Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 | 8 | 9 |

МДП структуры были созданы на основе монокристаллов КРТ с x 0.30 с использованием слоя ZnS толщиной 300 нм. Измерения ВФХ проводились на частоте 1 МГц при 80 K. Они показали, что после проведения ПТ величина встроенного заряда в диэлектрике существенно снизилась, уменьшился и разброс этой величины от образца к образцу. Таким образом, процесс НИО не только не нарушил пассивацию поверхности полупроводника, как часто бывает при использовании метода ионной имплантации, но даже усилил пассивирующий эффект. Позднее этими же авторами было показано, что оптимальной с точки зрения температурной стабильности p-n-переходов, созданных на основе КРТ Рис. 11. Зависимости R0A от обратной температуры:

методом ПТ, является пассивация двойным слоем, со1 Ч фотодиод на основе p-n-перехода, созданного ИЛТ на стоящим из CdTe и ZnS [65].

эпитаксиальном слое КРТ, с co = 4.3мкм при 80K [32];

Результаты по измерению температурной зависи2 Ч гетероструктура с латеральными p-n-переходами, сомости R0A на примере ФД на основе эпитаксиальзданными ИЛТ на эпитаксиальном слое КРТ, с co = 10.1мкм ного слоя с x = 0.32 были уже представлены в рапри 80 K [63]; 3 Ч p-n-переход, созданный ИЛТ на эпитаксиальном слое КРТ с co = 8.4мкм при 80K [59]. Линиями боте [32]. По оценке авторов, эти результаты были показаны расчетные зависимости для диффузионного (a) и типичными и в целом хорошо отражали общую ситуагенерационно-рекомбинационного (b) механизмов.

цию с параметрами полученных ФД. Наилучшие значения R0A для всех трех типов материала укладывались в диапазон 5 106-5 107 Ом см2. Приборы, изготовленные на основе p-p-гетеропереходов, выращенных но, что до T = 135 K протекание тока определяется методом МЛЭ, показали максимальные значения R0A диффузионными механизмами, а ниже этой температого же порядка, что и ФД на основе гомопереходов на туры Ч генерационно-рекомбинационными. При 80 K более широкозонном материале, полученном ЖФЭ. Это R0A = 4.6 107 Ом см2.

подтвердило преимущества структур на основе гетероИзмерения величины RdA в зависимости от обратного переходов, где поверхностные токи утечки уменьшаются при наличии широкозонного слоя, снижающего влияние смещения были проведены при температурах 80, 100, на темновые токи таких процессов, как туннелирование 120, 145 и 195 K. Измерения показали, что максимум через поверхностные ловушки и поверхностную генекривой RdA = f (V ) с увеличением температуры смерацию.

щается в сторону больших значений смещения. Исходя Были также проведены исследования низкочастотного из этого поведение RdA = f (T ) моделировали с учетом шума приборов в зависимости от температуры. Для трех механизмов протекания тока Ч диффузионного, этого эксперимента были выбраны диодные структуры генерационно-рекомбинационного и туннелирования чеплощадью 250 250 мкм2 на основе гомопереходов на рез локальные центры. Энергетическое положение таких материале, полученном методом ЖФЭ на подложках центров было оценено как 0.7Eg.

CdZnTe. Для смещения -0.05 В частота ( f ), при котоБолее подробные исследования свойств таких планаррой величина фликкер-шума становится сопоставимой ных ФД проведены в работе [64]. Здесь исследовались с величиной генерационно-рекомбинационного шума, характеристики ФД, созданных ПТ на КРТ трех типов Ч была менее 10 Гц при 80 K и менее 1000 Гц при 180 K.

эпитаксиальные слои, выращенные ЖФЭ на подложИзмерения спектральной плотности мощности избыках из CdZnTe (в слое x 0.32) и сапфира (в слое точного шума показали, что она зависела от частоты x 0.31), и изотипный p-p-переход, выращенный ме- 0.как 1/ f.

тодом МЛЭ (в активном слое x = 0.314, в верхнем Наконец, свойства средневолновых и длинноволслое x = 0.374). Эпитаксиальные слои были вакансионновых ИК приемников, изготовленных на основе но-легированными с концентрацией вакансий 5 1015, p-n-переходов, полученных методом ИЛТ, изуча2 1016 и (1-2) 1016 см-3 соответственно. Процесс солись в работе [55]. Исследовались эпитаксиальные здания ФД был аналогичен описанному выше. Типичные слои с x 0.2 и 0.3, выращенные методом МЛЭ условия ПТ были следующими: отношение скоростей на подложках CdZnTe с пассивацией CdTe in situ.

газовых потоков H2 : CH4 составляло 5 : 1, давление в ИЛТ проводилось при j = 0.54 мА/см2 в течение врекамере 500 мТорр, мощность ВЧ разряда < 100 Вт. мени 17 с, что приводило к формированию p-n-переФизика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. Модифицирование свойств Hg1-xCdx Te низкоэнергетичными ионами хода на глубине 3 мкм при его латеральном рас- при 300 K. В настоящее время не существует технопространении 1.5 мкм. На сформированных линей- логии, позволившей бы реализовать такую идею на ках ФД, состоявших из 64 и 32 элементов, получе- практике, т. е. создавать массив гетероструктур с толстой ны значения R0A > 107 Ом см2 для co = 4.5мкм и (до 10 мкм) активной областью и линейными размерами R0A = 300 Ом см2 для co = 8.9-9.3 мкм соответствен- каждой структуры всего в несколько микрометров. Одно при T = 77 K. В работе исследовались три типа нако с использованием ГФЭ и комбинации ХТ и ИЛТ эпитаксиальных слоев Ч без градиента состава, с малым авторам [67] удалось создать структуру, близкую по плавным градиентом и ступенчатым градиентом по топологии к оптимальной.

толщине слоя. Значения R0A для слоев с градиентом Основой для таких структур служили эпитаксиальсостава оказались в 10 раз выше, чем для слоев без ные слои КРТ p-типа проводимости, легированные As, градиента.

толщиной от 5 до 15 мкм. Приблизительно 2/3 слоя Цитированные выше работы, за исключением посвя- по толщине от поверхности имели постоянный состав, щенных loophole-технологии, представляют использова- а затем концентрация Cd постепенно увеличивалась ние метода НИО при создании приборных структур к подложке CdZnTe. Типичный уровень легирования на базе уже существующих технологий, где метод составлял 1016 см-3. После выращивания эпитаксиальДвстраиваетсяУ в уже отработанную, например для мето- ного слоя методом ХТ вытравливались канавки глубида ионной имплантации, технологическую цепочку. В ли- ной 0.7-0.9 от толщины всего слоя. Далее в p-слое тературе имеются сообщения и об оригинальных разра- создавались p-n-переходы, для чего использовалось ботках приборных структур именно под метод НИО, ко- ИЛТ ионами Ar+, причем образец был расположен под гда применение другого способа создания p-n-перехода углом 45 к пучку ионов, так что инверсия типа проводиили просто невозможно, или крайне затруднительно. мости происходила на поверхности между канавками и на одной из стен каждой канавки. Из-за градиента состаОдним из примеров такого подхода является разва в эпитаксиальных слоях полученная структура предработка ИК приемника на длины волн 8-14 мкм для ставляла собой массив n+i pp-диодов (p обозначает шиработы при повышенных температурах (200-300 K) на рокозонную область). Пассивация структур осуществляоснове n+--p+-гетероструктур КРТ с использованилась нанесением 200 нм CdZnTe и 300 нм ZnS.

ем ПТ [66,67]. Идея здесь заключается в создании прибора, плоскость электронно-дырочных переходов в Полученные структуры исследовались методами скакотором параллельна направлению детектируемого из- нирующей электронной микроскопии, и было установлучения. Дело в том, что в узкощелевых полупровод- лено эффективное разделение генерируемых ИК излучением носителей на p-n-переходе. Была также измениках при температурах, близких к комнатной, глубина рена спектральная чувствительность фотовольтаических поглощения ИК излучения может сильно превышать диффузионную длину носителей, вследствие чего по- детекторов, созданных данным методом на массиве глощается только часть излучения. Это снижает кван- p-n-переходов, расположенных с периодом 15-30 мкм.

Максимум обнаружительной способности при 300 K на товую эффективность приборов, в которых плоскость длине волны 7 мкм составил 4.3 108 см Гц1/2 Вт-1.

p-n-перехода перпендикулярна направлению излучения, как это обычно делается в планарных и меза-структу- В целом оказалось, что созданные таким методом приборы имели чувствительность на уровне или лучше, рах. Очевидно, что этого недостатка можно избежать чем фотоэлектромагнитные приемники ИК излучения, при расположении перехода параллельно падающему работающие при тех же внешних условиях. Приборы, излучению, при этом идеальные условия создаются, когда: а) толщина активной области сравнима с глу- созданные данным методом, с охлаждением на эффекте Пельтье показали характеристики, сравнимые с харакбиной поглощения падающего излучения и б) длина теристиками лучших фотосопротивлений (ФС), работавэтой области одного порядка или меньше диффузионной ших на тех же длинах волн при тех же температурах. Оддлины носителей. Кроме того известно, что удельное нако, в противоположность ФС, приемники на массивах сопротивление фотодиода на основе узкощелевого КРТ при 300 K весьма мало (например, для детектора пло- гетероструктур могут работать как на очень низких, так и на весьма высоких частотах. Дальнейшая оптимизация щадью 1 1мм2, рассчитанного на работу на длине геометрических размеров фотоприемников и их физиволны 10.6 мкм при 300 K, сопротивление составляет ческих параметров (в частности, уровня легирования всего 10-3 Ом). Малая величина R0 ведет к очень малой вольтовой чувствительности диодов. Для увели- в p-области) должна, по мнению авторов, существенно чения сопротивления оптимальным является использо- улучшить их характеристики.

вание массива последовательно соединенных N гете- Еще одним примером оригинального использования роструктур, при этом R0 возрастает в N2 раз. Расчет метода НИО является разработка упрощенного процесса показывает, что для детектора той же общей площа- создания ФС на основе КРТ с применением ПТ [68].

дью 1 1мм2, состоящего из 300 отдельных элементов ПТ в смеси водорода и метана было использовано в площадью 3 1000 мкм2, где 3 мкм Ч ширина активной этом процессе одновременно: а) для травления слоя области, возможно увеличение R0 до величины 10 кОм пассивирующего покрытия с целью открытия окон под Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. 1176 К.Д. Мынбаев, В.И. Иванов-Омский металлизацию и б) для увеличения уровня Длегирова- 1000, при этом по краям ДрабочегоУ p-n-перенияУ n-материала в приконтактной области приборных хода формировались латеральные p-n- и n+-n-переструктур. Весь процесс оказался при этом существенно ходы. В широкозонном слое созданный p-n-переход упрощенным по сравнению со стандартной процедурой, обеспечивал изоляцию между отдельными диодами, а использовавшей ХТ.

глубокая латеральная n+-n-структура в активном слое В экспериментах были использованы эпитаксиаль- уменьшала время жизни неосновных носителей заряда в ные слои, выращенные методом ЖФЭ на подложках областях между диодами и создавала внутреннее поле, CdZnTe. Они имели состав, соответствующий x = 0.3, уменьшавшее взаимное влияние отдельных приборов n = 9.8 1014 см-3 и n = 4.0 104 см2/В с. ПТ продруг на друга.

ходило в смеси 1CH4 : 5H2. Длительность ПТ была Измерения ВАХ и зависимости Rd от смещения в равна 1 мин. Измерения методом ТНЛЛ на тестовых диапазоне от -400 до +100 мВ показали, что при 80 K структурах показали, что в указанном режиме ПТ темновые токи диодов определяются термоактивационне только полностью удаляло слой пассивирующего ными механизмами. При смещении 0.1 В величина R0A покрытия (использовался собственный анодный окисел), составляла 104-105 Ом см2. Измерения температурной но и изменяло концентрацию носителей в приповерхзависимости R0A показали, что при температурах выностной области КРТ толщиной 8мкм (n n+). Из ше 60 K токи через p-n-переход определяются дифизмерений RH концентрация электронов в n+-слое софузионными процессами (рис. 11, точки 2), а при ставила 2.0 1015 см-3 (в среднем по толщине) при более низких температурах Ч комбинацией диффузиn = 3.3 104 см2/В с.

онных, генерационно-рекомбинационных и туннельных Сравнительные измерения вольтовой чувствительмеханизмов. Для ФД площадью 30 30 мкм2 при 77 K ности созданных этим методом структур и структур, квантовая эффективность при засветке с тыльной стосформированных по стандартной технологии с использороны составляла 60-65%. Измерения спектра шума ванием ХТ, показали, что на длине волны 3 мкм при 80 K при смещении 0.05 В и температуре 80 K показали, чувствительность первых превышала чувствительность что ток шума 1/ f в этих приборах практически не вторых в 3-4 раза в зависимости от приложенного смезависел от частоты вплоть до 1 Гц. При этой частоте щения. Измерения фоточувствительности были проведебыло зафиксировано значение шумового тока на уровне ны на частоте 1 кГц в электрическом поле 10 В/см при 2 10-14 А/Гц1/2. Авторы отмечали, что электрические температуре 80 K и поле зрения 60. Для такого прибосвойства диодов не изменялись после низкотемпературра co составляла 4.4 мкм. В указанных условиях прибор ного (80C) отжига в течение 48 ч.

работал в режиме ограничения фоном, и обнаружительная способность его составила 2.0 1011 см Гц1/2 Вт-1 Напомним, что приведенные выше параметры в основном характеризовали ДрабочийУ p-n-переход гетеропри квантовой эффективности 70%. Таким образом, структуры, свойства которого были лишь косвенно улучприменение ПТ позволило существенно упростить техшены латеральными p-n- и n+-n-переходами, созданнологию изготовления ФС на среднюю ИК область ными методом ИЛТ. Тем не менее полученные значеспектра и улучшить их параметры.

ния R0A диодов с длинами волн отсечки co от 9.Еще один пример использования метода НИО показан до 11.5 мкм были близки к теоретическому пределу, в работах, где ИЛТ применялось для создания латечто свидетельствует о перспективности использованного ральных p-n-переходов, улучшающих характеристики метода.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 | 8 | 9 |    Книги по разным темам