Фотоэлектрические свойства эпитаксиальных пленок Pb1-z-ySnzGeyTe:In с перестраиваемыми дефектами и фоторезисторы на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РГВ о я

': МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи ТРЕТИНИК ВИТАЛИЙ ВНКЕНТЬЕВИЧ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНОК РЬ,_._>5п.С^Те:1п С ПЕРЕСТРАИВАЕМЫМИ ДЕФЕКТАМИ И ФОТОРЕЗИСТОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ

01.04.10 — физика полупроводников и диэлектрпкоп

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени гсицшдятэ физико-математических н.*|;-к

Москва - 1993

Работа выполнена в НИИ Прикладной физики

доктор фиг-мат. наук профессор Дирочка А. И. к. ф.-м. н. Чишко В. Ф. • доктор физ.-мат. наук Юнович А. Э. кандидат фи%-мат. наук Дрозд И. А.

Физический институт им. П. Н. Лебедее-а Российской Академии Наук

Защита состоится 28 декабря 1993 года в 15 часов на заседании специализированного совета 8 Московском физико-техническом институте по адресу:

141700 Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок Новый корпус, 204 ауд..

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского физико-технического

инсти1уто.

Автореферат разослан 26 ноября 1993 года. Ученый секретарь

специализированного совета Коновалои К Д.

Научные руководители

Официа'тъные оппоненты -

Ведущая организация

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Одной из основных задач современной оптоэлектроники является разработка и создание новых фотоприемиых'систем ближнего, среднего и дальнего инфракрасного (ПК) диапазонов. Системы такого рода используются в оптическ' й земной и космической связи, в различных система V обнаружения, наведения, слежения, теплопеленгации, оптической локации, в геофизике, медицине и других областях.

Как правило, оптоэлектронные системы ИК-диапаэона создаются на базе полупроводниковых материалов, ширина запрещенной зоны или энергия ионизации примеси которых определяет рабочий спектральный диапазон таких устройств. Для работы в среднем и дальнем ИК-диапазонах в современных оптоэлектронных приборах применяются узкоюнные полупроводники. Одними из наиболее часто используемых материалов такого рода являются тройные соединения С£)|_,Н&Те, РЬ|_,5л»Те. Это связано с возможностью плавного изменения ширины запрещенной зоны в них как при изменении состава так и при внешних воздействиях, что позволяет перестраивать спектральный диапазон работы прибора.

Легирование данных соединений элементами третьей группы приводит к возникновению в них перестраиваемых дефектов, что приводит к появлению в данных соединениях новых необычных явлений. Твердые растворы РЬ]_.оПжТе:1п обладают высокой пространственной однородностью концентрации носителей заряда, стабильностью свойств и слабой чувствительностью к влиянию неконтролируемых примесей и дефект . При температурах Т < 25—30 К данные материалы имеют большие времена жизни носителей заряда (т = 103—104 с) и очень чувствительны к ИК излучению (<та/<г* — 101—10" при Т = 4,2 К, где <г' — проводимость образца при освещении, а* — проводимость образца при полной экранировке от фонового излучения). Такие уникальные свойства делают рассматриваемые материалы весьма перспективными с точки зрения использования их в ИК-фотоприемных системах.

Дополнительное легирование сплавов РЬ|_15п,Те:1п германием приводит к умень-

шенню времени жизни носителей заряда до Ю^'-Ш 3 с, создавая возможности упра-пления временем жизни. Это позволяет создавать на их основе ИК фотоприемники, работающие в модуляционном режиме.

Благодаря большим временам жизни неравновесных носителей заряда данные полупроводниковые соединения перспективны для создания матричных фотоприемных устройств (ФПУ) в ИК диапазоне, работающих по принципу накопления заряда. Отличительной особенностью такого ФПУ является накопление заряда в элементе разложения матрицы, что устраняет необходимость иметь элемент накопления и суммирования сигнала, как в случае фотоприемников на основе КРТ или примесных германия и Кремния.

Большинство вышеупомянутых эффектов наблюдалось на объемных кристаллах. Однако, для создания оптоэлектронных приборов наиболее удобны эпитаксиальные плен кн.

Цель диссертационной работы состояла:

— в комплексном изучении электрофизических и оптических свойств эпитаксиаль-ных пленох Pb|_,^>Sn,GevTe:In с целью получения наиболее полной информации о структуре примесных состояний, а также обнаружения и детального исследования новых явлений, обусловленных особенностями этой структуры,

— в создании макетов фотоприемных устройств на основе этих соединений и исследовании их характеристик.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в Heiw

— впервые проведены комплексные исследования электрофизических и оптических свойств эпитахсиальных пленок Pb|_,_>Sn,GeyTe:In (х > 0,06; у > 0,03; Nt„ ~ 1 ат%), выращенных методом горячей стенки,

— впервые измерены и исследованы спектры фотопроводимости эпитаксиальных пленок Pbi.._vSn«GevTe:In (х > 0.06; у > 0,03; ЛГ,„ ~ I ат%) при Т < 25 К,

— созданы макеты фоторезисторов на основе этих пленок и исследованы их характеристики.

На защиту »ыносятс* следующие положения!

1. Время жизни носителей заряда в эпитаксиальных пленках Pb,_._^Sn.GevTc; 1г\ (i > 0,06; у > 0,03; Ni„ ~ 1 ат%) зависит от температуры, состава и степени легирования пленок и уменьшается с увеличением температуры по экспоненциальному закону, изменяясь от г = 2 • Ю~ J-I0с при Т = 10 К до г ~ И)"4 с при Т - 30 К при фоновом потоке 1011 см_2с~'.

2. Концентрация носителей заряда в сильнолсгированных эпитаксиальных пленках Pb|_,,vSn,GeyTe:in в температурном интервале 10-30 К при наличии фоновой подсветки определяется квадратичной рекомбинацией носителей заряда.

3. Эпитаксиальные пленки Pb|_,_iSn,CeBTe:ln имеют примесную фот проводимость в спектральном диапазоне 10-20 мкм. Наличие двух максимумов в спектрах фотопроводимости хорошо объясняется в рамках модели о дяухэлектронном захвате на примесный центр. Спектры примесной фотопроводимости имеют тонкую структуру, обусловленную электрон-фононным взаимодействием.

4. Полученные экспериментальные результаты объясняются с помощью предложенной модели двухэлектронного захвата на примесный центр. В рамках данной модели определены параметры примесных центроге энергия нерасщепленного примесного уровня, энергии термической и оптической активации, величины Энергетических барьеров между различными зарядовыми состояниями примесных центров.

5. Температура BLIP режима для фоторезисторов созданных на основе данных эпитаксиальных пленок составляет 25—30 К при фоновых потоках 10й—10" cm~jc~1> что существенно выше, чем у фотоприемников на основе примесных германия и • >чя на эту спектралыг/ю область. Разработана лабораторная технология изготоя.шт» линеек многоэлементных фоторезисторов.

6. D* элемента разложения матркчнскх! фотоприемника с X — У—адресацией на основе эпитаксиальных пленок Pbi-.^Sn.Ge^Teifn для матрицы форматом 32x32 составляет S6% от D' изолированного элемента.

5

Практическая ценность работы заключается в гам, что проведенные в ней исследования показали, что рассматриваемые материалы представляют практический интерес для создания фотоприемных устройств. Удельная обнаружившая способность фого-резисторов, созданных на их основе, равна D' = 1,7 КУ1 смГц'/'Вт""1 при фоновом потоке ♦ « Ю^см^с"' и температуре Т = Z5K и ограничена <£луктуациями фонового излучения. В «зуль^ате проведенных исследований разработана лабораторная технология изготовления эпитаксиальных пленок Pbi _,_ySn,GeuTc: In с необходимыми значениями концентрации и подвижности носителей заряда

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на:

— Всесоюзном научном семинаре "Многослойные структуры на основе узкозонных полупроводников" (Нукус, 1990),

— И научно-техническом совещании по фотоэлектрическим и тепловым приемникам иэлучен'/т (Москва, 1991),

— II Всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (Ашхабад, ¡991),

— V всесоюзном семинаре "Тонкие пленки и эпитаксиальные слои узкозонных полупроводников" (Нижний Новгород, 1991),

научт« конференциях МФТИ, в также на научных семинарах НМИПФ. Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных роботах, перечисленных к конце автореферата.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, заключения и списка литературы. Общий о£ьем диссертации составляет 107 страниц, включая 31 рисунок, оглавление, и список литературы и_ 86 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ 6

Во »ведении обосновывается актуальность темы диссертационной работы и в»'бор объектов исследования. Формируются цели и задачи работы, ее научная новизна » практическая ценность. «

В главе 1 освещаются основные свойства твердых растворов Pbi.4Sn,Te, легированных примесями третьей группы. Особое внимание уделяется соединениям Pb|_,Sn,Te, легированных индием. Рассмотрены основные эффекты в соединениях РЬ,.,8п,Те:1п, которые определяют специфику данного класса материалоа Это высокая чувствительность к ИК излучению при Т < 25-30 К; большие времена релаксации неравновесных носителей заряда при индуцировании их излучением, квантующим магнитным полем, сильным электрическим полем или быстрым изменением температуры; необычные J -и S- образные вольт-амперные характеристики и другие. Отмечается также об уменьшении времеии жизни носителей заряда до мили секунд при введении в эти соединения германия.

В 5 1.4 этой главы представлен обзор теоретических моделей, предлагаемых для объяснения наблюдаемых явлений. Показаны преимущества и недостатки каждой модели. В последнем параграфе первой главы обсуждается возможность создания на основе этих соединений фотоприемников, работающих в режиме накопления ¿арядг.

Глава 1 посвящена методике и технике эксперимент? Дана характеристика объекта исследования: способ выращивания эпитаксиальных пленок, состав, концентрация и подвижность при азотной температуре. Дано описание магнитооптических х~чоста-тов, используемых при низкотемпературных измерениях. Описана методика измерений концентрации н подвижности носителей заряда, спектров фотопроводимости, времени релаксации фотопроводимости.

Глава 3 посвящена изучению электрофизических и оптических свойстг эпитаксиальных пленок Pb1.I.vSn,GevTe:In (г > 0.06; у > 0,03; Аг|„ ~ 1 ат%) различных составов в широком температурном диапазоне (4Д—77 К). Обнаружено, что исследуемые образцы обладают высокой чувствительностью к ИК-излученига при Т ^ Т^ = 24—30 К. Температурную зависимость концентрации электронов при воздействии на образец фог.оиого

излучения по характеру зависимости можно разделить на три области (см. рис. 1):

I. Область высоких температур: Xmin < Т < 80 К (Ттin - температура, при которой концентрация достигает минимальною значения. Для исследуемых образцов ^min 8:5 24—30 К и зависит от состава пленок и концентрации легирующей примеси). В этой области температур образцы практически не чувствительны к ИК излучению» концентрация электронов уменьшается при понижении температуры и ее значение равно концентрации носителей заряда при полной экранировке образца от фонового излучения. Концентрация носителей заряда при Т = гГт{„ равна 3 • 10" см"3—4 • 10^ см"3 при фоновом потоке Ф = 1015 см'^с"1 в зависимости от состава образцов и концентрации индия.

2. Область средних температур: Тс < Т < Tmin (ЗГС — температура, при которой кон центрация выходит на насыщение. Тс-7 Ч К). В этой области температур образцы чувствительны к излучению» наблюдается увеличение концентрации свободных носителей заряда с уменьшением температуры по экспонемциамыюму закону. Основным механизмом, определяющим концентрацию носителей заряда в данном температурном интервале является рекомбинация носителей под действием теплового разогрева. Установлено, что концентрация электронов зависит от мощности излучения, падающего на оОразец как Ф'^2. Обнаружено, что чем меныне концентрация электронов при !F = Tmj,„ тем ниже критическая температура Гс.

3. Область низких температур: Т < Тс. В этой области наблюдается максимальна л чувствительность образцов к ИК излучению. Установлено, что при У = 6 К отношение концентрации электронов при наличии фонового излучения г»ф к темповой концентрации пт можно изменять в диапазоне Ю10, изменяя состав пленки и концентрацию индия. В данном диапазоне температур концентрация практически не зависит от температуры и равна для исследуемых образцов ^ 1Ü16 с\Г3 при фоновом потоке io15 см~гс~1.

Подвижность электронов практически не зависит от температуры в исследуемом температурном интервале и принимает значение itf-s ■ io1 смг/(Вс).

s

В | 3.4 изучается кинетика фотопроводимости в эпитаксиальных пленках при воздействии на образец фонового излучения. Установлено, что рекомбинация нсрашюнссиых

носителей заряда происходит по квадратичному закону. Однако, начиная с некоторого момента измени зависимость фототока от времени хороню огшсъпшется экспоненциальным законом. По этому участку зависимости определялось время жи «ж носителей заряда. Обнаружено, что временем жизни можно управлять изменяя температуру, а также состав и степень /км-кропания пленок. Яла исследуемых образцов время жизни изменялось от г = 10" 2—10 с при Т = 10 К до г ^ КГ4 с при Т = 30 К ггри фоновом потоке 1012 см~1с~!. Несомненный научный и практический интерес подставляет изучение спектрального распределения фоточувствительности. Детальное изучение спектров показало, спектральное распределение фотоотклмка эпитаксиальных пленок РЬив_у5пгСтеуТе;1ц толщиной 10—60 мкм имеет два характерных максимума: при = 70-90 мзВ и при Л^г — 100—120 мэВ, что, по-видимому, связано с фотовозбуждением одяого и двух электронов с двух эле ктрон-ног о прнмссждо центра, соответственно. Красная граница фотопроводимости находится при Л = 20 мкм. Г спектрах наблюдается тонкая структура, обусловленная элект{хж-фононным взаимодействием. На пленках различной толщины наблюдалась интерференция света. По интерфереииогшым линиям был вычислен эффективный показатель преломления. В области длин волн 10-20 мкм п = 8.

В $ 3.2 предложена и проанализирована модель двухэлектронного захвата на примесный центр, основанная на представлении о сильной связи электронной и колебательной подсистем. Рассматривается модель о захвате на примесный центр одного и

50 20 ю Т. К

Рис.1. Зависимости концентрации электронов от температуры в элите к скальных пленках РЬ1_,_,ХпжСе>Те:1п для разных фенпьых л<шн ко» > > ФД

двух электронов. Рассмотрены случаи нахождения примесного уровня с одним захяа ченным электроном в зоне проводимости (метастабильное состояние) и в запрещенной зоне (устойчивое состояние). Дано обоснование выбора модели, в которой состояние С одним захваченным электроном находится в запрещенной зоне и является устойчивым состоянием. Объяснены температурные зависимости концентрации носителей заряда.

Рис.2. Энергетическая диаграмма двукэлектронной модели ян-теллероьаскх центров, «opt,- Koptj — энергия фотовоэбуждення Электрой» с яя^геллеровсксжт: центра с одним и с доумя захваченными электронами, соответственно; Et'AX Bi(A} — полные энергии

теллеровежого центра без электрона, с о.аднм и с двумя захаачекчымн электронами; ч - энергия невозмущеннлго дублет» Г~, — положения равновесия ил-теллеровского центра с одним

и с двумя захваченными »лек тронами.

Для получения более полной информации об энергетической структуре примесных центров, их влияния на кристаллическое окружение, количественного описания зонной структуры данных соединений, а также для объяснения других экспериментальных результатов была привлечена модель ян-тел-чровской неустойчивости кристаллического окружения точечных дефектов в соединениях AIVEVI при изменении зарядового состоЮ

яния этих дефектов. В рамках этой модели объяснены экспериментальные результаты Релаксации 4« то тока при возбуждении неравновесных носителей заряда фоновым излучением, спектры фотопроводимости, температурные зависимости времени жизни носителей заряда и другие.

В этом же параграфе вычислены основные параметры примесных центров. Положение нерасщепленного примесного уровня находится в зоне проводимости на расстоянии II мэВ от ее дна; энергии термической активации электронов с одноэлектронного и дувхэлектронного центров равны — 13 мэВ и = 72 мзЗ, соответственно; энергии оптической активации ii' учета энергии кулоновского отталкивания) с одноэлектронного и доухэлектронного центров равны („ц, ~ 36 мэВ и » 83 мэВ, соответственно. Вычислены энергетические барьеры между различными эарядовьо.и состояниями примесных центров: И'и = 1,3 мэВ, Wa ~ 1УЮ = 14 мэВ, \Уц — 74 мэВ — величина барьера между i-ым и j-ым состоянием примесного центра; О, 1, 2 — состояния примесного центра без электрона, с одним и с двумя захваченными электронами, соответственна). В $ З.и приведена оценка сечения захвата электронов на примесный уровень, обсуждается природа образования примесных центров.

Глава 4 посвящена исследованию параметре« фоторезисторов, созданных на основе пленок Pbi-.^Sn^GeyTedn. В J 4.1 описана методика измерений параметров фотореэи-стора в диапазоне температур 4,2-50 К при фоновых потоках Ф > 2 ■ 10" см"гс~'. Намерены основные параметры фоторезистороа (токовая чувствительность, шумы, удельная обнаружительная способность).

В 5 представлены результаты измерений токовой чувствительности фоторезисторов размером ""Юх400мкм, созданных на основа исследуемых пленок. Благодаря большим значениям коэффициента фотоэлектрического j пиления (G ~ ИУ5 при Т 10 К) данные фоторезисторы имеют высокие значения токовой чувствительности (Si ■» 5-Ю* А/Вт при Т = 10 К, что на несколько порядков больше, чем для легированных германия и кремния). Кроме того, па основе исследуемых пленок возможно создание фотоприемников с рабочей температурой Г = 25-30 К. Для фотоггриемкикоа на основе легированных

германия и кремния рабочая температура равна 10-12 К.

Проведена оценка внутренней квантовой эффективности фоторезистора г;„„ = ОХ

В 5 представлены результаты измерений шумов фоторезнстора. Основными шумами являются генерационно-рекомбинациоиные. Обнаружено, что в температурном диапазоне 14—35 К величина шума уменьшается с увеличением температуры и не превышает значение .'ш = Ш-12 А/Гц1'2. Установлено, что величина шума не зависит от величины фонового излучения, падающего на образец. Исследопакие частотой зависимости шума показало, что на низких частотах (/ > 10 Гц) шум типа 1// не наблюдается.

Удельная обнаружительная способность О" при Т < Т ., = 25-30 К не зависит от температуры, достигает величины 1,7-10" смГц'/'Вт"1 при фоновом потоке ф = 101* см'2с"' и ограничивается флуктуациями фонового излучения. При Т > 30 К £>" уменьшается с ростом температуры по экспоненциальному закону достигая при /' -- 50 К величины 5 ■ 1010 смГц'^Вт-'.

Температурные зависимости параметров фото(1езистора хорошо объясняются в рамках предложенной модели двухэлектронного захвата, что дает возможность подбирать образцы с заданными значениями концентрации и подвижности носителей заряда для получения оптимальных характеристик фоторезисторов.

В § 4.5 четвертой главы рассмотрена модель матричное ФПУ с X — У-адресацией, в котором в качестве элемента разложения рассматривается фоторезиста;», основе эпитаксиальных пленок .118пжОеуТе:1п. Проведен /.нализ пороговых характеристик такого ФПУ.

В § 4.5.1 описаны принципы построения матричных фотоприемников на основе иа-ко1штельнь:х ячеек.

В § 4.5.2 проведен расчет уменьшения токовой чувствительности элемента разложения при включении его в матрицу. Показано, что для матрицы форматом 32x32 элемента уменьшение токоуой чувствительности составляет 3%, а для матрицы форматом 128 х 128 элементов такое уменьшение составляет 12%.

В 5 4.5.3 представлен расчет шумов рассматрираемой матрицы. Введен ко;х}|фици-

ент возрастания шума (У « »щ Ср«.Л'и» г.-р. как коэффициент, характеризующий степень возрастания шума элемента разложения при включении его в матрицу. Проведена оценка ухудшения удельной обнзружительиой способности для матричного фото приемщика с X - Г-адрссацией без учета шумов предварительного усилителя. Получено, что О* элемента разложения в матрице размером 32 х 32 не должно превышать 14% от изолированного элемента, а для матрицы размером 128x128 такое ухудшение не должно превышать 37%.

В § 4.5.4 проеден анализ взаимосвязи между элементами матрицы. Такой анализ дает следу щи й результат: на входе идеального предварительного усилителя возникнет ложный сигнал равный шуму, когда мощность сигнала па неосвещенном элементе ) та (ЯФп, где Ф„ - пороговая чувствительность элемента разложения. Отметим, чго задаваемый динамический диапазон обычно равен Ю3, т. е. в данном случае взаимосвязь между элементами практически наблюдаться не будет.

В 5 4.5.5 проведен полный анализ работы матричного ФПУ на основе твердых растворов РЬ1_,_у5п1СеуТе:1а для матрицы размером 32x32 для разных типов операционных усилителен {ОУ) используемых в качестве предварительного усилителя (при различных рабочих температурах матрицы). Установлено, что использование ОУ _ полевыми транзисторами иа входе более предпочтительно, чем ОУ с биполярными транзисторами.

Расчет показал, что коэффициент возрастания шума для матрицы форматом 32x32 с размером элемента разложения 1мм при. рабочей температуре 25 К равен 1,34. Это означает, что ухудшение пороговых характеристик матрицы не будет превышать 34% от по(юговых характеристик изолированного элемента. Для матрицы с рабочей температурой 10 К тпкои показатель равен 1,16.

П заключении с^юрмулировакы основные результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Проведены комплексные исследования фотоэлектрических и оптических свойств высококачественных моно кристаллических зпитаксиалъных плоиок

РЬ,.._^8п»0еуТе:1п (* > 0,06; у > 0,03; /Л« =г 1 ат%> в широком температурном диапазоне <4,2-77 К) как при наличии варьируемой фоновой подсветки, так и при экранировке образка от фонового излучения Обнаружено, что при Т < ~ 25 К данные образцы обладают высокой чувствительностью к ИК излучению («г"/»* «■ 10*—КУ® при Т ■= 6 К), зависящей от состава и степени легирования материала. Обнаружено, что чем меньше минимальная концентрация электронов при Т » Т^п (Тыя " 25-30 К), тем меньше критическая температура Т « Тс (Гс = 8-12 К). Установлено^ что концентрация свободных носителей зависит от величины фонового излучения ♦ как п ~ Ф1'2.

2. Изучены неравновесные состояния носителей заряда при фотовоэбуждении. Обнаружено, что релаксация фототока происходит по Экспоненциальному закону. Установлено, что время жизни неравновесных носителей зависит от интенсивности излучения, падающего на образец, как т ~

3. Исследованы спектры фотопроводимости на пленка* толщиной 10 и 59 мкм при температуре Т < Г^щ г 25 К. Спектр имеет два характерных максимума: при

Лр) •* 70-90 мэВ и при /нч = 100-120 мэВ. Красная граница фотоотклика находится

>1

при Лус — 60 мэЕ В спектрах обнаружена тонкая структура с АЕ ~ 8 мэВ, обусловленная электрон-фононным взаимодействием. Вычислен эффективный показатель преломления в области длин волн 10-20 мкм (п = 8).

4. Предложена модель двухэлектронного захвата на примесный центр, основанная на представлении о сильной связи электронной и фононной подсистем кристалла на основе которой объяснены результаты фотоэлектрических и оитических измерений, а также температурные зависимости параметров фоторезисторов, изготовленных на основе исследуемых пленок.'

Определены параметры двухэлектронной модели. Энергия невозмущенного дублета Г^ находится в зоне проводимости на расстоянии И мэВ от ее дна. Энергии термической активации электронов с одаоэлех7ронного и двухэлектронного центров равны

14

£j = 13 мэВ и Ei ™ 72 мэВ соответственно. Энергии оптической активации (без учета энергии кулоновского отталкивания) равньг е^ ■» 36 мэВ, " 83 мэВ. Вычислены энергетические барьер)! между различными зарядовыми состояниями примесных центров. Проведена оценка сечения захвата электронов на примесный уровень.

5. Созданы макеты фоторезисторов на основе исследуемых пленок. Внутренняя квантовая эффективность такого фото резистора равна ~ 10%. Разработана методика измерений параметров фоторезистора в широком интервале температур ИД—50 К) при разных фоновых потоках <♦ > 2 ■ 10" см^'с"').

6. Обнаружительная способность созданных фоторезисторов достигает О' ■> 1,7 ■ 10й смГц'/'Вт"1 <Ф = 10й см" V) при Т < 25 К и о!раничена флуктуаци-ями фонового излучения. Благодаря высокому коэффициенту фотоэлектрического усиления токовая чувствительность достигает значений Si -10* А/Вт при Т -10 К. Установлено, что шум фоторезистора не зависит от интенсивности излучения, падающего на образец, при изменении потока от I012 см^'с"1 до 10я см^'с-1 и не превышает значения <„ = 2 - А' Гц".'" при изменении температуры от 14 до 35 К.

.7. Проведен расчет пороговых характеристик ФПУ с X — У-адресацией на основе исследуемых пленок для матриц с различным числом элементов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Касаткин И. Л., Тарасов И. В., Трешник В, В., Чишко В. Ф. II Спец. тема. Ведомственный сборник, 1990, сер. 11, вып. 2, с. 32-37.

2. Водопьянова В. И, Касаткин И. Ли, Осипов В. В, Попов С. А, Слынько Е. И» Смолин О. В, Третиних В. 3, Чишко В. Ф. // "Фотоэлектрические свойства эшпаксчальиых пленок Pb1_>Sn,Te:In", Тезисы докладов Всесоюзного научного семинара "Многослойные структуры на основе узкоэонных полупроводников" (Нукус, 1990), с. 32.

3. Касаткин И. Л, Осипов В. В, Попов С А, Смолин О. В, Третииик В. В, Чишко В. Ф. II Спец. тема. Тезисы докладов 14го научно-технического совещания по фотоэлектрическим и тепловым приемникам излучения (Москва, 1991), с. 36-37.

15

4. Дирочка А. И, Касаткин И. Л, Осипов В. В.. Смолин О. В, Третиник В. В.. "Чиш-ко В. Ф. И Спец. тема, Тезисы докладов И"* научно-технического совещания по. фотоэлектрическим и тепловым приемникам излучения (Москва, 1991), с. 12.

5. Дирочка А. И, Касаткин И. Л, Осипов а В., Слынько Е. И, Смолин О. В, Третиник В. В, Чишко В. Ф. II "Фотоэлектрические свойства фо торез и с торов с пере-страиваемьим дефектами на осноье Pb|_,Sn,Te:ln", Тезисы докладов 11 Всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (Ашхабад, 1991), с. 297.

6. V. F. Chishko, V. Т. Hryapov, I. L. Kasatkin, V. V. Osipov, Е. I. SlynVo, О. V.Smolin, and V.» V. Tretinik II High sensitive photoreslstors based on homogeneous

. GeyTc:In epitaxial films. Infrared Physics, 1992, v. 33, N. 3, p. 197-201.

7. V. F. Chishko, A. I. Dirochka, 1. L. Kasatkin, V. V. Osipov, E. L Slyn"ko, and V. V. Tretinik H Photoelectric properties of Pbi~,-vSn,GetTe: In epitaxial films. Applied Physics A, accepter I July 1993, 6 pages.

8. V. F. Chishko, A. L Dirochka, L L. Kasatkin, V. V. Osipov, and V. V. Tretinik II Infrared detectors with inner charge accumulation. Proceedings of the 1993 International Semiconductor Device Research Symposium, 1993, Charlottesville, USA.

9. V. V. Tretinik // Two-electron defect model for point defects In Pb|_«„S/i,Ge,J>:/ii, Proceedings of the 1993 International Semiconductor Device Research Symposium, 1993 Charlottesville, USA.

JU9Ttl 26,-H. 93r

'i^. W i fiec ~ ■ i6