Разработка технологии гидрохимического синтеза пленок твердых растворов на основе селенидов свинца и олова для создания высокочувствительных ИК-детекторов

• Автор: Мухамедзянов, Хафиз Науфалевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПЛЕНОК ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ РЬ^БщБе И ИХ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Проблема фогочувс гвительных материалов для современной ИК-техники. Применение твердых растворов РЬ^БщБе

1.2. Технология получения пленок РЬ^БгцБе, РЬБе, БпБе

1.2.1. Получение пленок твердых растворов РЬ^БщБе физическими методами

1.2.2. Химические методы осаждения пленок РЬ^БщБе, РЬБе и БпБе

1.3. Структура, состав и электрофизические свойства твердых растворов замещения в системе РЬБе-БпБе

1.4. Методы сенсибилизации пленок селенидов металлов к ИК-излучению

Выводы
Глава 2. СИНТЕЗ И АТТЕСТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методика гидрохимического синтеза пленок селенидов свинца, олова и твердых растворов на их основе
2.2. Определение толщины пленок РЬБе, БпБе и РЬ,.лБплБе
2.3. Исследование структуры, фазового, элементного состава и морфологии пленок РЬБе и РЬ^БщБе
2.4. Методика термического отжига пленок
2.5. Нанесение «омических» контактов на поверхность осажденных
пленок
2.6. Измерение фотоэлектрических параметров
2.7. Измерение постоянной времени и частотной характеристики

2.8. Определение относительных спектральных характеристик Фоточувствительности
2.9. Определение термической ширины запрещенной зоны
2.10. Определение длинноволновой границы поглощения пленок и
оптической ширины запрещенной зоны
Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ПЛЕНОК В СИСТЕМЕ РЬБе-ЗпЭе
И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ
3.1. Технология получения твердых растворов РЬ^БщБе совместным осаждением РЬБе и БпБе (МСО)
3.1.1. Термодинамический расчет области образования твердых растворов РЬ^БПдБе при совместном осаждении селеномочевиной РЬБе и 8п8е из

цитратной реакционной смеси
3.1.2. Термодинамический расчет области образования РЬ^БщЗе при совместном осаждении РЬБе и БпЗе селеномочевиной
из трилонатной системы
3.1.3. Термодинамический расчет области образования твердых растворов РЬ^БщБе при совместном осаждении РЬБе и Бп8е селеномочевиной в этилендиамин-ацетатной системе
3.1.4. Поиск и оптимизация условий совместного осаждения пленок

селенида свинца и олова (II)
3.2. Технология послойного осаждения пленок РЬ8е и 8п8е (МПО)
3.2.1. Оптимизация условий гидрохимического осаждения
пленок индивидуального РЬве
3.2.2. Оптимизация условий гидрохимического осаждения пленок индивидуального селенида олова (II)
3.2.3. Гидрохимический синтез тонкослойных композиций на основе
РЬ8е иЯпЗе
3.3. Исследование структуры, состава и морфологии совместно осажденных пленок РЬЭе и 8п8е и тонкослойных композиций на их основе

3.3.1. Исследование совместно осажденных пленок РЬ8е и БпЗе из цитратной системы
3.3.2. Исследование структуры, состава и морфологии свежеосажденных
тонкослойных композиций на основе РЬЯе и 8пБе
Выводы
Глава 4. ТЕРМОСЕНСИБИЛИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИ СООСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ РЬ^Бп^е (МСО) И МНОГОСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ 8п8е-РЬ8е (МПО)
4.1. Определение условий термосенсибилизации гидрохимически осажденных пленок РЬ1.х8пх8е и композиций РЬ8е—Бп8е
4.2. Влияние процесса термообработки пленок, полученных методом МСО и МПО на их структуру, состав и морфологию
4.3. Фотоэлектрические характеристики термически обработанных пленок твердых растворов РЬн^пДе, полученных методами МСО и МПО
4.4. Выбор технологии и условий получения пленок твердых
растворов РЬ^ЗаДе
Выводы
Глава 5. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИК-ДЕТЕКТОРОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИ ОСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК РЬ^ДпДе И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
5.1. Технология изготовления одноэлементных фоторезисторов на основе химически осажденных пленок РЬ8е и РЬ^ДаДе
5.2. Исследование фотоэлектрических, частотных, спектральных и температурных характеристик фоторезисторов, изготовленных
на основе пленок РЬ^ДпДе
5.3. Исследование влияния процессов корпусирования и «старения» на основные характеристики фоторезисторов
5.4. Применение разработанных фоторезисторов на основе пленок твердых растворов РЬ^ДпДе, полученных по технологии МПО

кристаллитов и улучшению ее кристалличности. При этом не наблюдалось значительной разницы в свойствах пленок, полученных вакуумным напылением и химическим осаждением.
Влияние термического отжига на физические свойства химически осажденных пленок РЬ8е изложено в [195]. После осаждения из растворов, содержащих комплексы свинца и селеномочевину, пленки толщиной ~Л мкм на подложках из стекла отжигались при 350 °С от нескольких минут до нескольких дней. Обнаружено, что вначале происходит резкое падение удельного сопротивления и фоточувствительности, в дальнейшем на кривых наблюдаются два максимума при длительности термообработки 6—8 и 24-26 часов, соответственно. Кроме того, обнаружено, что максимум фотоответа при 1,5-1,8 мкм в неотожженных слоях сдвигается после отжига до 3,6 мкм. Предложена модель, согласно которой полученный материал представляет собой островки кристаллитов в рентгеноаморфной матрице.
Авторами работы [196] исследовано влияние термообработки на микроструктуру слоев селенида свинца. В процессе термообработки пленок толщиной 0,5 мкм, состоящих из неориентированных кубических кристаллитов, на гранях кристаллитов появляются частицы окисной фазы округлой формы размером ~ 200 А, которые с увеличением температуры растут, постепенно, закрывая грани кристаллов и образуют с кристаллами поверхностную структуру булыжнообразной формы толщиной до 1 мкм. Для слоев, указанной толщины, глубина окисного слоя не превышает 0,1 мкм при температурах отжига 350-400 °С.
Для выяснения превращений, происходящих при термообработке пленок РЬ8е авторы [197] при температурах 298, 493, 653 и 773 К в течение 100, 2, 1,5 и 1 часов, привлекли рентгенографический анализ и Оже-электронный микроанализ. Эти методы не только качественно, но и количественно позволили установить присутствие РЬБеОз в приповерхностной области пленок и в межзе-ренном пространстве. Показано, что толщина РЬБеОз увеличивается с ростом температуры.