и т.д. Широкое применение приемников инфракрасного излучения обусловлено тем, что в области спектральной чувствительности материалов этого класса находятся полосы поглощения углеводородов СПНП1, СО, СОг, полимерных материалов, бензолов, паров воды и т.п. Сдерживающим фактором в разработке и применении светоизлучающих и фотоприемных структур на основе соединений А1У - Вм являются известные проблемы технологии их получения, временной и температурной стабильности. Очевидно, что решение указанных проблем связано с более детальными комплексными исследованиями взаимосвязи технологических режимов синтеза структур с их физико-химическими, электрофизическими и фотоэлектрическими свойствами.
К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал, посвященный исследованию фоточувствительных свойств халькогенидов свинца. Однако данные носят достаточно противоречивый характер, что, как следствие, приводит к многообразию моделей фотопроводимости поликристаллических слоев на основе полупроводниковых соединений А1У - в'1'1.

Рис. 2.1. Схема установки:
1 - металлический колпак, 2- подогреваемый держатель подложек, 3- испаритель, 4- термопара подложек, 5- диффузионный насос, 6- форвакуумный насос, 7- термопара испарителя, 8- смотровое окно, 9- подложки.
□ 1,4 -1,
И1 ,2 -1 ,
□ 1-1 ,
□ О ОЭ -
1 о СП СО о
□ о А -0,
толщина пленки (мкм) 1 ,

стояние от центра стол и ка (см)
расстояние "испаритель-подложка” (см)
Рис.2.2. Распределение толщины пленок по длине столика.