Фотоэлектрические и рекомбинационные свойства эпитаксиальных структур на основе HgCdTe, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии

• Автор: Денисов, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Фотоэлектрические и рекомбинационные свойства узкозонных
твердых растворов KPT
1.1 Механизмы рекомбинации носителей заряда в KPT
1.1.1 Оже-рекомбинация
1.1.2 Излучательная рекомбинация
1.1.3 Рекомбинация через локальные центры
1.2 Рекомбинационные свойства KPT, полученного
объемными методами
1.2.1 Механизмы рекомбинации в объемном материале КРТ
п - типа проводимости
1.2.2 Механизмы рекомбинации в объемном материале КРТ
р - типа проводимости
1.2.3 Влияние на время жизни неравновесных носителей заряда поверхностной рекомбинации, неоднородностей состава,
уровня оптического возбуждения
1.3 Фотоэлектрические свойства варизонных структур на основе КРТ
1.4 Рекомбинационные свойства эпитаксиальных структур
на основе КРТ, выращенного МЛЭ
1.5 Исследование фотоприемных устройств на основе КРТ
1.5.1 Фотоприемиики на основе КРТ, выращенного
объемными методами
1.5.2 Исследования фотоприемников на основе эпитаксиальных
структур, выращенных методом МЛЭ
Выводы и постановка задачи
2. Расчет фотоэлектрических и рекомбинационных параметров варизонных эпитаксиальных пленок КРТ, выращенных методом МЛЭ
2.1 Распределение неравновесных носителей заряда и эффективное
время жизни в варизонных структурах
2.1.1 Уравнения переноса
2.1.2 Расчет эффективного времени жизни неравновесных носителей
заряда в варизонных структурах КРТ
2.1.3 Влияние основных параметров материала и эффекта вытягивания на эффективное времени жизни неравновесных носителей заряда
2.2 Расчет спектральных характеристик эпитаксиальных структур КРТ
2.2.1 Спектральное распределение фоточувствительности в
образцах КРТ, выращенных объемными методами
2.2.2 Особенности спектральных характеристик фотопроводимости эпитаксиальных структур КРТ, выращенных методом МЛЭ
2.2.2.1 Влияние градиента ширины запрещенной зоны на
спектральные характеристики фотопроводимости
2.2.2.2 Влияние рекомбинации на поверхности на
спектральные характеристики фотопроводимости
2.2.2.3 Влияние неоднородностей состава на
спектральные характеристики фотопроводимости
2.3 Расчет основных параметров фоторезисторов
на основе эпитаксиальных структур КРТ, выращенных методом МЛЭ
2.3.1 Вольт-ватгная чувствительность
2.3.2 Шумовые характеристики
2.3.3 Обнаружительная способность
2.4 Расчет параметров МДП-фотоприемника с полупроводниковой подложкой на основе п-п+ изотипной гетероструктуры
Выводы
3. Исследование механизмов рекомбинации носителей заряда
в эпитаксиальных пленках КРТ, выращенных методом МЛЭ
3.1 Методика эксперимента
3.2 Время жизни носителей заряда в эпитаксиальных пленках КРТ
п - типа проводимости
3.3 Время жизни носителей заряда в эпитаксиальных пленках КРТ
р - типа проводимости
3.4 Время жизни носителей заряда в эпитаксиальных пленках КРТ
при засветке образцов со стороны подложки
3.5 Модификация параметров эпитаксиального КРТ

импульсными пучками электронов
Выводы
4. 4. Исследование основных параметров фоточувствительных структур на основе эпитаксиальных пленок КРТ, выращенных методом МЛЭ
4.1 Исследование спектральных характеристик
эпитаксиальных структур КРТ
4.1.1 Методика исследования спектральных
характеристик фотопроводимости
4.1.2 Исследование спектральных характеристик образцов, изготовленных из объемного материала КРТ
4.1.3 Исследование спектральных характеристик фотопроводимости эпитаксиальных пленок КРТ, выращенных методом МЛЭ
4.2 Исследование параметров фоторезисторных приемников
на основе эпитаксиального КРТ, выращенного методом МЛЭ
4.2.1 Методика эксперимента
4.2.2 Основные характеристики фоторезисторов на основе эпитаксиальных структур КРТ, выращенных методом МЛЭ
4.2.2.1 Постоянная времени
4.2.2.2 Спектральные характеристики фотопроводимости
4.2.2.3 Вольт-ваттная чувствительность
4.2.2.4 Шумовые свойства
4.2.2.5 Обнаружительная способность
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

1.5.2 Исследования фотоириемншсов на основе эпитаксиальных структур, выращенных методом МЛЭ Кроме исследования механизмов рекомбинации, имеется ряд работ [82-85,110-112], посвященных применению эпитаксиальных структур в приборах оптоэлектроники. Кратко остановимся на работах, посвященных фотоприемникам на основе эпитаксиальных структур, выращенных методами, альтернативными по отношению к методу МЛЭ.
Группой Павликовского [63-65] изучались свойства фотоприемников на основе варизонных слоев КРТ. Варизонные слои приготавливались эпитаксией из газовой фазы. Проведенная оценка обнаружительной способности показала высокие величины DH в коротковолновой части спектра (5-1010 при Т=300К и 5-10й при Т=77К) Вт'1-см-Гц1/2. В длинноволновой части спектра величина D"‘ оказалась на два порядка меньше в связи со значительным уменьшением времени жизни носителей заряда. Авторами работы [66] предложен новый способ повышения параметров фоторезисторов путем помещения между фоточувствительным слоем и металлическими контактами слоя материала с большей шириной запрещенной зоны. Авторами теоретически и экспериментально исследованы фоторезисторы из n-CdHgTe, имеющие широкозонный слой, разделяющий фоточувствительную область и металлические контакты. Фоторезисторы выращивались методом жидкофазной эпитаксии. Толщина широкозонного слоя составляла 2-3 мкм. В результате образования потенциального барьера для дырок происходит значительное снижение рекомбинационных потерь на границе раздела металл-полупроводник. В результате происходит значительное увеличение фотоотклика (достигнута вольт-ваттная чувствительность R?~106 В/Вт при Т=80К, тогда как у приемников традиционной конструкции эта величина порядка 7-103 В/Вт). Обнаружительная способность D составила D ~6-10i0 см-Вт !Тцш при смещениях порядка 100 В/см. Граничная длина волны фоторезисторов составила 7.88 мкм.
В работе [110] теоретически и экспериментально исследуется влияние пассивации поверхности фоторезисторов среднего ИК-диапазона на основе эпитаксиальных структур, выращенных методом ЖФЭ. Особенностью данной работы является то, что ее авторы предложили новую технологию пассивации