Исследование роста эпитаксиальных слоев материалов A3B6 и их некоторых электрофизических свойств тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

' даибтляскйй 0р52нд ¿&уяеу народов росударс'лйг^ьг! у.ч-®1р0кт1'т км.э.я. лукина

РГб од

2 [л IНа правах »укспкс::

удк 539.218.~.oj

5АРРК У£АР

йеследсвэдкэ ?оста зпятагекадькнх слоез матер'.-агс; А2В® и rs аэкетсрых эяеетрофхвкчостах оьойзтв

03.04.10- ггозуттрсйодида::?

и димгзктрккзя

Аэторейорюг хж:с:5ртацич на ст?пош<

кявдадага ^игкке-нэ*е«атеч?счя>: наук

Uaxa<ma.na-16S4 г.

Райотр. выполнена кафедре Охзики твердого тгла Дагестанского срдапа Друхоы народов гсгударстаенкого университета

Научный руководитель: кавдидад фиэик0-математкчес1скх наук,

доцэнт Гасансв НЛ'. Официавыая» (жпокегы: дшстср фкэкко-матешткческих наук, профессор Сафаралнев Г.К. кандидат Фнвкк£>-штема¥ичес!сих каук, доиент Су.итанг^эго^гяоЕ С.Н. Ведущая организация: Институт физика Дагестанотого Научного центра РАН

Залита состоится (А1994 г . в ""часов

ка заседания специализированного Совета К.053.61.Об »»

Дагестанского ордена ДрукЗы народов государственного университета.

Отззз ь днуу экземплярах, заверен-уй гечзтьв учреждения, Пуоси^ выслать ь адрес Ссвета:

25702й, г.Махачкала, ул.Советская с, Р'Х, ученому секретари совета К.063.61.06.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГУ. Автореферат рагослоя " г.

Ученый секретарь специализированного совета К.063.61.06,

доктор технических наук, профессор ^{/¿(^ Ш.¿..Гайдаров.

ОКЕчЯ ШШЕРЧСТИУ.А ?.АБОГЫ

Актуальность темы. Полугфоводнж'.сьц? ссед'лнея.чя тила. АЯЕР/ 6дздают ужп^льными. Фотоэлектрическим и люминесцен^нам сеойе-!?со>и. Яя-га отсутствия центра симметрии кристаллы ¡1 вшивке лааь-ие слои (ЗС) облядаот тыме и лье-зос^ектим. Благодаря отлмчен-ы.-л свойствам еоедиьен/.я Д73" являются неьспекмьнш матер;1ало.м пток анустоэлектроники. Они могут Сыть мсг.олчэоезнь! для иэготоб--ения источников и приемников свбга от инфракрасной дс уль-графко-етоьой областей спектра, злектронио-оптяч^оких прес?разовахелек, .инш аацерхкк ультразвуковых волн, счетчикоа игмиэик^лчич' ьаду-»Ш5Й и т.д.

Младая такими уникальными возможностями, материалы А"зс ко ;ашли широкое практическое применение для изготовления активных '.ле^ентов электронной техники как, например, германии и кр^/.лкй. >то свяаано с. тем, что связь кеэду химической чистотой и физическими свойствами, которая была установлена для германия и к рам в и:? ¡елъад раопрсх. то^дито ка матерчглы агБб. Все соединения это* •рутпу являются фазаш! переменного состава, а некото'лл- них ;войс?вемен н полиморфизм. Это приводит к тому, йто, далэ в еду-' ;ае идеально чистых материалов, их структурно-чуютвигелъиш ;Сойства сильно зачкеят от условий, э которых вмратквзлеа г.рж-галл. а тзгеие от условий его охлаждения и термообработки. . Часто ¡дедстьием такого положения является невоспршэводимост* ре&уль-гатоз по ьыращиваник! ЭС материалов д"вБ и" кх елоктрофизическлх :ьойстз. Если п .вырагява^ич ■ массивны* монокристаллов зтих вес составом блчеким к стахиоиэтротескому, иыевтен опреде-' аенны& успе::к. тс ЭС, яглякяркся основой' современной мдароглект-эоники, по се сему совершенству существенно отстают ох массивных

манокржталлоь. к длл практического применения в широком масштабе нумкь 30 высокой степени совершенства кристаллической структуры, так как только еы-; обладают воспроизводимыми к стабильными элект-роуизпче свойс твами.

Таким образом, ив выше изложенного вытекает, чю разработка технологии выразцизания ЭС материалов АгВб с Еослрои8водг.мыми электрофизическши свойствами и'поиски -шосоЬо; управления этими свойствами является весьма актуальной сдачей.

Цель» диссертационной работы являлось, нз примере одного из представителей соединений типа А2В6 селевида кадмия £частично и сульфида ка,змия), экспериментально выяснить технологические фактора влияющие на структуру и свойства алитаксиальных слоев материалов А2В6, Б результате исследований различных авторов установлено, что при вырацивгшш из газовой фазы эпитаксиальных слоев Л2В9 па их структуру и свойства существе г,.-с-:- вхияндо оказывают такие технологические параметры как темпера -у- л источника, температура подложи и давление (или с корост» з случае проточной системы) транспортирующего гага. В бстчашстье работ указаны оптимальные значения указанных тэхнслогкчболпх параметров, при которых получантся совериенные ЗС различных материалов А2В5, однако з*ало вшсодда обращается на скорость достижения етих оптимальных параметров.

В настоящей работе экспериментально исследовано влияние на структуру и свойства ЭС селенида хадмш: а) скорости изменения температуры источника, б)екороети иэменеввя температуры подло;««!, скорости охлаждения выращенного слоя, г»полаительчой термообработки вытащенных: слоез ь вгкууме, в атмосфере водорода, кисло-, рсдо и в различных активирующих порошках с цельп увеличения фото-чувстЕителснооти к улучшения спектральных характеристик ЭС.

Исследзвано так*.е .члиячие р.щтворен:югс водорода, являинийся

'рзяспйртир;тоыим газом при кристаллизации н?. эд&ктро^игичэские :вокетва кристаллов селенида. сульфида к теллурпда кащл»я.

Научная ювпзна: Б результате выполненной 5кспер1!ментэльно»1 >аботы выявлены еле душке гаконс/мэрнос; ¿¡г:

1. От скорости иг.'/енекпд температур» чстичн/.ка (¡¡ороька се-иенида кадмия, иэ которого' вкрашчвзетеа' ЗС'> гдолан? как сс-вер-сен'":тао структуры, т&к и электрически? и фэ^ос-лектрчческке своие-гва ЭС. С ростов скорости псылк-нкя температура /еточчкка электросопротивление ЭС уастет.

2. Изменение температуры подложи в процессе роста ЭС влаге-.» на его электросопротивление. При неизменных гнз.чэн::лх 1гдо»ратуры источника к давления водорода рост скорости уьелнчеьия; температуры подложки приводит к умёныречию злек.трооопоотш-лгнг.я 30.

3. Скорость охл-»с,бК!1я выращеншх слоев влмэт на электросопротивление, фотопроводимость, спектральные харэмериьтикг :л на морйолопг-э поверхности ЭС. Б частнс-ети, иедленное охлаждение леев приводит к повышению их сопротивления и к некоторому узеличе-нию ¡ix Фоточувствительностп. Быстрое охлаждение приводит к расширена спектральгой характеристик ЭС в сторону коротких волн спектра.

4. Терноосработка выращенных ЭС в вакууме и в водороде оказывает воздействие на ш: электропроводность (увеличение или уменьшение сопротивления зависит от бисгрзфю* ЭС г от условий обработки), но не улучшают фотоэлектрические свсйсгеэ, т.е. исход-кие фогсчувгтьительные слои становятся яефоточувствктельныуи.

■5. Ка .электрические и фотоэлектрические скойстеп СО термообработка в гаслородосодерлашей атмосфере • лляет неоднозначно. Ко-»е'-ппк результаты зависят от исходных Свойств образцов и от скорости их эхла»л1ь\л после термосОработта.

6. Отжиг слоев-в порошках, состоящих чз СИЗ? (иэ порошка Сей

для 90 сульфида кадмия) с добавками Си01, СхОг, в оскоенс

приводит к погышенга фоточувствктелыюсти и к. расширению спет гАганоп о5ласш чуютьятедькосги. 2 результате отлита изменяем тало морфологи* поверхности ЭС. т.е. на поверхности слон пояалг ¡стся фигуры роста характерные для кубической мод^икашш.

7. Термообработка ЭС сульфида кадмия в порошках содержав N301 приводит к появлению у НИХ фОТОЧу^ТВИТёЛ.оности к ультрафю летовсй области спектр?.

8. Водород, являшийся трзкспорткрукщим га?ог а процессе в> радаваяия '-С. оказавшие* в растворенном состоянии в слоях влит на их .электрические свойства. Растворенный водород приводит увеличению сопротивления 5С СИ5е и СоБ.

Пргктичеек^л ценность.

1. Кв ь-ксперименталыю обнаруженных ракономерностей вытек; ет, -что кристаллическая структура, ее ;о*-.«)^нство, а так. электрические и фотоэлектрически* свопс-П'? ЭС соединений (это мешгс распространить и на другие бгкыполупроводников: соединения) гзвисят не только от конкре:-.■-.ь1:: опт.сальных технол гических параметров (температуры источника, температуры подлоге давления или скорости потока транспортирующего гагг.), но и скорости достижения этих параметров. Учет этого фактора помел технологам в получении ЗС бинарных химических соединений с воь роигводимыми свойствами.

2. Регультать! исследований по термообработке 50 при рзгли ных условиях имеют важное гначение для изготовления из пленок к териалов А2?6 фоторегисторсв или низе ней эредзлщнх телевигпон? трубок (гициконов), чувствительных в широкой области (от ульт; Фиолетовой до блилкей инфракрасной) спектра.

Водород. Теллющ'н:-^ тганспоитиеуюшдм г^гем при вг>"рг<ш;1 нии крнсгйл.!'.'? и пленок ггу г.'И'^лро^олупко^ь'.х соединим

- о -

кг-эа малы:: р&с-мер^в атома и уол^-кули уо»рт ас-йти в ;>гУ:т>цк'! кристалл в растворенной 21!де и;а ь В!цгг кат,55:-тг> соедининей. что молит cw?ar' &р«атно1? Bx:iiKi:e н-i сйс'.етан ^.'¡'.стэгло* и льгноч. j чет И ЭТОГО фактор« ПОМОЛ.» 7 VOaHO.ГСГЗМ ПОЛНИТ* •'риоГйЛй.' и пленки о •есопооис'&'-'ДТЛ'П-:".;: срг.шл'Еами.

/хрсопция работы. .оноЕние г^гудм-ата гта^ртз'у'окнш r.c?.«o-ДОЗЗЧИЙ ДО!-Л?Дь^РЛ.ие>- ка 3 E2*CCS??PC!*! hsyvko- TiUU'WH'KCW КО«4»-ренцки "Устбрюиссгеты*:!* хаяъкогеюдоих пса>проводнике?" (г.Ч:-р-зоецм, 1^91.".), нп 4 Ьс?ро-сияском сое^ячии "9ле»ьа и технолог»»« mipo;'.03ciihvrx гойулр^родчикэз" 'г Махачкала, 1083г.) V) кз ¿погодных итоговых »аучло-ттччкч*екч;< к.оч|грс,нц«;:у. пр^пич&Е'иг.яггй а сотрудкдаов Дагрсгчнскего государртаечхс.гр укикрснтета ^М.ахАчкл-л», i»?0-13&3it.'<.

ЛуСлД-чкашн?. По rc-t.^ 'дггссертз'зтк спу^икоЕинн 4 мЛош («х список приведен в кинц» ьпторсц-^рзте)

Все 9:-«щ*рки*н?адьны* а&сдодагьиия и обраОочка эмспериыбв-талгных результатов прОЕ-эцепЧ яисрок личчо.

Соавторам работ яринадлс-лрт идеи ri0C'iaii0£KJi експертшто:- и от' ок&штлн "ягмада up;? анализе зкелсримгн тзллчых рбгуоьтагсэ, а так*« окепсрл'.бкты выполнены на иселздовательсюя; yet-a* >bkss созданных ими.

Структура и оДгем диссертации. ¡Гисссртация состоит иг> ьв<?дч-:ши, и::'-и глав, внэсдов и списка нсло.ш-эоззкяой .'•мтг-рат^ри. о?щ:й с'гвм озбогь» составляет 325 страниц, гкаочкз 102 страниц секста, рисунка, 12 таблтга. Список цитируемой иторатуры тсчи'шьгет Ei-i кокменс'вчиий.

_ ■} ..

Кргткэб- соцер'^ки^ работы

••жгуьгоноеть диссертационной гаРэть ■Г'по-'Д'г.л^ы.', н<шрвдл«-ния п цгль исследований, преде-таикч

оь-д.жич о :човкгнв ь практической иекиос-ти получении ¡с эксттерцмен ресу.матог.

В т^Г'£-ой глчрегпреаод»я оОаор раб-."": последних лет госвящчн -тех метоп.ад получения ¿О соедлненпу. А^-Б6, изучению структур «кгстг-рьс* и пленок, их элэкгрофигкческгес « •^•тоэ^карически с-сойоть.

«сходя т оСесра штодгв ЕкрагдаБР.нкя крас'т&ллоь у пленох со едлн^к!^ АЙВ?1 средр £о.'Т±шг;г чгсла методов выращивания предпочте ние отдается меюду выражения е.з гавовой фа?ы исг.ольеуя химп чеекие гр^ни;:.ртше ьеакчки, т.к. с помощью этого метода уд?.ехс получить о ссвгрыенно!': кристаллической :;"ктурой. Этот пето гоэзальэт зирэдихать ЭС пр«5 геиперааур.« мг его ниве температур ьлаьлвния кристаглизуоиого вещества« леги; :ь гленга во крен кх роста, управлять процессом рос-га с пем^арк. оолыдого числа т^х аодотичзекшс параметров.

Акалие райси послйщекнал исследованию структуры кристаллов пленок соединений АйВе полагыв&ет,. что одно ¡: токе- вещество в еа вкскмостл от технологических условий выращивания, от типз и ор ; :-кт&цик подлодки мелет кристаллизоваться клк в ку&те^кои так гексагональной структуре, а некоторые кристаллы м пленки имеют смеяаннув структуру. Ьыйсды исследователей с> том, ь каких случае какач модификация исьучается противоречив)• Увеличение. чиелн иос ледо*аний процесса роста 30. р^эличн^лч метгдамй по?еол:чт проис нить этот вппрос. А это имеет ¡¿г-жное гшэктичесгсое значение, т.к «с типа сгрукт^рь; к *© совершенства зависит у-когие б-::мньь сеонс пл^чок А*?6. 'и'? работ СЁЛг.'еп-к:' глг-:-:точ

?OK!jt.i v фстозлектрнческиг; сзсч:с1ьэ)1 .:г."с-1?1члсь "л '.г', Мите'ргчлоь вытокаот, -;тс у какого и тою ьв магеоиала эти слолсгвч ме-йютсч v ких глэт^лах и сгви^я^ 0:11: <vr млсг::х оа^тороз ..от злсвнй роста, нэлиин г.гл1№сг-п м других деф-»:тоъ, от /.эпсгня-гльнсй те(,«ооб>аботки г т.д.)

Ьсследокаш'ямн некоторых загзров 1;оказ*но, что при К'.п&ренш! ргсталлог ч~Зг' в вакуум* еклюс»я испарени* ки.1пок<.-и?оз го*дике-кя на »>?i? личных эгапса"'" нагревания кристалла яг с;;::иаколн. Sv&t vt ;<ю».е? ж.-.егь еэ-шо* значение при в.чра'цийазии кристаллов 55 £<0 /их маТ'-риглоу, 1.к. состав 1азоьои фаем ы.> которой ca-'ioi >*д«т ол;мхь на crexi-wi.icTpi» .омтуце.'о слол. с.чзд^ат^пи, :i гм всйотва ьы^ыц»ннкх елось. Ц?еь об&сра-иьлолитъ соесеж-кчое сс;-олнне и степей» «сменности нстсхедугмл}. ь дчссс-рхаи.юннсй рассте опросов. " у'т ? • /

'. . . и ( »I ' 1 I .

Во второй гда/е привод ?тся описания зкспеоиьентал>чых усга-deok для выришъгнии ЭС, для термосбр&ботки яь'рач^ниух слозв и чл йс£>ледочак»я их злхтркчесгазг я üoiсзлвктричесгикх свойств. В ток главе описаны такте к.егоднкл вырашгеанич, методика термооб-аботки и методагя исследования свойств ЭС. Для эыращиланкя ЭС гпольэовгд кв^ияамкнутый вариант метода химических трг-чепоатных ¿•акций (лТР) с участием водорода.

Термообработку 5С проводили в вакууме, з водороде, в кисло-одьсодэрхашей атмосфере и под сл^ем активируют^. лих ты. основной омгюнертсй которой являйся nopoiror" селенидз кйдг'йя (порядок удьфида падла в случае термообработки SC CJS>, который составил 95 гес.Х к 5 вес.* смеси порошков х'лоридог меди и кадшш в азшчиых ооогниениях.

/ ЭС выращенных при различит условиях измеряли темновоо и отсоог.ротивле»:1;ь. Если образцы о клались фоточуЕетвитэлъшгми, то пинали .¡у и спектральные характеристики. Кьмерив эти ларамет-

- б -

рь; з после ?«?рисо9ргбсткм 30 б рзгличяых условиях, проверяли.«ей ствил равличнч'х Фактороз на фоточувстЕитедькосчь • и спектральное характеристику СоЗе г. СС.Э

В третьем главе представлены результаты по экопериментакьн эму исследованию процесса роста ЭС сеяенвдэ кедмкя. Здесь рассмотрено ияилкке т^хноиогических параметров (температуры источника, температуры лодло'аы! и . давления годоро/.г. 'в резк1Ц)снной качзре) на структуру и свойства слоев Об'л. Наследовано такие атияние на процесс роста и на свойства дС скорости изменения технологических параметров-

Совершенство кристаллической структуры и свойства ЭС, оказалось, зависят не просто от конкретных фиксированных значений указанных выше технологических параметров, а от определенного '.г/, на-. бора. Игаче говоря, если экспериментально найден некоторый набор технологических параметров, при котором рцгтут- совершенные по структуре слои, то при'изменения одного та параметров надо изменить соответственно к другие параметры, чтоб-.' усло.зия роста слоев оставались оптимальными.

Иэ указанных технологических параметре^ наибольшее влияние • на структуру и свойства ЭС оказывает температура подложки. При низких температурах подложки получается тонкие полукристаллические пленки, с .чалым электрическим сопротивлением. С ростом температу ры подложки структура слоев улучшается, увеличивается скорость роста (толщина слоев Оольпе и фигуры роста покрупнее), растет также их электросопротивление. ' Температура подножки Блкает не только на электросопротивление и морфологиг поверхности ЭС, но и на их фотоэлектрические характеристгол. В диссертации сделана по-. • пытка объяснить причину такого :>.шшня температуры псдлоакл на структуру и свойства ЭС.

Ькспери^ентально почзгано, что на структуру и свойства ЭС

льное влияние оказывает и?ме«ени>? технс юшюскнх • шдем^гров г оцессе роста. Причем, чем бсмъг'е счогоот* изменения этих паоа-трсв. тем сильнее изменяется структур? и свойства. Б час-нэсч'л. менеьпе температуры источника в п^ицессе роста слоя при неманны* значениях, теипс-ратуры- подделки дач'леь::я водорода прпво-т к изменению его электрос-опротизлекия. Тс*е самое мочне ек-1-тъ и о влиянии изменения т?!,'.пега?;.'р;-! подложки. Однако, з отлч-р от предидукто случая, с ростом скорости укелпчекш теклерд-ри по^лояки электросопротивления ЭС Сй5о у; :екушается.

Существенное влияние «а структуру и свойства 50 о'/ягывз.-^ зрость охладденич слоя после его ЕУраи^кваяил. При одних к тех условиях выращивали по дзз ЭС, одна из которого охлаждали другой -медленно. У каждой пару слоев, ьнрэцётаых при шэкоеых условиях, но охлачденпых после вырглуйгнкя с различи оу ?ростьй электросопротивление (темнозое к енотовое) стлнчаютел т 'от друга. У слоев схклюзных бистро сопротивление всегда 1ызе по сравнению со слоями охлажденных медленно. Ь кекоторнх ■чаях эта разница достигает 4-5 п.рядкод, Скорость охла?денил ев влияет к на фоточувстаительноста и ширкну' спектральных ха-аетоктик. . Акадию• микрофотографий поверхности 50 охлажденных' с личной скоростью покаенвае-т, что скорость охлляденид влпяэт и морфологию поверхности слоев. У слоев с-хлахденны;: медленно фк-ы роста пейрунчее и поверхность более соверданна. чем у слоев ажденных бнс-тро.

Е четвертей глаге приведены результаты по исследованию влия-тэрмообработки при различных условиях на структуру и свойства эеленида и сульфида кадмия.

ЭС с известными электросопротивлениями подвергались термооб-?'тке в вак?уш, водорс-де, на воздух? я под слоями актитарувдих :>шков, состав которых опкгэн,-гыие. • ' '

}..? о">ргм->пsг*нчх результатов ыочнс сделать следующее ems' 'дь.: ЭС' ОоЗе V, бу.-уусе j: в водороде приводит к умекьпе-Hvi-/. у.- сопр-тиЕленпч и к исчегногонж. фоточувствктель'.чостк. S)E р^ультдт» отмига ЬС СсЕе а ки?лородосоде;»:э?;ей д:«гсфере их еоп-рот!:злеку? растет и повы^ется их феточуьстьйтельнесть.

Ьксп'.-рименты покч?али, что обреботкч рг-ггичных ЗС при одвн'-к тех л* у.лозиях приводит к г-'Г'Г.'.'чным результата.*.!. Окэ&алось, что супеотЕеккое г качение имеет ¿оогкогение тгипературн криотал-лизадаи плевки и температура оглига. £ частности, в результате якслергалеитоЕ; по отжигу. пленок в атмосфере водорода выяснилось следуиае*:

ьсли Гст<ТКа, то 'отжиг не'влияет на сопротивление.

2) При Т0г>Ткр) если исходные сбрдзцы били высокг.омчыми. их сопротивление при отхиге в атмосфере .водорода уменьшалось на 3-5. порядков. .Выяснилось','■ f что на, ¡'электрические ■ свойства 30 С<iSe/ оточенных в Еодг-рсде одьсвреуенно действует три фактора: темпот ратура стмта, давление водорода и длительность отжига, причем определенная комбинации этих параметров может привести как к уменья? кто.. тек и к увеличении сспротивлен 1Я. Иг полученных ре-рулътатов делае.ся предположение, что растворенный в кристаллах и ь пленке CdS? атомарный водород создает акцепторные уровни.

Уменьшение сопротивления зьтокооуных сло^в CdSe при отаигс их б вакууме обгясняется нарушением стехиометрии слоя из-за неодинакового испарения кадмия и селена во время отлита.

Увеличение сопротивления ЗС CdSe стоженных в кислородосодер-жащзй атмосфере объясняется уменьшением вакансий селена, явлгро-Ершся донорами, в результате их замечания атомами кислорода.

Результате по термообработке SC CdSe под слоями. активирующих породаов тю'сагвли. что изменение электросопротивления и фоточувс-* теителькости ЭС зависит от многих факторов: от состава а-стивирую-

щей шихты, ог глите.съ'.геетк и .•¿млерзт/р' а кзгери=д?

подлочли, ка которых вьпэченч SC Б т^омоо^гзб^у-

ки удалое* >Ее»кч;ггь тегноь-е 'ча 3-3 зсряпкср.

уяеличегие фоточу^отЕителм'остп "ipîvep'.îr- кг- -i пс^-Т'о.

Пои эззкх !î тех № условиях '.>тч7г*>эд тС '.Yü .ъ.рэ^екг.ке слхде и ч^ . .? от c '.c^ü kîi _ , : - ~ -

торыя а ре?удьт5т* огчкга >.3.'. сог.готг.нле^- гак и ссго'-уво".*.:-тельноогь уделвш: йь мчогочь&таэ. у слсе_- гыр&г^чиу чъ подлогах кзк сы'1" трк и 'i'")" d4vt:c тв" 1ьчрсть mr.'.o v'г~

уешиксь з результате . '

Лля вс^х исследованных обр?8цо? 1т спектс-^лыс-'е

характеристики. Бьжвлс-яс здкянкз сг дкчныу •1>*.<геусв .-<- .ель ко на повниенда Фо тсч у з с11. в h т е ль и ос т и. но л нз женку оле^трэгько;! области, к которой '¿угсгрите.'.ея Иссгедсвен/гУ4 поверхн jCTi* ЭС CdSe с помощью иетччло.^ч'ануч^ск'-'т'о микроскопа пожжено. что те;:-мсобраооткз слоев под ол"ем г\-'/ть* приводит к r.c'^Ht—

нот иооЗюлогии поверхности. у к?тос*!Х до ^р.чсоЗ^бстка

имели геке^гоиальнке биг*'ры гостг я'л псЕер'нсста поел-: т-оксобе&-ботки имеют либо треуготы.ьте, о'епзнга-'- с г *нвагон£дьнкки

фкгуоы. Воековдо. что из жсг^и'.уетагс ncpciv; not* к?выоок:1г температурит: н? поверхности £С с-егх.зз^тсч >-ет".чом егигкогэ нгреяоса слой кубического еелечпдэ кэдмкд. т.к. се.темэд кздмля г>ри ккеких температурах склонен нристаллиговатьсн з чета-^абилькок кубической модификации. Поскольку вхождение зктявпьуют«. цр1Ы';еей ь растущий слой легче, чем их ди^фуеич в выросший кристалл, по-видимому, этим и объясняется сильное изменение электрических и фотоэлектрических свойств оттелжекных под с «сем дахты образцов.

ттри исследования епектрэдышу характеристик 5ыю гзмеч^но, что у сдоеч отопленных э эктивкруг.плх пороикгх, содеоаикх в качестве ;ïoi'iB"'tî пор-вок KaTi, сп*<с-|:АД?>яая характ^рмстика р&сширя-

сюо<.-::у лс-рсл'кил волн. Суьесгеует практич<?ск?.ч необчоди ь маторкалзх, с:.ооибняу. регпитрьроаагь ультрафиолетовое- из д»чеяг€ лил изготовления иер^дащих телевигиодкшс трубок, работа -ОЩ!л £ УС илъасги. 1:3 периодической литературы было 1ШВ8Стнс, чт С1дедхн1.в кристаллы сульфида кздъия обладают «¿оточуйствьтелъ ноотью в У* области спектра.

Но атсч-' пр.тке нами была ог.с-лача попытка экспериментально!' iii.-i.c-.4ii способа " фоюочуьствления исходных гочуьтг гк'-"»л*та

крчст&л/оь 035» в Уй (-¿ласт:' спектра.

Низкоомнь'е кристаллы С<ЭЗ отжигались в различны:-: условных. Е ь::■.-•■; случаях осноьсй активирующих иорсжкоь был порошок суьфиг, кадипя. К нему добавлялись различных случаях сера., медный куяо рои. хлорэды меди и кадмия и глорвд натрия. Ьо всех случаях обра Сотки согроишснке кристаллов увеличивалось, появлялась, в рэв личных случаях в ра&ной степени, фоточувствителокость. но облает . фоточувствитэльнслти ограничивалась областью собственного поглс цэлкя оул!¿¡'до кадмия. Желаемый результат получился при отлит кристаллов ь пороики. содержащих з качестве добавки порошок КаС1 Фоточувотвите пьность таких кристаллов в области 550 нм мало <уш: чалась от фоточувствительности в области собственного поглощения 5 пятой главе приведены экспериментальные р^&ульташ по исс . ледозанив влияния, растворенного в кристаллах и пленках матери? лоз А25®. водорода на их электрические сеокстеь.

При вырешкгаяиа кристаллов и плене материалов АгВе методе лТР очень часто в качестве транспортирующего гзда иоиолъэуетс водород. Прк атом не обращают внимание ка то, остается ли водорс ,в решетке метущего кристалла и оказывает ли он влияние на . "электрофиэгчесюк. свойства. В настоящьй работе исследовано влш • нш чюдекулярного ь атомарного водорода на кристаллов и плеж - ОЗе, ССБ, С<1Те при комнатной температуре. Причиной выбора ко»

- lí -

яагной ггмпергтуры било то, что г?:! высснои ;:ог.т!

прккэйт:: :■::*!'.'лчес'ггс- реакция соединен:"': водород.' с геоой, селеном ели теллуром, с о£рагонз.к!мм ягбугка кед:-г:.-: н petrer^e :!сследу?:/--:" образцов, который Рудучп донором, внес еы ?ол*2ии вклод ? -

пне. свойств, чем рествооенний водород. Многссуточнап «сследузмд образцов ь атмосфер» мол--ну.гл;.ного вод'-'рсдз не пущало к игченетт: иг. электркч?сккх свойств.

Рол?.гзя, что г'оле'.-улярнуи водород плохо диффундирует г т. r:i ".ркстаЕ !, их помесг/ли в атмосферу атомарного водорода. Лтомзр-нъп: водород создавали путем непрерывного облуче:г.-.я тогэтстеннгй стеглянной'прсб'грк:', внутри кзтсрсй кх:сд::л::с-; пс.чтеду^г-.'в образ цы и молекулярнч-.: зодсрод, >:ес-гккм ррнтгенсггким н-лучекпсм. Прк г том обрзсцы рэс::с.лагаптсъ так, пт'УЧ' нч к» поп?д??ю :!глучо-кя», 50-!!?бе!">.ни? ссраговдчля радгэцкснуыг де^ггсв, которые пз-уек:1ли Си esoí'CTPti кристаллов.

поул?.?ли э.^перкменты, нз-за высокой :a::r.r:ec::c:! =кт::з--нсси атомарного водорода, г.рг комнатной температуре ¿-далее; избегут; образование соединена.. H¡>S.^:тз атсмса серы г селен?, расположенных у по^ернкост!: кр1?стаг1ла. Обрззуоннй пр-гт ?том свободный !'5дмн1! кг-гз ».!?лсй температур'-! ре улетучпвветсн :: нэ понерхностн крнсталлл образуется тонслог, месаглччоскогс кэд'гля. Поверхность кристалла C-I.-í становится светлой , ?. у CtíS, наоборот -темно;"». ЧтобУ искл^ить пелене":!1? сопротивления сбрегца н результате поверхностией проводимости зтич нетзлл'лчасчим слоем, его удаляли ур??к0£р0!'еян«г.1 псгр;.с5нк'?м образца в конпентрирова*:-пус ссл"кук кислоту, гссл? чего у кристаллов ЕСсстакзЕ.т.твалсч я^рзс-качаануй цвет.

Зятспл» рзссв-регаггс недорода ез ссс^сгза расагийк крпс-тчллеэ окара.лт'-'ь лоолнознзччум. У кр:'?тяглое OcS, votojths

•.n^tr-n ц-тпп r'I?rrr'n'*"]T!1 T ВО^ГСрСДе ПРПВОДГ'Т К V5™Л!!-

электросопротивления, а у СсЗТе р-тппз пр0всди;.!0ст:5 -к у меньгеш»-сопротивления. Дле объяснения такого рееультьта экспериментов остаемся предположить, что внедренные б кристаллическую рел:*тку материалов А?Б° атош водорода выполняют роль акцепторов. 'Егх.и это так. то акцепторная прхмесь должна компенсировать проводимость кйгериаиив т.-типа, т.о. привеси» к увеличении сопротивления. а у )^атериало£ р-ткпз. -уменьшить сопротивления иэ-за увеличения концентра:;!!»! основных носителей, что к наглодается з полученных эксперт«'энтальных результатах.

- 16 -

Основные результаты и выводы

1. В результате многочисленных зкслериментов установлено, что со-зериенство кристаллической структуры СаЗе зависит не от конкретных фиксированных значений технологических параметров (температуры источника, температуры псдлолки, давления водорода), а их определенного сочетания, т.е. при изменении одного из парамэтроз зкоп^ркментаглно найденного оптимального условия рост' слоев, чтобы пе ухудпить совершенство слоя, надо соот-нэтствушим образом изменить и другие параметры.

2. Структура слоев и физические свойства зависят к от того, с такой скоростью достигаются эти технслспжскпе параметры и их постоянства е процессе роста. 3 частности, с ростом скорости увеличения 'Температуры источника, электросопротивление ?С растет, а с ростом скорости угеличешы температуры подложки оно уменьЕается.

3. Существенное влилн'ге яз структуру и свойства ЭС сказывает скорость охла^ен.'гя ухз выраженных с^оев. Лр:! медленном охлзлде-нии слоев их сопротивление больпе ;т стпуктурз поверхности Солее совергенн? по сравнению с бнстроохладденшсси слоям:.

4. При термообработка К е вакууме и е гтносфере водорода, сопротивление слоев чг^э всего уменьшается, а при отхигэ в гснелоро-дссодерка^еи атмосфере сопротивление растет. Однако, к з том и з другом случаях, "е'даект мотет быть слабым или протизсполомш^ описаньому. Бее зависит от биографии образца ¡1 соохисззниа температур роста и отжига слоя.

5. Отлит ЭС под слоем активирующей папты, состояний в основном из порошка СУЗе. с добавюми порошков СиС1 и С0С1г в одном случае и НаС1 з другом ему--:ае. приводят к увеличению алектросопрстив-леяия на 5-6 порядков и к многократно*!? увеличению,фоточувс-

ТВИТеЛаНО01Н

6. В проц^гср- отжига под слоем активирующей шихтн, происходит изменение структуры псгерхнсотк ЭС. Слои, у которых поверхность до оглигэ состояла иг плоских гексагонелькых фигур роста, после отлш-а 1 скрываются треугольними Фигурэмм, что говорит о 1 см. Чп> из поверхности этлигаемого оОрагца в процессе отаига происходит кыраапвакив нового слоя кубической модификации. Поскольку аюпримесей в растущий слои произойдет легче, чем их ди£фу.:ия в исходный обра&ец, то основной вклад а изменении сопротивления л фоточувстаитедьнсхли, по-видкмочу, вносят 5тот поверхностный слой.

7. ЭС С^Зе и СУЗ, о-голленные под слоем активирующей пихты, содер-/.вл^ий гюг.оаок КаС1, становятся фоточг ествктельными в ультрафиолетовой ейластп спектра. Обработанные таким оСрагом ЭС Сс!2 могут Мл! псподьэоьаны- в качестве мииеней передающих твле.эи--сиокгсгх трубок. работающих в диапазоне длин волн от ультрафиолетовой до инфракрасной областей спектра.

Еодород, являющийся транспортирующим газом при выращивании крлетадлоз и пмяок материалов Аг36, оказывает влияние на электГ'Офиэмческке свойства ЭС соединений АгБ3. По полученным экспериментальным результатам сделан вывод, что атомы водорода ' в кристаллах и пленках материалов А23г выполняют роль акцептора.'

Сонорные ревудьтаты дисертации наложены в следующих работах:

1. ГасанОЕ. Б.Г., Барри У., Магомедов Х.А. О влиянии некоторых технологиче-ских яси&уое на свойства эг.итаксиалышх слоев селе--нида кадмия/ '-Т&ьисы докладов 3 Всесоюзной конференции "Цате-риадсаздание хБлькйгениднъвс полупооводкк!»а", г.Черновцы,

1991г., с .28.

Барри У., Гзсяноз Н.Г., Магомедов Х.А. Епиякие ршпвсрекксго водорода на электропроводность кристаллов сульфида кадмпя. -Тезисы докладов 4 Всероссийского совещания "Физика и технология широкоэонных полупроводников" г.Махачкала, 1393 г., с.<13. Барри У., Гасаков Н.Г.. Магомедов Х.А. О некоторых ссоЗеикос-тях кристаллизации бинарных полупроводниковых соединений. -В сб.статей студентов, аспирантов и преподавателей университета. Йгд-зо Даггосуниверситета, г.Махачкала, 193Эг., с.249. Гасанов Н.Г., Баррк У., Магомедов Х.А. Влияние термообработки на спектральные _ характеристики кристаллов сульфида кадмия. -Тезисы докладов 4 Всероссийского совещания "Фигшса и технолога широкоаонкых полупроводников". г.Махачкала, 1993г., с.А?..