Электрические и фотоэлектрические качества монокристаллов и тонких пленок антимонидов индия и кадмия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМ1Я НАУК УКРАГНИ ШСТИТУТ Ф13ИКИ НАП1ВПР0В1ДНИК1В 5 0РПЕЦ1АЛ13ОВАНА ВЧЕНА РАДА КО 16.25,01

I мд? 1334

На правая рукопнсу

БОЖКО ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ

ЕЛЕКТРЯ! ТА Ф0Т0ЕЛЕКТРИЧН1

вмешен шнокриотдлш

1 ТОНКИХ Ш1Р1В

анпиощв шдаш 1 мтм

01-04,10 — ф1зика нашвпровщшшв \ дшлектришв

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацп на здобу-гтя вченого ступеня кандидата ({изико-математичних наук

ЛУЦЬК-1994

АКАДЕМ!Я НАУК УКГАПМ • •

шгтатут <«5ИКИ ГШНИШШДНШВ

СПЕЦ1 АЛ1308АНА.ВЧРНА РАДА К016.25.01

На правах рукопиоу

БОЯТО Вшюдиымр Васильавич

ЕЛЕКТРИЧН1 ТА «ТСШОТРНЧЩ ВЛАСТНВ0СТ1 ШЮКРИСТШВ I ТОШПС ЕШВ

юптаптв 1НД1В I щц^шэ

01.04.10 - ф1зика нап1ЕГ/{юв1дник|в I Д1едектрик1в

АВТОРЕФЕРАТ

дисергацИ на эдобуття вчепаго сгупеня кандидата ф1йико-ыатематиздих наук

Луцьк - 1994

Дисертац1ею е рукопис.

Робота виконача у Волинеькому державному ун1Р<4рситет1/м.Лу !нститут1 эагапьмо! 1 яе-оргчн1чно1 х1мП АН Рос И /м.Москь

Наукояий кер1вник:

кандидаг Ф1 яико-ма-гематичних наук, доцент Давидюк Георг 1й евламп1евич.

0ф1ц1йн1 опоненти:

доктор ф1зико-математичних наук, професор Любченко 0лекс1й Викторович, доктор ф1зико-математичних наук Таргачник Володимир Петрович. '

Пров)дна орган1зац1я:

1нститут проблем матер1алоэнаветна АН УкраТни 1м. I .М.Францевича, м.КиНз

Захист В1дбудеться "_*' березня 1994 р. .

на зао1данн1 Спец1ал1зовано1 вченоТ ради К 016.25.01 в 1нститут1 ф1зики нап1впров!дник1в АН Укра!ни /252028, КШв-28, проспект Науки, 45/

Э дисертац^ею можна озкайомитись в &1бл1отр'Ц1[ ¡яституту ф1зики кап1впров1дник(в АН Укра1ни

Автореферат роз)сланий "_" лютою 1994 р.

ВЧЕШЙ СЕКРЕТАР

СПЕЦIАЛI30ВАН0! ВЧЕНО? РАДИ

БЕЛяев о. е.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОВОТИ.

_Вирощуванкя Haaiwipofli дникхших матер!ал1а

юлюючих шдкладках <s одним н наНактуепыпших проблем сучас-маткрииюзйавства. 'Гак! мат-грипп широко ы«о| летоьуютъся в лПй MlKfrtt-jieKTptmifU для мr.o|tt-imii на ix oeiioßl рГзних при-в. Актинон 1д (ндш. ьандяки виоок1й ру*л«ьост1 нос Ив струму, н)й i])0'j4J4yj\jinBi:>cT 1, прост 1й технолог)I вирошувант. знаходить

К с (фактнчие bllKOf/ИСТШШЯ: ДЛИ r'IH'4'rOhJW. »я фОТОЛрИЙМаЧIВ Г,СI X

'X тип!в, датчик(н Холла, туиельиих д!од1В i ряду 1нших при-ь. Вирчщуъанн» цьог ' матёр uuiy на 1иолымих Шдкладках Дае will CT». WTOCOBynaWI М»Ж)ДИ ГрутлиЛ ТМШОДОГ!1 при виготов-il приладь, гголсгкуе мсх<ч»(чну 1 х1"1чну oöpoöicy матер1алу, :ап.;чув oIjimij Нс1д1йний тепловий контакт шк матер!акм 1 Ш1ДКШ. OcofUlllJiO .чктуальним в питания про вщющуввння монок-юя1чниго aimiMom/iy шдш на 1аол№чих п1дкладках, оск1льки окристали мнить аначло кращ| параметра в noplSHÄiwt а пол(крис-1 ЧЬИМИ ••«и.икими: 11И1ЦУ pyxJIUhtCTb HUClIü С'Г^уму, olJlbüiy фоточут-ютг , машу кондонтрашю тжонтрольованих дом 1 шок.

Вшишве Miene » ф1йищ натвпров1дш<к1в еаймають локал1воваи1 иш, як! внаходятьоя на вначних в1дстанях В1д RpalB доаволених ). Проблема глибоких центр)в t ГЦ) в теоретичном/ план1 влобоцея-1 аараэ, неавалаг/чи на наявк(етб значно! (ШькссП метод 1 в 1х пл(дження. Роль глибиких р!вн1в необ.лдно враховувати .при :1Л1а) електричних, опткчннх, флуктуац1йних, ревонапсийх 1 1нвшх аичних явшц и нащвпров1 дойках.

Дом1шков1 центри з глиОокими р1внями виэначають спектр» вия-м1нювання сыТЛОДЮД1В, е центрами швидко1 рекомб1нац1!, вначно шивають на фоточугливЮгь нап1впров1дникових матер!ал16, Для , тчення х1м1чп! природа таких цоцгр!в. викориетовуюгь магШТО-рв-жансн! методи дссл1дж.нь: Е1ГР, оптичцо и'тектавайий Магн1тний. isoHano, едектронний сгМновий ревонане. Прил,* в лИ'вратур! пека«

данях »о використаннм дик метод!в для досл!джень натЧвпров!дяиках э ьу.зькою вабороненою зоною. Очевидно при1 дього е. трудн!еть вчрощування оО'емних монокрнеталI в в дост; низькою кочдентраЩею иосПв. В -зв'яэку з цим метод нестнцюне спектроскоп!!. глибжнк центр!в (НСГЦ) в одним 1а .найГНдьш перс тивних'метод!в досл1дагеиня ГЦ у йуэькозонних нашвнровшиках.

Одним з елеменПв, як1 забезпечують-над!йну ; оботу шло но-оптичник л!н!й зв'язку е мажннерЩйн! фотоприймач1, як1 сн мають 1нформац1ю, перетворюючи II в ечектричний сигнал для дал обробки, Тему питання доол1дженяя осноених фотоелектричтх ьла< востей Матер1ал1в, на основ1 яких модна виготовляти так.} Фотоп| мач1, е агтуальним. Особливо це в1дкоситься до матер1алв, ф. чутливих в !нфрачервон1й облаетI спектру,- наприклад, '1п5Ь. Сс так як оптичн! волокна, що працюють в ц!й облает!, мають втрат Юлька раэ!в мешс1, н!к кварцов!.

Вивченню процес1в, як! в1д5уваються в нап1впр0в1дниках переключениях, присвячуеться значна к!льк1сть як теоретичних, 1 експериментальних доо.Щджень. Це зв'язано в там, що на ефе переключения працюе ц!лий ряд лрилад!в: ключ!в. елемент!в паи'я генератор!в ! п!дсилшгч!в КВЧ. Кр!м того,, утеорення низькоомн* каналу струму в нап1впроЫднику е иер!вноважним процесом. В тео! тачному план1 так! процеси е досить ц1кавими, оск1льки в цьому 1 падку гожна отриматк 1иформац1ю про значно тонш! ефекти, н!ж г вквчейн! мадих в1дхилень в!д термодинам1чно1 р1вноваги.

Безперервно зростаюш масштаба використання. наШвпроЫдник Вйх прилад!в в ядерн1й 1 косм!чн1й технШ), а також в 1нших обла тях, де вони ексллуатуються в умовах рад1ац1йного опром1нення, я ляються, безперечно, стимулюючим фактором для вивчення впливу ей ром1нювання на ф1эичн1 властивост! нап1впров!дникових м-\.тер1а.л1 Саме тому роэв'яэання проблем« рад!ац!йно1 ст1йкоот] електричми: оптичних 1 1ниих техшчно актуальних параметр1 в нагивпров!дни«аг.( матер1аи1в, а також проблема найвамив1иих причин 1 механ!р.м1р. ' деградацП в пол! 1он1зуючих випром1нювань, внаходиться в ;>я/

1 - 3 -

1льш аятуальних 1 злободецних в нап'впров1дников1й науц! 1 21(1.

Мета робоя«. Дан! досд1дження буж направлен! на роэробку одоги вирощування монокристал! чних тонких mapl j (ТШ) англ-ду 1нд1ю на сапф1рових гПдкладкдх, досшдження 1х оеновних тричних 1 фотоелектричиих властивостей, р також вивчення е4ек-1д*вмно1 фотопров 1дност1 в монокристаллх MSb:Te 1 впливу вип-нювання на електричш 1 фотоедектричн! параметри ыонокристал1в У в1дпов!днаст! is загальною постановкою задач! проводились 1джбння по ел 1дуючих конкретних напрямках:

- дослГджувалиеь параметри глибоких центр1в (ГЦ) в монокрис-■х ) тонких шарах аптимгчпду )нд1»;

- проводилось ьим1рювання оеновних параметра фоторезистор 1 в юном 'fill InSh;

- вивчав'оя ефект в1д'емно1 фотопроа1дност1 в монокристалах ):Те; ' ' ' ,

- доол! джуварои вплив гамма I нейтронного В1:Прои1ншання на ;тричн1 1 фотоелектричн! ыастивост1 монокристал1В CdSb.

Иауиявз 1ювиз>а. '"' .

Впёрше отримано 1 дослджено монокрмстал1чн1 ТШ InSb:

- вим1ряно основн1 електричн1 параметри ТШ irSb: концентрацКо ?хливють юсПв струму, густину поверь.ювих стай1в 1 1НШ1;.

- проведено досл1дження оеновних характеристик фоторезистор1в эсн0в1 тш IriSb. ' ' .

Виэначено методом НСГЦ основн! параметр« Щ, до энаходяться в , 5poHt.ilй зон1 монокристадtв 1 ТШ IrSb-,

Виявлено 1 доелIдлено ефект в)д'емлоГ фогопров1дност1 в ыо-ристалах Сс]1Ь:Т<'.

Вперше,вквчено впляв гамма. 1 нейтронного опрош Кения iilBH4Hi властивост! CdSfa. •

Практична Шммсть результат»» робота.

1. Розробленн чехнолоИя вироцування монокуиютшичних Till I методом направлено! пристал l-чац И розплаву на сапф!ровик п)р.ю ках.

Z. Показана. момив1сть кик (ристаний ТШ антим>>и|ду 1нд1» якост! Mareplany для виготокпнкня мапо1нерц!йних |[ютонриймач1 водоконнп-оптичних л1н1я*. зв'яжу.

3. На основ! тш антимошду ihjiikj ропробд«н1 фоторезист' як! працюють при кшнатнК* 'пнтчратур! I по деяких параметрах ревищують !нш! (J«-жтриймач) у Юдиов)дчому «пдагралмюму 1>п вал].

4. Р( зистори 13 Вертикальною Д1ЛЯПК0Ю ВАК, «ИГ'>ТОВЛ*Т i на нов! ТШ htSb модна викориетовувяти для етаСНлЬчаЩ I напру електричних колах.

5. 5влежн1сть напрут переключим ъ ни-н-коомний л-тяй мчи ристал!в CdSb:Te в1д. 1нт«но«пно<!т1 св1т,пово1о потоку да':' м лив1сть .розробляти на основ! цього ефекту нов! електронн) щтт керован1 св1тлом.

Ос»omit положения, до вююсятьея на за»истL

1. На основ) роэроблено1 ново! технолог!Г методом напрею»? крмстал1зац11 розплаву вирощено монокриетчл1чн1 ТШ In'.'b сапф!ргвих п!дкладках. Встановлено оптималън! умови росту, bum! но основ«) елеи'.тричн1 параметри матер1 any.

Е. Вим1рячо ochobhI характеристики фотоприймач\ в на основ! InSb: спектральний розиод1л фотопров!дноетt, вольт-в.чтну ч; лив1сть, виявляючу здатн1 еть, епектральну густину шуму в да». Н0СТ1 в1д товдани зразк!в, час: життя нер1вновашшх носи r< crpyi Энайдено оптимальн1 сп1вв1днош>:1шя параметр in Фотопрпймэч1г , гжористання Jx в якост! детектор!в у еолоконно-оптичних л!н ев'язку, для визначення спектрального роэпод!лу гуетини mmpovfli вяння джерел св1тла.

3. Вперше методом нестац1онарно! спектроскопП глигю!

- е -

?р1в встановлено параметра ГЙ В монокмтсталах fnSb п i р-гипу Мдност! 1 ТШ антимон1ду 1нд!ю. Шдтверджено )сНування в1домих в иойокритгалах Ift^j, а тякож вкявлено ной! ГЙ ® енергегичким оженням Ек+0,05 еВ в монскрйста.пах п-тмпу 1 Е»+-0,120, Е^+0,020 в монокристалах р-тииу пров}дност).

4. В моиокристалах CdSb:To виявлвно I досл!лжено ефчкт ('емко! фотоправ)лност1 на в1д''*мн1й д)ляиШ ВАХ 1 запропоновино •о хан 1 ям.

5. Опром1нення монокриетал1в CdSb тьидкими нейтронами дозою 8 !!/смг вводить лонорний р1вень Ее-0,165 ей, з чим эй'яэана кверо!я типу пр')в1днопт1 материалу. .

Особистай вклад полягае в тому, що автором проведено во1 екс-ритталь«) досл!дяк»ння, представлет в дан1й робот 1, эроблено .тематичну оброчку даних (эксперименту. 1 отримано вс! наведет ви-• результата. Автор приймав участь в обговорены 1 результат^. 1м1рюва.нь 1 висунув ochobhi 1деГ для Ix пояснения.

ДпробаЦ1Я роботи.

OchoehI результата роботи допов!дались ка нац!ональн!й кауко-о-техн1чн1Я конференцП "Х1м1чн1 продукта для електроМки" (НРВ, . Ttiorц\в, 1987 р.), на V Веееоюзн1й школ! "Ф1зико-х1М1чн1 основи ■л^ктронного матер!алошавства" Пркутськ, 1980 p.), XI Всесоюзна :онференц1я з ф)аихи НгШ1влров1дник1в (КишшНв, 1987 p.), X науко-*а конференция болгарсытих ап1рант(в в СРСР з м1жнародноп участю [Москга, 1938 р.), на иаукових конференц!ях Волинського державного ун1вег>ситету (Луцьк, 199Я), 15 .Укра5неьк!й конференцП "Ма-TppJaio^Hap.^TRo t ф1яика иаШвпроИдкиксжик фаз эм!иного складу" (Hlwi, ютя р.), а такол обговорювалась на науковому сем1нар1 В1ЛД1 лу МГ-! 1ФН АН Укратни (КиТв. 1593 р.)

Пу1Уд|кац! i.

По материалах дисертзцП опубл!ковано 11 друковзних роб 1т У М1гляд1 нчукових статей Гтеа допов1деЯ, спиоск яких приведено В

к!нц1 автореферату.

- б ~

Оо'ем % Сфукущщ ¡ркаертацЦ.

Днеертадя шетать еторпюк, ыиючашм 54 маыико

старики ! 31 малюнок. По сво!й структур! складаетюа 1з не чотирьох роздШк | списку цнтовано! лптерытури 1» 147 на!|

ынь!

Кчрчгний ам!ет робоуц.

ъ о т у и ; дано короткий анал1з сучаеного етапу роз| даноТ теми, поставлена.мет; роботм, обгрунтована актуальн1ст> ми. яаукора новизна 1 щактична цшшеть отриманих результат!I

В е р в и й рэадм е коротким оглядом I анал!зом л1терату &ших по 1!Иро1!'уранню тонких шаьок антимоШду 1нд1». Наведен! №.<ын мьтод« ищлщувш'чя, як! иод1ля»«ься на ЛВ1' ¿рупя:

м<-тоди нанесения шаруз наступним покрэденням його структу иетоди, як! повднують вирой^вання шару ! етьореннл умов росту монокр.ютал}. Розглаиуто основн! бимоги до д!електричних щдкладок, що еико т^вумься для вирощування монокр.стал!в. Приведен! осн"вн1 ел< ричн! параметри Ещюшуваних пол!кристал1чних г,л 1 век /¡5Ь, а т дййк! фотоелектричц) властивоет! цодакристал)в СсСЬ.

Метод НСГЦ -значно розширх^ можливост! доел1дження глиб( 1>1ьн!в у нал 1ьпров1дниках. Особливо це стосуеться вузькогонних тер!ал18, зокрема //БЬ, оск!лиш тут для такого роду доел!до ышориетовувади, в основному, результат« ЕИМ1ривань теш1ерач-у( еаде*ност1 концентрац!| ) пров1дност1, а також оптичн! метода, по 1Нформативиост1 I чутлкзост! значно поступаються методу НСГЦ

В розди! розглянуто метод и роврахунку ф:№>ре»нетор1в на нов! /и'?!:', а також. приведено 1х основа! параметры.

бяьио |1('ляд лтератури по ефектах, як1. »|:ян1й'«|*ь при рекл»..- ,ц иншьироЫдника э високоомнсго стану в нивькоом. ¿ишу^млня отруму), а також волн ¿у рад1ащйного опром1нення

I! властиВОСТ» №№I?НГ>ОВ(ДНИКIВ, пмжр^ма У-ВЙПроШНЮВйНЙЯ 1 )Н! в. •

В к1нц! ро?.д1лу сформудьовано йиснобки пд огляду л!тератури 1 влено з&вдания дано! роботи.

Б другому роздш описан! методики досл!джень, як1 ви-товувалиоь ври виконанн) дачо! роботи. Для досл1даення глибо-рнтр1в в монокристалах ! тонких шарах !п>Ь викорлс!^вува^ся 1 КСГЦ к •у^к.тричким йжговн^нням ГЦ. Також приведено основн! идношенкя для розрахунку параметр 1 в ГЦ. Описано установки I * доол1дж^нь Фотоздгдаричних в-лаетивост^й. Показаго схему усики для вимЦЖ'ШШй вольт-фарадних характеристик МДН-структур. рвал робочих частот для не! Н) кГц - 10 МГц при чумивоет! гпу/рР. ^ротео розглянуто технолог}ч.ч1 опервди виготовленкя к!в для доел!дження електричних 1 фотоедектричних властивос-механ)чна пол1ровка, х1м1чнр травления, метод фзтаитограф!!. (анес^ннч контакт^ методом ннпилення 1 ультразвукового вварю-Об'екти для доол1джень глибоких р1вн1в виготовлялись ва до-1Гою юнно! ышгантшШ В» - р*-п перех1д для матер!алу п-типу \ -и+-р - п*рех)д для матер!алу р-типу.

В третьому роздш описана технолоПп вк^ощування ио-ристад1чних ТШ /д^Ь, наводиться результат« досл1джеиь глибоких :тр1в монокристалл 1 ТШ ГиЯэ, а також ревультати досл1дж9НЬ ос-'них фотордектричних параметр!в фоторееисторШ, вяготовлених на юь! ТШ /п?Ь. '

Вирощуьаиня ТШ ¡¡БЬ проводилось на уотано.чц!, яка складяетьея п'ятивонно)' печ), редуктора для зм1ни швидкост! криотол!яал!!, ■т'-ми для очистки шертеим газом, системи терморвгулювампя, !•";■''лл1эац1йноГ ком1рки I кварцевого реактора. Для вирогауваиня кориетовувався монокристал1чний !г£Ь э концентрат его -?.Ы0'* см5! рухливютю Г^Е-Ю5 см*/В«-е,при Т-77К. • ♦ •

ПодрЮн>;-ний монокрист.м1чнмй 1пБЬ эав&итаяувавея в кварцовий Шидр, а дюлектрична Шдкладка 1 ватр&вочний монокристэл - в йф1гогу форму,, яка з« дрпомогою танталово! прудини прятиеталяеь

до шийтини г^и.и 1 ндрм. Шел я. цього криотал1вац1йна ком1рка пом: тсь в гварцовий реактор, д« ппочйтку продувалась аргоном кагр1ву, а потЫ проводилось пладлення »чшнтаженого матери Щоб Ы'двернути термоудар в момент торкання *.-дтраьки з розмлаЕ пи ьстшювлмя-яась так, щоб чаеткоио Ц1 дпл&ыговалась 1 аатраЕ Доел!дженна структурних властиьостей I електричних параметр!в рощуьаного матер1алу показало, ¡до найб1лми структурно доеконал! /п5Ь отримуються при вирощуванн! но напрямку <Ю0>, в шбидк1 кристал!зни11 2,3 мм/год. • ¡6'емна концом чратя I рухливЮ'К, нос заряду ь них при Т-77К в1дпов(дно окладали б-К^с-м"^ й>10Ромг/В

Таблиця !

Параметри ГЦ а шнокриоталах 1 ТЫ IIйЬ

-т--:-[-----1--------

ЁНсрГI? р1ЬНЯ

еВ

ИсрИ'15 1 I захвату | I ем* I

г

Концепт-| рашн | ом'3 I

Е|1 Н,1 Н,|

н,|

ь^-одм I Ее-0,101 |

+0,050 | ----+

Б,+0,100 I

Е^+п,}0а (

Еу +0,120 |

+0,047 I

Еу+0,080 ,

3-10'й |

( Г) -10' | !• 10й I

5 • \Ол |

н-----

¡р+п дЮд 11п5Ь п-тип

10"'® |

Г |

|

4 •10"**' |

2-Ю0 )

£ • Ш1 1-10"

0

4 • ю'"2 | I 4-Ю'3 \

|р+|1 дюд 11пЗЬ р-тил

Е|1

Н<| Н^ I

__и.

—----I"

Ев-О,175 | Е{ -0,086 | Н»+0 055 | Еу +0,044 |

| |

МО"* |

8 '10' г-ю> 8-10'

ыс"

Iр+п дюд |ТШ 1п5Ь |п-тип I

В таблЛ шдано онрметри ГЦ в монокршладах 1 ТШ ¡¡гЗЬ.вльн ч«и1 ^тодом НСГЦ. 5 результат и екопершенту вшиивае, що б м ьокриетсц'ах п-типу пров1двоет' винвлено два глибок! цент

Ед- улавливая! електрон!В I 1Ц, На* у.вделювач1 д1рок. В 1п: р-типу 1.ров1дност1 (в нкост! ле.'уцчо! домищи використовували £3

' - 9 -

[явлена 5 глкбоких pifwlp Hj- уловл8-вач1в д(рок t один юллк»-. 14 ёлккт|юц)ь. Iанач^у ре;»ульч'нт1ь експ^рнменту 1 1ння ширини оборонено! зони 11¡3Í< випливае, цо ГЦ Е< , ьитинал! it-типу 1, ыдиоыдно, h матер I ал I р-типу

ли 1 тими ж р1ьнями, обумовленнм структурнимк дефектами в леталах fust». Б матср1>'!11 р-типу ще виявдено р1вень П» гетнчним положенпм ЕуЮ. 106 еВ, який очмшдно утворечий от вч. Сл1д особливо ь1дм!тити, цо ь монокристалах InSb (Ge) > еерндини заборонено! зоии анвходииoí три глибокик р(вн1 Hj, -i не два, як в валялось до дього ч^су. Очевидно роз. иднтн1<;ть методик, як! використонувались для досл1джень [едостагня, щоб ройД1лити Щ р!вн1. ГЦ Н(, в n-тип!, а та, , Hi ь mm'J'O)>i■ usí р-талу проыдноот! були ьияввен1 вперше, гтри иетанни ГЦ п!дтверджуються результатами досл1джеНЬ а т;ю ¡liiüMx методик.

i faO.n.l т-1кг.м приведен! параметри двох ГП - уловлювач1в Гюн1в Е,Еа1 уловлювач1в д1рок Н(, Н», виявлених в ТШ [nSb. r.ty вонн эначно в)др1зняпться в1д парамет'Ив ГЦ, ыяьлених на-монокристалах InSb n-типу. Крш того параметр« ГЦ вИм.рян! в х час-тинах ТШ ínSb таком в1др1зняються. Це чоже "ути пояснено !чшши напругат, як1 виникають в ТШ ¡пБЬ внасл1док р18Ш1Ц1 Щент1ь тсрм1чкого ровиирення ТШ 1 сапф1рово! тдкладки 1 1ерджуютьс л результатами досл1дкень селективного х1Шчного ie-ння 1 низкотемпературноI лимтс-цен11!1 ТШ InSb. В робот! вивчаяась можливють використагня ТШ IrSb в якост! налу для виготечлення на його основ! фотоприймач'1в близько! 1стинн спектру. Для фоторевистор!ь р1зно! товдини проводили 1дже«ня спектрального розпод1лу Фотопроз1дност1 спектрально I кии шуму, часу гшття кериноааженик носПв, а тжож 8алехяосГ1 прикладенот до аразка напруги вольт-ватно! чутливосп, вйявля-здат1юст1 1 напруги шум1в. Експериментально показано, що la шенням тоыцини фотопров 1дн i сг 8раек!в набуЕзе неселективного ктеру i при товштм <Ki икм IX Фоточутлив1с?ь. практично вали-

шаетьея стаг .у ь 1нт«*рвад1 0.4-5,5 мкм. Чае життя н*р1внове нос! 1р ц.'у>'у стшоьить 0,1-5 не. що е яепоганою передумовс практичного внкорисгсшня.

1з а!.ал!ту тирових зележноетей спектрально! гуотини шуму

частота л ля . зра<гк1в р18Н01 товикни <;л1дуе, то в облает! низ

частот во«и описую'ьск законом. , де -1,02-1,£8. 1а вмен

ням товщчня .'¡¿5 мкм (на високмх частотах) напрут шум1в з ча

тор «.чада* эначно шввдше цьому врльт^-ватна чутлив

бб1льшуетьси к1д 3-1,3-10® В/Бт при и-И мкм до 3-5,2«10* Б/Вт

<М мш, але за рахунок зростання напруги шум!В виявляюча з

, в 1 (Меть зменшуеться в!д 0 « 4,3-10 см«Гц*/Вт при 6-11 мкм

С*2,8«108 суГц^/Вт при гЫ мкм.

0л1д в1дм1'гяти, то в цьому випадку можна зб1лы1мти вияьл здатШеть шляхом г«Члывення частота модуляц! I гмдаючого вкпром вання. 1в вроотанням час гот в1д £00 Гц до 20 кГц напру га щ зменнгуеться приблизяо в 500 раз ¡в для зразк!в товщиною 1 мкм 10 раз1в для гразкЛв тоыциною 11 мкм, при цьому в ст1лы;и р< 8б1иывуеться виявлякпа здатн1оть.

НеселективШеть спектрально! характеристики тонких эра; очевидно можла пояснили алЦцчиЧим чином. При товщин! зразк.1в мкм, основна частила короткохвмьового випрошнтвання поглинает в нриноверхневому тар! нап1впров1дника 1 доля об'ему, в якому неруються нер1вноважи! косП, незначна. Для тонких арагк1в генераЩя носив в!дбур,аеться у воьому об'ем! враэка, у эв'яз* ним 1х фоточутлив1сть в короткохвильов!й частин! 'спектру 'эрос швидше, н1д е довгохвильовШ.

ВЛХ зразк!в розмЦюм приблгано 4*40/100 мкм при теююрат р)дкого азоту мали 3-под1бний еигляд. На в|дЧ'мн1й вггЩ шшик розряви, в яких було за4'!ксовано'ч^р1одичн1 поливания ампдргу 0,25-6 В, частотою 3-50 мГц. Ш'ол.я в1д'емно1 д1ляш:и РйХ буяи V же вертигальними, ко очевидно зв'язано з рогтиреккям шнура отру якяй виникае в зрззиах з З-подЮнок' ВЛХ.

■Четвертин юзам щ «свячено вивч"нню .в 1 д'см

11 - .

щюв1лчост1 в монокрасталак Cd'Jb:Te, а також впливу' нейтроино-

: У-виирсиштяаня надета Фидаш! влаотивоет! мен кристал!в j. Лк в1домо в иоиокрисъоах Ccitb-.Te в облает! азотшх гемпера-cnocreplraeTicH теыпературяо-електг и»иг кесгМйкють, яка поля-в р1йкому зб!льшени1 силк струму при деякому критичному ана-III напруги на вразку. Прнчшюю переключения аразка в низькоом-етан являотвея 1сн!заци донорцого рикя Те IE«-0,12 еВ). Далью 1 досл1дження даного ефё-кту шкаааяи, що п1<ия стрйбка и струму для невеликих ит.нсивностей св'тлового потоку, фотон-1дшсть зравгд стае В1Д'емкою, гобто при осв1тлеиШ його onlp стае. В той же час гри значнпх ¡нтеиеивностях осв1тлення вона ву суде додатаьою. Эаледшсть ^отоструму в!д 1нтенсивност1 тлового потоку подано на мал.1.

Мал Л. ¡ШежШсгь фою-струму ыонгжрисгал1в CdSb:Te в!л побуждает1 падгшчего на зразогс св1 тлового попку з Л-2,04 мкм при Т-77К Шсля Переключения в ттзькооштй стан.

Також проведено доелшешю сректр!в додатньо] 1 в1д'емпоГ\ foiipoaiflhocti в piairax крюгевгага pi динах: aaoii (T-V7K)i аргонl 8VR) i киса! (T'&OR), 8але*ш1сть напруги перетшзчення Б1д тем- . ратура 1 шине cjwobichoI пруыю! «кФормац! I до 1000 кро/см2 ja ¡Темпу (JoTGufOB!SHic.Tb 1 напругу переключения.

АшиИзув'Ч! результата проведении експерименцв моасна еробити 1дуич1 висновки:

1. Червона межа доцатньоГ 1 в1д'емчо! фотопров!дяост1, а тз-ic' t* ншюндн) №жгри ешыгадають. -

Е.'Не виявлено оптйчно.о гашения фотопров!дност! або аналога при -гомб! кованому зопа-конному 1 дошшковому оов!тлен

3. В!деутн!й фотов!дгук в Д'>м!тков!й облает! Л, > ? мкм, можна було б эв'яг-^ти з глибокими акциггорними р1вчями .

4. Додатню 1 Ыд'вмну Фотопров1дн!еть можна . ст>сг»*р1г«т одному ерааку в зал>.жноот1 в!д Ппенеиеноот! ооп I т.п. -пня.

Ш фс1К1И дозволяють эробити шснор"к про те, щэ мех; в1й*емно1 фотопров! пноет! эумовлений взаемш^ю н'ивькоомнош • струму а високиомним об'емим нап1впров!Дника. Чеетина д!рок утворюютюя при осв!тленн1 аразка, дифунду- в область ин/1«& комб!нуе э електронаш. В результат! концентрата електрон шнур! эменшуеться, що приводить до вбимдання витального зразка. При великих «нтене! 3№><^тях '"•ов!тлення пронес вбкпь пров1дност1 об'ему за рахунок. фотопров[дност! перевала© над п сом рекомбШацП в шнур: 1 тому епостер1гаеться додатня ф ров!дн1сть. Додатковим аргументом на користь запропонованог хан ¡эму в1д'емно! фотопров1 дност! являеться те, що в попере напрямку ми спостер!гаемо т!льки додатню фо.топров1дн!сть, час як у напрямку проходдення струму вона в!д'емна.

В дьому розд!л1 також наведен! ревультати доел 1,дань м ристал!в СЖЬ, опроч!нених нейтронами, а також У-квантами дозами, в!дпов1дно, Ф»1-10,вн/см1 ! Ф=>1-ю'*кв/смг.

Експериментапьно доел1джувались температуря1 яалеж пров1дност!, коеф1ц!ента Холла, рухливост1, а також край погл ня 1 спектральний розпод!л фотопров!дност! для опрбм1нених 1 ром1неного монокриетал1в ШЗЬ. По результатах доел!дж^ння тем турних залежностей встановлено, що нейтронне опром1нення ве р-н конверсИ типу пров!дност1 спеЩапьно нелегованих моно ■тал!в СсБЬ, вводиться донорний р|ьтнь з енергетичним полол 165 еВ, яким, очевидно, обумовлена конверс!я типу пров! т1.' В монокристадах, опром!ненил У-квантами, коефщинт вмндае знак при Т-140К.

- к-t -

Мал.". Спь-ктральний розпод1л фотопро-в!дност1 монокрис-.талIr, CdS'b:

1 - неопром!нений,

2 - опром!нений У-«рантами,

о - onpoMlнений нейтронами.

Q5 0,6 оГщГо.З Ю if 1.2 Ц еВ

На шп.2 показано спектрчльний розподи Фотопровiдност1 для Фом! некого,а такая спром!нених У-квантами 1 нейтронами монок-гал ! в 0<13Ь. Як випливае а наведених залежностей, опром1нення Й8?»ИТ.''МЯ ДО .Г,М'"№!»ННЯ Ф'"'Т')ЧУТЛИВ0СТ1 , рОЗМИТТЯ i зсуву в откол.ильору область максимуму фотопров!дност!, а опроШниМя тронами МЛЫЧе ЯМИПУТ'. максимум фотопров 1ДНООТ1 в короткох-юву область I одноччсио гшлчно змекшуе фоточутлив!сть зрвзк1В, блиро в облает! непрямих перехода.

гзмениення фоточутливост 1 монокристалл CdSb'шже бути обумов-ie pf,K0M6!uTUe»i чрреэ глибогс1 р!вн1, як1 вводиться при оп-пненн! spaoKlB 1 врахуванням переход!в, як! в1дбуваються М1Ж' irv прев!дност) 1 р1.?!!ими в!тками валентноI эони.

Осноен 1 реаудьтати 1 вненожн.

1. ¡-о.-'рпОЛеГП технолог! п вирстцувашш мовокристал!ЧЧЙХ тонких ■ >1> -Иду 1чдЦ1 методом направлено! крис;ал1аац!1 розплаву:

! ',|1Мовд1:1!о, то '¡Ш InSb, вирощен! по напрямку <1(Ю> 8 идк!<"гг> кри.'тал18.ад11 мм/год, найб!льш структурно досконал!.

- 14 - '

б)'визиачеяо ochobhí електричн! параметр« вирощуваного ■сер i аду. ;

2 Використовурчи метод ИСГЦ манач>?но концентрат», пер' ■захвату нос11ц отруыу i »вергетичне положения глибоких pibhíi монокриетаяах |,.Sb ti- i р-типу пров1дност1, а також в' ТШ ItiSb.

3. Проведено ^демтиф1ка(1,!и r<¡внIв, утнорених влаенимя /И

ТпМИ ДЛЯ MOHOKpIÍ'.'TíüliB Ir- ) р-ТИИу ЛриЫДНоС'П.

• 4. Встнй-»влево, ш,о нараметри ГЦ, вим!рян1 в р1вких част! TIU 1рЗЬ, BMp>B¡mvrb«t на Р.0-30 X, що пояснюеться механ!чними и ругами, да! ¡енують в ТЩ InSb ьнасл1док в1дм1нност1 у коеф!ц!ен терминого роеширення матер)алу i п1дкладки.

5. Йоказаьо, що спектра* ьна ларактг-риетика фотоприймач! в,

iотовлеиих на «»«?t»v,Ki ТШ í.iSb, при TGbui.Jirfi аравка d»i мкм стае не . лектньноп Е ОбЛлСТ! 0,4-5,1) мкм.

6. Ча ■ исстя. нер1вноважних носИь струму в таких фотопр: мац ib 5-0,1 но, вольт-ватна чутливють 105- 5-10* В/Вт при Т=7 що робитъ перспективами, для використання у ьолоконно-оптич! л!нтх зв'иеку. 1х виявляюча здатн!сть для Т»ЗООК 0*»10*см<Гц^ 1 при вначно М"ни1й 1иерцЬ'.н"ст!- вони мають перевагу в практичк' вчкориотанн! пор1вняно s болометрами.

7. На е!д'емн;й fcí Т-Л В АХ резистор!в на основ! ТШ InSb г T-WR вильлено перЮдичн! коливання струму амплЛудою 0,25-6 частотою 3 50 мГц.

0. В монокриаталах CdSb:Те при Т-77К виявлена в!д'емну фото роЫДп1сть, 'Цо виникае при невисоких 1нтенеивностях оев1тлен п!сля переключения зразка в н«зъ(<оомний стан.

9. Ефект В1ДЧН01 фотопрог 'дноет! пояснено на осно вваедадп низькиомного каналу птруму в високооыним об'емом wohoí

phctfulfl. •

10. fíeürjJOHite онром!нення монокрйстал1в CdSb приводить до р Kvньере.и провШоет! монокриетачи CdSb 1 зм1щення максиму) фотолролциост! в короткохвильову область;

Ц. При н -йтронному опром I ненн 1 монокристалл CdSb вводитьс доно^ьий pieeii.b а енергётичним положениям E¿.-0,16& еВ.

- <о -

Oammi рязулмятп дкгертщ i г ог!убл1козаз?1 й рaßvtas:

1. Пад«лко А.Г., Волков фВ., Божко В.В., l 'aiil тт.н В.П. Полу-выоокочистик сло<?в антимонидн индия на ; ^пфире. - Teww

налько'й наунио-тйкяячеркой конфи^нции "Химические продукты лектреники", г.Пловдив, НРБ, 1987, е.131-13г.

2. Волков В.В., Падчлко -АЛ'., Вожко В.В., Лазарев Б.В. Состав 1иства дефектных центров в монокристаллах и .тонких сл^лх анти-ia индия. V Всесоюзная школа "Фгеико-хямическив ослопи апект-iH'. материаловедения",' Иркутск, 19Я8 г., с.ЯЯ.

S. Волга) Б.Ii., Р«г*шж Б.В., Лазарев fc.F. Некоторые свойства 'кик цент;-».»« ь мен''Кристаллах антнмонида индия. XI Всесоюзная •ренция по физике полупроводников, Кишинев, tfffi8r., Т.2,с.147. 4. Fl wo B.B., Волков B.B., Лазарев В.Б. .Падалко А..Г. Глубо-уровни в антимониде ичдин. X научная конференция болгарских >аятов ь стер с международным участием, Москва, 1988 г. ,е.Й49. , п. Волков В.Б., Падалко А.Г., Вожко В.Б., Белотелое C.B., Ла-1 В.Б. Глубокие центры в монокристаллах и тонких слоях антимо-индигя. - ФТП, Т..СЗ, в.8, с. 1400-1405.

Ег.>кко В.Б., Днвид»к Г.в. ФотоелектричШ властивост! тонких 1 антимон1ду 1нд1ю. - Мат-рЬали зв!тно-науково! конференцИ coro державного педагоИчного I«статуту, Луцьк, 1993, ,с.5б.

7. Вожко В.В., Давидюк r.R. В!д'емна диференц1альна

I дн I сть тонких nwpif: InSb. - Матер la ли зв1тно-науково1 конфе-

II Луцького д'-цкчвного педагогичного 1нституту, Луцьк,' 19ЭЗ,

8. Вогдамюк М.С., Во.*чо В.В., Доскоч В.П., Назарчук П.Ф., Фе-•> A.B. Оеоблиьоот! вольтамперних характеристик антимок1ду ■ и. Науков! нотажи (сер! я 4>1зико-математична). Луцький :тр1альний Иютитут. Луцьк, 1993, в.1, с.35-36.

9. Еогданюк М.С., Божко В.В., Доскоч В.П., Назарчук П.Ф. Î Фь-A.B. Лоел1дження темсературно-електрично! нест1йкост1 в мо--

«сталах антимон)ду слдм!ю сильно легованих дом Никою Те. Тези

ДоИОЬ |Дг!(1 П yKi'fii'tli'-'bKiJÏ Kul|il»'|ii;iinll "Mi I i't-í|' 1 itJiOií Hi-itíi "l'íii ■ I Han 1 ьщмЬ Uuuii'.ùttix фаа зм1шыо сыпче". Я Инин, 19у:>, м.Г, <

10. Вогданюк М.О., Полно H.H., До.;К'»ч В.П., 11анк.-г<ич R.

I'HUMI irJitHtlH -ф0Ти111л)11иДНЯ01:'Ц-, h «iHÏIIMOUWlc КПДМИИ . Л«»1. Ь CI

Ь'ШНМ, <1.00.93, И 1C.Î.9. Ук.нП.'

11. ДайИДИК Г.Я'., ВолКо Ii.В., Падии'" А.Г. • л.-об^нни'.-ти [и [ii!./iiiMi»."i'n 'i'íjfiKH« i.-jiM-i; Himti«)iiHM индии. Л>11. t¡ ПИК У г, i ti. 11 .ил, м г: :;-:-!, Ук.йя.