Влияние освещения на ионное распыление широкозонного гетерофазного полупроводника CdS-PbS

• Автор: Сердобинцев, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Взаимодействие освещения и ускоренных ионов с веществом.

Аналитический обзор

1.1. Фотопроводимость поликристаллических полупроводниковых пленок

1.2. Метод вторичноионной массспектрометрии

Выводы к главе 1

Глава 2. Массспектрометрическос исследование пленок в отсутствие

освещения

2.1. Методика ВИМСисследований пленочных мишеней

2.2. Результаты ВИМСаиализа. Распределение компонент
поликристаллической пленки по ее толщине
2.3. Обсуждение результатов ВИМСаналнза. Модель распределения фаз по
толщине гетерофазной пленки
2.4. Исследование пленок , легированных свинцом с помощью
технологии ЛенгмюраБлоджетт
2.5. Смещение масспиков, вызванное зарядкой мишени в процессе ВИМС
Анализ результатов и выводы к главе 2
Глава 3. Влияние освещения на процесс ионного распыления гетерофазного
поликристаллического фотопроводника . Экспериментальные данные
3.1. Методика исследования влияния освещения на выход вторичных ионов
3.2. Влияние освещения белым светом на выход вторичных ионов из
гетерофазного пленочного фоторсзистора на основе при ионной бомбардировке
3.3. Особенности ионного распыления пленок при освещении, вы
званные зарядкой мишени
3.4. Исследование люксамперных характеристик пленок
Анализ результатов и выводы к главе 3
Глава 4. Процессы в гетерофазном фотопроводнике при одновременном
воздействии белого света и потока ионов. Теоретическое описание
4.1. Качественное описание процессов при воздействии света и ионной бом
бардировки на фотопроводящий гетерофазный полупроводник
4.2. Вывод теоретических зависимостей для изменения выхода вторичных
ионов в результате освещения и ионной бомбардировки
4.3. Аналитическое обоснование экспериментальных данных
Анализ результатов и выводы к главе 4
Заключение
Список использованной литературы


Фотопроводимость является одним из видов внутреннего фотоэффекта, который проявляется в изменении (обычно увеличении) темповой проводимости при освещении []. При рассмотрении многих вопросов фотопроводимости высокоомных полупроводников можно сделать следующее упрощающее предположение. Проводимость обуславливается преимущественно носителями одного знака, так что вкладом носителей другого знака можно пренебречь (ква-зимонополярная проводимость) []. Для пленок Сс^-РЬБ с преобладанием СбБ характерна электронная квазимонополярная проводимость []. Наиболее значительные приращения проводимости связаны с изменением концентрации носителей, изменение подвижности не так заметно влияет на проводимость []. Изменение подвижности имеет место вследствие изменения механизма рассеяния при освещении, возникающего при поглощении света свободными носителями, а также при собственном или примесном поглощении в полнкристаллическом веществе, если оно вызывает изменение высоты мсжкристаллитных барьеров []. Также возможно изменение подвижности вследствие перезарядки примесных центров рассеяния в монокристаллах []. Многие фотопроводники исследуются и находят применение в поликристаллической и аморфной форме [7, , ]. Это связано, со сложностью получения некоторых полупроводниковых соединении в виде монокристаллов и со сравнительной простотой и дешевизной технологии поликристаллических веществ. Немаловажным преимуществом поликристалличсских материалов указанного типа является высокая деградационная стойкость [], что может обеспечить их широкое применение в качестве приемников ионизирующего излучения [9, ]. В работе [1] был обнаружен лазерный эффект в тонких поликристалличсских пленках Сё8 при оптическом возбуждении последних, что открывает широкие перспективы использования поликристаллических материалов в лазерной технике. Рассмотрим основные представления фотопроводимости применительно к поликристал-лическому квазимонополярному полупроводнику с электронным типом проводимости. Теория модуляции концентрации основана на явлении генерации неравновесных носителей заряда под действием освещения. Ф -интенсивность освещения (число фотонов, падающих в единицу времени на единичную площадь фотопроводника), т -время жизни неравновесных носителей заряда []. Уравнение (1. Ап0 = /т = арФт. Реакция фотопроводника на прямоугольный импульс света носит экспоненциальный характер, причем постоянная времени процесса т одинакова для нарастания и спада. Время жизни т выступает здесь как мера инерционности фотопроводника и численно равно времени уменьшения неравновесной концентрации в е раз []. При достаточной длительности светового импульса из выражения (1. На границах зерен (кристаллитов) поли кристаллического полупроводника или диэлектрика часто образуются области объемного заряда (барьеры), влияющие на прохождение тока []. Считают, что главное влияние такие барьеры могут оказывать на подвижность носителей заряда. При освещении барьеры понижаются [] и может увеличиваться как концентрация носителей заряда (в зернах), так и их подвижность (вследствие уменьшения высоты барьера, на ^ котором происходит рассеяние носителей заряда). Суть теория модуляции барьеров заключается в следующем. Носитель заряда, движущийся под действием приложенного извне напряжения, не может свободно преодолеть границу между зёрнами, так как для этого требуется увеличение его энергии, и отражается от барьера. Такое отражение (рассеяние) на барьере уменьшает эффективную подвижность носителя заряда. Освещение понижает высоту барьера [] вследствие разделения носителей заряда в поле барьера (рис. ЭДС, полярность которой противоположна направлению поля на барьере. При этом возрастает подвижность иоси-* телей заряда и фотопроводимость. Фоторезисторы с переменной шириной запрещенной зоны (варизониые) обладают некоторыми преимуществами по сравнению с традиционными приборами. Так, в работе [] показано, что коэффициент фотоэлеюгрического усиления (КФУ) в варизонном фоторезисторе может превышать КФУ фоторезистора с постоянной шириной запрещенной зоны более чем в раз.