Исследование процессов образования, активации и аннигиляции электрически активных точечных дефектов в CdxHg1-xTe

• Автор: Сидоров, Георгий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Список условных обозначений и сокращений

ВАХ - волътампсрная характеристика ВКК — вакуумный криостатируемый корпус МКС - микрокриогенная система охлаждения ВИМС — вторичная ионная масс-спектроскоиия ГЭС — гетероэпитаксиальная структура ЖФЭ — жидкофазная эпитаксия ИК - инфракрасный

КРТ - твердые растворы теллуридов кадмия и ртути

МЛЭ - молекулярно - лучевая эпитаксия

МОПФЭ — мсталлорганическая парофазная эпитаксия

ОМК - объемные монокристаллы

СВВ - сверхвысокий вакуум

СВЧ - сверхвысокочастотное

ФП - фотоприемник

ФПУ - фотоприемное устройство

ФР - фоторезистор
ФЧЭ - фоточувствительный элемент
ШРХ - Шокли-Рида-Холла (центры, рекомбинация)
СНСС - тип оже-рекомбинации, при котором происходит рекомбинация электрона и тяжелой дырки, при этом энергия передается другому электрону
СНГН - тип ожс-рекомбииации, при котором освобождающаяся энергия расходуется на переход электрона из зоны легких дырок в зону тяжелых дырок.

Содержание
Введение
1 Литературный обзор
Тенденции развития ИК фотоприемников
1-І- Электрофизические свойстваКРТ
1 -2. Электрически активные точечные дефекты в КРТ
1.2.1. Собственные точечные дефекты в CdxHgi-xTс
1.2.1.1. Вакансии в подрешетке металла
1.2.1.2. Междоузельная ртуть
1.2.1.3. Антиструктурный теллур
1.2.2. Легирующие примеси в КРТ
1.2.2.1. Легирование индием
1.2.2.2. Легирование мышьяком
1.2.2.3. Гидрогенизация КРТ
1.3. Фоточувствительные структуры на основе КРТ
1.3.1. Планарная технология фотодиодов на основе КРТ
1.3.2. Технология меза-фото диодов на основе КРТ
1-4. Проблемы легирования гетероструктур КРТ, требующие изучения
2 Экспериментальные методики
2.1. Методики термообработок
2.1.1. Термообработки для получения КРТ p-типа проводимости
2.1.2. Термообработки для получения КРТ n-типа проводимости
2.1.3. Методика проведения активационных отжигов
2.2. Методики измерений
2.2.1. Измерение концентрации и подвижности носителей методом Холла 5 S
2.2.2. Оценка погрешности результатов измерений концентрации и подвижности 60 носителей методом Холла
2.2.3. Методика выполнения измерений времени жизни неравновесных носителей 62 заряда в гетероэпитаксиальных структурах кадмий-ртуть-теллур

2.2.4. Оценка погрешности результатов измерений времени жизни неравновесных
носителей заряда
2.2.5. Измерение толщины пленок КРТ по спектрам пропускания
2.2.6. Методика определения профилей концентрации носителей заряда в пленках

2.2.7. Методика измерения и анализ магнетополевых зависимостей проводимости и
коэффициента Холла пленок КРТ
3 Концентрация вакансий в подрешетке металла твердых растворов тел-
луридов кадмия и ртути в зависимости от состава
3.1. Зависимость концентрации вакансий в подрешетке металла от активности
теллура
3.2. Влияние окисления КРТ на образование вакансий в подрешетке металла
3.3. Заключение
4 Электрофизические параметры легированных ГЭС КРТ МЛЭ
4.1. Исследование влияния температуры крекинга мышьяка на эффективность его
встраивания в пленки CdHgTe в процессе МЛЭ
4.2. Исследование зависимости электрофизических параметров пленок КРТ МЛЭ
от уровня легирования индием
4.2.1. Физико-химические основы легирования слоев CdxHgl-xTe в методе МЛЭ
индием
4.2.2. Экспериментальные результаты и обсуждение
4.3. Заключение
5 Влияние гидрогенизации на свойства эпитаксиальных структур CdxHgi.

5-1. Экспериментальные результаты и обсуждение
5.1.1. Гидрогенизация кипячением в водных растворах
5.1.2. Гидрогенизация посредством электрохимических обработок
5-2. О возможности переходов между различными состояниями водорода в КРТ
5-3. Заключение
Выводы
Список цитированной литературы

ти. На основании вышесказанного для описания концентрации электрически активной доли находящегося в образце индия в работе [23] используется реакция 1п2Те:ч,) + Hg(g)" HgHg + 2In+Hg + 2е‘ +ЗТете, константа равновесия которой имеет вид KintHg)^ [In+Hg]2[e"]2/ai„2Te3l>Hg,
где аитсз - активность 1п2Тез(5). Численного вьфажения для константы равновесия автор не приводит. Основной вывод, который следует из этой работы, что индий растворяется в КРТ в основном в двух формах - в виде раствора замещения в подрешеткс металла и в виде электрически нейтральных комплексов ГгиТез. Основное количество растворенного индия находится именно в виде нейтральных комплексов. Отжиг после выращивания при повышенном давлении ртути может несколько повысить количество электрически активного индия. Термодинамические данные для обоих твердых растворов не приводятся.
Равновесные свойства индия и иода в КРТ рассчитаны методом ab initio и сравнены с экспериментальными-результатами в работе [61]. Индий, элемент третьей группы, замещает атомы 2 группы, образуя однократно ионизированные доноры. По данным этой работы индий образует нейтральные комплексы с катионными вакансиями и хотя эти комплексы при низких концентрациях индия содержат всего 1% индия при температурах выше 250°С, они оказывают большое влияние на диффузию индия.
1.2.2.2. Легирование мышьяком
Легирование КРТ мышьяком в методе МЛЭ изучалось в ряде работ. Мышьяк может выступать как донор, когда занимает узел в подрешетке металла, и как акцептор, когда занимает узел в подрешетке теллура [9]. Поэтому меняя давление паров ртути можно переводить мышьяк из акцепторного состояния в донорное и наоборот. При высоких давлениях паров ртути преобладает акцепторное состояние мышьяка, причем, чем меньше содержание CdTe в КРТ, тем большая доля мышьяка остается в донорном состоянии. Особое внимание обраща-