Исследование влияния внешних воздействий на кинетические процессы в активных элементах пленочных ИК-детекторов на основе солей свинца тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМШНАУКРЕСПУЕЛИКИ УЗБЕКИСТАН ФШШ<0-1ЕХШ1ЧЕСШШ ИНСТИТУТ НПО "Ф1ПНКА-СОЛНЦЕ"

РГ6 од 2 2 СЕН 1533

На правах рукописи

ОНАРКУЛОВ ГСтргойерди Згамбердгквич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ

АКТИВНЬЖ ЭЛЕМЕНТАХ ПЛЕНОЧНЬЖ ИК-ДЕТЕКГОРОВ НА ОСНОВЕ СОЛЕЙ СВИНЦА

АВТОРЕФЕРАТ диссертащш на сошкаше ученой сготепи доггера фшшео-магеягтгаекпх наук

0104.10- фтпкапалу151оводшк® пдшлолрпкав

Ташкент -1998

Работа выполнена в Ферганском Государственном Университете

Официальные оппоненты: академик РАЕН, заслуженный деятель науки и техники, профессо] Фи стул ь Б.И.

доктор физико-математических наук, профессор Зайнабидинов С.З. доктор физико-математических наук, профессор Камилов Т.С.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт прикладной физики НПО "Орион" (г.Москва)

Защита состоится " " 03 199 % г. в $ часов на заседании Специализированного Совета Д 035.08.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук в Физико-техническом институте НПО "Физика-Солнце" по адресу : 700084, Ташкент, ул.Мавлянова, 26. факс (3712) 35-42-91

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Физика Солнце"

Автореферат разослан О Л 1991г.

Ученый секретарь / /

Специализированного Совета, А1 /

доктор физ.-мат.наук / // Ахмедов Ф.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одними из главных требований, предъявляемых к фотоэлектрическим приемникам излучений, являются: высокая чувствительность, определенный диапазон спектральной чувствительности, высокое быстродействие, простота технологии изготовления и дешевизна. К настоящему времени известен целый ряд полупроводников и структур на их основе, чувствительных к ИК- области оптического спектра. Существуют высокочувствительные полупроводниковые приборы на основе монокристаллов халькогенидов свинца, 1пБЬ и 1пАз, работающие в ИК - области спектра, однако интерес к поликристаллическим ИК- фотоприемникам- на основе халькогенидов свинца не ослабевает. Прежде всего это связано с простотой технологии изготовления и низкой себестоимостью на основе массивных и пленочных поликристаллов. Другая причина в том, что большинство полупроводников, на основе которых могут быть созданы-фоторезисторы на длинноволновую область спектра, являются низкоомными и имеют малые времена жизни неравновесных электронов и дырок. Например, минимальная концентрация свободных носителей, которую в настоящее время удается получить, составляет 1016 см-3 в 1пАэ и 1017 см-3 в монокристаллах РЬТе, РЬБе, РЬБ. В РЬ^хЭп^Те за счет компенсации удается снизить концентрацию свободных носителей до 10'5 см-3, однако времена жизни при этом не превышают 10-* сек. Малые удельные сопротивления и времена жизни фотоносителей в этих и других узкозонных полупроводниках не позволяют до сих пор получить высокочувствительные ИК- детекторы на их основе, из-за проблем, связанных с коммутацией и малостью регистрируемого сигнала. В поликристаллах высокоомность сопровождается очень большими временами жизни.

Перед разработчиком конкретного фотодетектора стоят

проблемы:

• увеличение чувствительности;

• увеличение быстродействия (переключения).

Одновременное обеспечение обоих положительных качеств представляется труднодостижимой, а порой недостижимой задачей. Зачастую для достижения практических целей бывает достаточно значительного увеличения одного из вышеупомянутых свойств детекторов. В отличие от монокристаллов в поликристаллах способы управления теми или иными свойствами более разнообразны как в технологическом аспекте, так и внешним воздействием.

До недавного времени реализация различных эффектов в поликристаллах халькогенидов свинца являлась скорее технологическим искусством, нежели целенаправленным решением научной задачи. Это связано с тем, что четких физических представлений о ряде важных моментов в явлениях электронного и атомного переноса ли-

бо не было, либо они представлялись лишь в качественном аспекте. Стало ясно, что без понимания механизмов физических процессов в поликристаллах прогресс в улучшении характеристик приборов на их основе невозможен. Наметился круг принципиальных задач, решение которых должно было способствовать развитию физики поликристаллических фотодетекторов. Перечислим их:

• разнообразие во внутренней структуре поликристаллов, чувствительной к технологии их изготовления, требует тщательного изучения природы структурных неоднородносгей и их влияния на энергетический рельеф, а также выявление совокупности параметров опи-сивающих физическое состояние пленки;

• создание фоточувствительных структур на основе поликристаллов предполагает специальную обработку в различных средах, поэтому необходимо понимание физико-химических процессов, ответственных за очувствление;

• разработка методов целенаправленного воздействия на внутреннюю структуру для задания пленкам требуемых свойств;

• установление корреляции между структурной перестройкой и электронными явлениями в поликристаллах при воздействии различных полей, включая радиационные.

Решение этих задач предполагает комплексное исследование технологии получения поликристаллов, изучение механизмов формирования их структуры и измерение необходимого и достаточного числа физических параметров для разработки адекватных моделей электронных и атомных процессов, протекающих в них в равновесных и неравновесных условиях.

Цель и задачи исследования. Целыо диссертационной работы было установление совокупности физических параметров необходимых и достаточных для описания физических состояний и кинетических процессов в чувствительных элементах на основе халькогенидов свинца. В этой связи были поставлены следующие задачи:

- разработка адекватной технологии получения пленок, в которых возможно наблюдение всех ранее полученных результатов, а в ряде случаев новых эффектов;

-разработка экспериментальных методов определения достаточного числа физических параметров слоев для выявления механизма электронных процессов.

- определение корреляции между содержанием кислорода в фотослоях и их физическими свойствами;

- поиск путей перевода фотослоев из состояния с одними физическими параметрами в другое в процессе посггехнологической обработки;

- определение физико-химических условий вцедрения и вывода кислорода из пленок;

- изучение влиянт у - и нейтронного облучения на свойства ИК -детектороз на основе солеи свинца;

- разработка технологии радиационностойких фотодетекторов на основе поликристаллических халькогенндов свинца.

Объект исследования. В диссертаций. изучались поликристалли- * ческие пленки халькогенидов свинца с различными размерами кристаллитов и различным содержанием кислорода, полученные химическими и физическими методами и подвергнутые воздействию сред и факторов, вызывающих в них кинетические процессы.

Научная новизна. Проведенные исследования выявили технологические возможности задания пленочным фотодетекторам практически важных свойств и основные закономерности формирования и эволюции макродефектов в условиях получения или действия температурных и радиационных полей, а также позволили установить специфику электронных процессов при неизменной и меняющейся атомной структуре.

Получены следующие новые результаты:

1. Развить физическая модель проводимости и фотопроводимости в поликристаллических пленочных структурах на основе узкозонных полупроводников типа.PbS.

2. Разработана экспериментальная методика одновременного измерения в поликристаллических фотодете1сгср2х т:;па РЬ5 температурных зависимостей проводимости (с) , постоянной Холла (Ru), фотопроводимости (Дс) и постоянной времени ее спада (-), позволяющих, определить энергии активации этих величин. Доказано, что знание энергий активации с, RH, Да, т необходимо и достаточно для построения однозначной модели физических процессов в фотодетекторах типа PbS.

3. Установлено, что в зависимости от технологии изготовления поликристаллические фоточувствительные пленки типа PbS можно разбить на два класса: окисленные и переокисленные. Кроме того соотношения между энергиями активации основных параметров, в зависимости от концентрации поверхностных состояний выделяют три группы, которые объединяют все фотодетекторы.

4. Доказано, что энергии активации холловских и фотоэлектрических параметров пленок изменяются при обработке в кислородосо-держащей среде или в вакууме. При этом наблюдается переход пленок из класса в класс и из группы в группу. Последнее открывает технологические возможности создания пленок с повторяемыми свойствами.

5. Вперзые экспериментально установлено, что энергия ионизации поверхностных состояний-зависит от их концентрации, причем с уменьшением концентрации акцепторов в окисных фазах происходит уменьшение энергии ионизации поверхностных состояний.

б. В поликристаллах PbS впервые обнаружено отклонение от закона Ома в сильных электрических полях. Выявлено, что наблюдаемый эффект объясняется в рамках теории нелинейной перколяционной проводимости в неоднородных структурах.

» 7. Обнаружены и объяснены инверсия знака коэффициентов Холла и термоэдс в блочно-монокрнсгаллических и поликристаллнческнх пленках халькогенидов свинца при воздействии температуры и ИК-подсветки, обусловленная преобладанием в проводимости вклада фоновых дырок относительно термоэлектронов.

8. Установлены закономерности диффузионных процессов, связанных с перераспределением на границах кристаллитов (ГК) кислоро-досодержащих комплексов, при термическом и радиационном воздействии.

9. Определены диффузионные параметры истощения ГК активирующей примесью при термическом и радиационном воздействии на пленки PbTe, PbS, PbSe и показана их однотипность.

Вклад автора в разработку проблемы. В основу данной.работы положены оригинальные результаты полученные автором в течение многолетних исследований полупроводниковых пленочных материалов на основе солей свинца. Все экспериментальные исследования и их физическое объяснение выполнены лично автором. Теоретическая интерпретация некоторых экспериментальных результатов выполнена совместно с докторами физико-математических наук В.В.Осиповым, Л.Н.Неустроевым и Ш.Б.Атакуловым.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Особенности энергий активации проводимости (а) , постоянной Холла (Rh), фотопроводимости (До) и постоянной времени ее спада (т) в зависимости от концентрации дефектных электронов в объеме кристаллитов к поверхностных состояний, что позволили определить механизм проводимости и фотопроводимости в поликристаллических пленках типа PbS.

2. Методика и установка для одновременного измерения температурных зависимостей основных параметров поликристаллических пленок халькогенидов свинца.

3.Классификация поликристаллических пленок типа PbS в зависимости от структуры и рекомбинационных процессов.

4. Закономерности изменения основных параметров поликристаллических пленок при воздействии температурных и электромагнитных полей, ионизирующих излучений.

5. Пути целенаправленного изменения технологии получения пленок и постгехнологической обработки для достижения требуемых рабочих параметров пленочных ИК-детектрров на основе солей свинца.

Научная и практическая значимость результатов:

1. Установлены способы целенаправленного изменения физических параметров поликристаллических пленок халькогенидов свинца урегулированием технологических процессов и посттехнологической воздействием.

2. Изученные в работе закономерности термической и радиационной деградации поликристаллических пленок халькогенидов свинца и различных герметнзир^ощих покрытии, позволяют установить ресурс и надежность пленочных приборов и находить пути их повышения.

Апробация работы и публикации.Основные результаты диссертации доложены на: Республиканской школе молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы физики полупроводников" (Фергана, 19S2), IV Всесоюзном- семинар-совещании "Перспективы развытия и практическое применение методов тензометрии при исследовании прочности конструкции" (Фергана, 19S3), II Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких пленок (Ивано-Франковск, I9S4), I и IV Всесоюзных семинарах "Полупроводниковые материалы для термоэлектрических преобразователей" (Ленинград, 1985, 1992), Республиканской конференции молодых ученых "Актуальные вопросы прикладной физики" (Ташкент, 1985), II Всесоюзной конференции "Материаловедение халькогенидных и кислородо-содержащих полупроводников" (Черновцы, 1986), Всесоюзной закрытой конференции по радиационной физике (Баку, 1939), Всесоюзной научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках (Ташкент, 1989), Республиканской научно-практической конференции молодых ученых Таджикистана (Курган-Тюбе, 1991), Международной конференции "Маркетинг-летательных аппаратов" (Фергана, 1996), Международных научных конференциях по физике полупроводников (Ташкент, 1997; Бухара, 1997). Они неоднократно обсуждалась на научных семинарах института прикладной физики (г.Москва), МИ-СиС (г.Москва), Отдела теплофизики АН РУз, Ташкентского и Ферганского госуниверситетов и других научных центров.

Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном научном семинаре физического факультета ФерГУ (npoT.N 1 от 17,10.96 г.),

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы 35 научных работах, в том числе 1- монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из предисловия, введения, пяти глав, заключения и списка цитированной литературы из 218 наименований. Она содержит 218 страниц, включая 39 рисунков и 13 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Предисловии обоснована актуальность темы, сформулирована цели и задачи работы, дана краткая характеристика того нового, что внесено автором в решение избранной проблемы, а также изложены основные защищаемые положения.

В первой главе диссертации лроводтхя анализ работ посвященных исследованию структуры, электрофизических свойств, механизмов проводимости и фотопроводимости полупроводников халькогенидов свинца.

Полупроводники типа РЬБ являются узкозонными полупроводниками и у них с уменьшением температуры ширина запрещенной зоны уменьшается. Легирование халькогенидов свинца осуществляется введением сверхстехиометрического свинца или халькогсна, причем избыток металла приводит к устойчивой электронной проводимости, а халькогена - дырочной.

В поликристаллических пленках халькогенидов свинца обнаруживается сходство 'в свойствах с соответствующими монокристаллами. Но в поликристаллах электрофизические свойства сильно зависят от их структуры. У них в отличие от монокристаллов низкая электропроводность и подвижность носителей заряда. Концентрация носителей и тип проводимости может не зависеть от параметров исходных монокристаллов. Причина такого различия объясняется реиспарением халько-генов с подложки, что приводит к обогащению пленки свинцем.

Наиболее заметное действие на фотоэлектрические и кинетические свойства пленок халькогенидов свинца оказывает взаимодействие их с кислородом. Кислород в поликристаллах халькогенидов свинца приводит к образованию поверхностных уровней в результате хемо-сорбции, акцепторных уровней при диффузии в объем пленок и окислов типа РЬО-РЬЗ(5е,Те) з результате химической реакции. Интерес к изучению взаимодействия пленок халькогенидов свинца с кислородом обусловлен с необходимостью их активирующей термообработки в кислородосодержащей среде для получения фотоприемников. При этом пленка переходит с п- типа в р- тип.

Физические свойства поликристаллических пленок, в основном, определяются характеристикой ГК. Можно отметить три наиболее часто встречающихся состояния ГК: 1) ГК состоит из стенки мало- и среднеугловых дислокаций, создающих в запрещенной зоне полупроводника поверхностные состояния, способные захватывать основные носители заряда. На ГК могут быть адсорбированы примеси, тогда энергетический спектр поверхностных состояний определяется характером взаимодействия примеси и поверхности кристаллитов; 2) ГК представляет собой область с инверсной самому кристаллиту прово-

димостью; 3) ГК является диэлектрическим, разделяющим проводящие кристаллиты.

Естественно, что ГК может представлять собой и комбинацию отмеченных ситуаций. Наиболее существенным здесь является то, что ГК, локализуя на себе избыточный заряд, существенно изменяет потенциальный (энергетический) рельеф зон для носителей заряда. А это в свою очередь определяет.транспорт носителей вдоль пленки. Изучение реальной .структуры поликристаллических пленок показало, что в них помимо границ двух кристаллитов существуют области, где сходятся три или более кристаллитов (узлы) и вблизи них локализуются больше поверхностных состояний, чем на обычных ГК. Для модели, в которой предполагается, что поликристаллическая пленка состоит из прямоугольных кристаллитов и узлами являются области, где сходятся четыре кристаллита или пересекаются две обычные ГК, показано, что высота барьера в узле срв всегда выше высоты барьера у ГК фд (фб > фл).

Для объяснения механизма проводимости и фотопроводимости в поликристаллических пленках типа РЬБ предложен ряд моделей, каждая из которых опиралась на определенную совокупность экспериментальных данных. Каждая из этих моделей в той или иной мере объясняет определенный набор экспериментальных данных, но при этом наталкиваются на непреодолимые трудности в объяснении других. Недостатки предложенных моделей в объяснении фотоэлектрических свойств слоев-РЬ£ удалось преодолеть Л.Н.Неустроеву и В.В.Осипову. Они предложили физически простую модель, которая заключается в следующем. На поверхности кристаллитов п-типа проводимости имеются акцепторные поверхностные состояния, образованные в процессе окисления слоев РЬБ. Захват электронов из объема кристаллитов на поверхностные состояния приводит к инверсионному изгибу зон у ГК. Электроны запираются в объеме кристаллитов высокими барьерами р-п - переходов, а токоперенос осуществляется дырками вдоль инверсионных каналов у поверхности кристаллитов. При освещении фотодырки, генерируемые светом, скапливаются у поверхности кристаллитов в инверсионных каналах, а фотоэлектроны у подножия потенциальных барьеров. Фотопроводимость обусловлена увеличением концентрации дырок в проводящих каналах и времени их жизни. Время жизни фотоносителей возрастает за счет пространственного разделения фотоноситеяей различного знака барьером р-п - перехода.

Для энергий активации различных параметров в случае когда уровень Ферми находится выше поверхностных состояний ими получены выражения

где q>t - изгиб зон на поверхности, кристаллитов. Четыре энергии активации в (1) выражены через два подгоночных параметра фГ и Ец. А в случае, когда уровень Ферми на поверхности кристаллитов проходит через поверхностныые состояния для энергий активации различных параметров имеют место следующие формулы

Ер - Pso - Eg- Еа = <p*so -Eg+ЕМ~ Е6а = 2 <р%о ~Еа+Ем- Ет = (2)

где Фи - изгиб зон на поверхности кристаллитов при Т = 0. Теоретические представления Л.Н.Неусгроева и В.В.Осипова показали значительное совпадение со многими, порой противоречивыми, экспериментальными данными по фоточувствительным слоям PbS.

Глава П. Современное состояние технологии получения пленок халькогенндов свинца и методика измерений. В этой главе работы описаны современное состояние технологии получения по л икр истгалличе-ских пленок на основе халькогенидов свинца. Поликристаллические фоточувствительные элементы из халькогенидов свинца получаются двумя методами: химическим осаждением (обозначены буквами - х) и термовакуумным испарением (обозначены буквами - ф). Химическим осаждением получаются высокофоточувствительные пленки из PbS и PbSe. Размер кристаллитов в пленках полученных химическим осаждением зависеть от их состава, концентрации и температуры раствора (0,3 < L < 1,5 мкм). С увеличением концентрации воды в растворе размер кристаллитов уменьшается. Термовакуумным испарением конденсируются поликристаллические слои из PbS, PbSe и РЬТе. Сразу после конденсации они являются нефоточувствительными и в процессе высокотемпературного термоотжига (400 * 500 С) становятся фоточувствительными. .

Материалы PbS, PbSe и РЬТе испаряются сублимацией. Поэтому незначительный разброс температуры испарителя приведет к выбраси-ваншо материала. Во избежании этого явления использован испаритель типа "алундовая корзина" с внешним отвертсгвием диаметром ~3 мм, что в свою очередь, при расстоянии от испарителя до подложки 50*60 мм обеспечивает равномерное распределение материала на подложке. Учитывая неоднородность пленок тип проводимости определялась двумя независимыми методами: по термоэдс и эффекта Холла в двух противоположных направлениях тока и магнитного поля через образец. В высокочувствительных высокоомных (RT > 10s. Ом) образцах PbS и PbSe при измерении эффекта Холла компенсационный метод неприменима из-за недостаточной чувствительностью. В этом случае измерения проводились при переменном электрических и магнитных полях, с использованием усилителя выходного напряжения Холла. Фотоэлектрические параметры образцов измерялись на установке с модулированным излучением от черного тела. Для уменьшения фоно-

вой засветки и поддержания стабильности температуры образца, разработан трехстенный криостат, который имеет равновесный фон и стабильность температуры ± 1 С при измерении. Постоянная времени фотопроводимости определялась по спаду фотосигнала в е раз при засветке образца & помощью светодиода АЛ 106 с длиной волны 0,93 мкм, который питался от генератора прямоугольных импульсов напряжения. Влияние внешних воздействий на свойства образцов уменьшится при использовании герметических и лаковых покрытий. По физическим параметрам таких, как оптическая прозрачность, прочность и частотная зависимость наиболее подходящими герметизирующими и лаковыми покрытиями являются кремниевые диски и кварцевые подложки. Изучение оптических и механических характеристик герметических покрытий и клеевых соединений производились на ИК спектрофотометрах и специально созданных лабораторных установках с усилием на отрыв.

Глава Ш. Фотопроводимость полнкристалл ических пленок халькогеиидов свинца. В этой главе работы приведены результаты исследований температурных зависимостей темновой проводимости ст, постоянной Холла Ли, холловской подвижности ц«, фотопроводимости Дог, и постоянной времени ее спада т фоточувствительных поликристаллических пленок РЬБ и РЬве полученных химическим осаждением и термовакуумным испарением. На рис.1 приведены типичные изменения основных параметров пленок РЬБ от температуры. Из рис.1 видно, что изменение параметров носят акти-вационный характер. По экспериментальным температурным зависимостям СГ, Ян, Ци, До и т определены их энергии ионизации. Полученные результаты показали, что для одной группы образцов выполняется соотношение (1) , а для другой группы образцов соотношение (2). Также существует группа пленок, у которых энергии активации различных параметров удовлетворяют формулам

3 4 3 6 Ю'/Г,К

Рис.1. Температурные зависимости основных параметров пленок РЬЭ (1-Ди, 2-ст, 3-т, 4-ц», 5-р»)

Ех= Ец и Ет+Ео=Еда. (3) Измеренные и рассчитанные значения энергий активации различных параметров пленок РЬБ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измеренные (рассчитанные) значения энергий активации холловской концентрации дырок Ер, проводимости Е„, удельной фотопроводимости Еда, постоянной времени спада фотопроводимости Е, и эффективной холловской подвижности Ец для различых исследовнных об-

разцов

номер обр ЕР мэВ Е„ МЭВ Едо мэВ Ет мэВ мэВ МЭВ МЗВ Е.+Е.-Е4. МЭВ

588х -98 (-104) -173 (-179) 110 (111) 186 (186) -75 6 1. -97

589х -110 (100) -169 (-159) 134 (131) 190 (190) -5 9 10 -3 -113

650х -38 (-37) -125 (-124) 169 (166) 253 (253) -87 1 -3 -41

1289х -35 (-42) -85 (-92) 200 (198) 246 (248) -50 -7 -2 -37

ИТФ -10 (-9) -160 (-150) 130 (140) 20 0 (200) -60 10 10 -90

■ ' -•.'".•. ^•..-.•.'Пленки:-5-груши; л

|9Э00х -32 (-30) -8 4 (-82) 175 (178) 2 60 (260) -52 2 33 1

9993х -57 (-58) -90 (-91) 147 (141) 232 (232) -33 -1 52 -5

9999х -50 (-52) -90 (-92) 153 (146) 238 (238) -40 -2 45 -5

йх -170 (-160) -240 (-230) -110 (-100) 130 (130) -70 10 170 0

РУППЫ: ■

60 -50 (-50) -133 (-133) 165 (157) 300 (290) -83 60 47 1

8Ф -40 (-40) -112 (-112) 188 (178) 296 (290) -72 46 36 -4

\

Результаты приведенные в табл.1 показывают хорошее численное совпадение рассчитанных и экспериментально измеренных значений параметров, что подтверждает достоверности предложенной модели фотопроводимости с инверсионным изгибом зон у поверхности кристаллитов.

Согласно теории Неустроева-Осипова в пленках, для которых выполняется соотношение (1), уровень Ферми на поверхности кристаллитов в области узлов И? проходит выше образованных' кислородом поверхностных состояний, т.е. концентрация поверхностных состояний мала. В этом случае основным каналом рекомбинации неравновесных

носителей является рекомбинация через объем кристаллитов ( Р-группа) (рис.2).

1С.2. Схема рекомбинации неравно' сных носителей в слоях Р-группы.

о ГЛ

¿7*

О-*э—

■р

Ее

©-- А

В пленках, для которых выполняется соотношение (2), концентрация поверхностных состояний столь велика, что уровень Ферми в области узлов проходит через поверхностные состояния, а основным каналом рекомбинации неравновесных носителей является рекомбинация через поверхностные состояния (в - группа) (рис.3). В этом случае расчет т не представляется возможным из-за того, что сечение захвата электронов на поверхностные состояния, которая входит в формулу для расчета постоянной времени спада фотопроводимости не может быть определена из независимых экспериментов. К третьей группе относятся пленки для которых выполняется соотношение (3) и в них концентрация поверхностных состояний достаточно велика, на в то же время велика и концентрация электронов в объеме кристаллитов. В этих пленках основным каналом рекомбинации неравновесных носителей является рекомбинация через объем кристаллитов ( Ео - группа) (рис.3).

Содержание кислорода в фоточувствительных поликристаллических пленках типа РЬБ можно изменять посредством их непродолжительного прогрева в вакууме или в воздухе при температурах, незначительно отличающихся от комнатной. При изменении концентрации поверхностных кислородных состояний пленки должны переходит из одной группы в другую, т.е. для энергий активации различных параметров должны выполнятся другая группа формул из соотношений (1), (2) и (3). Результаты исследований влияния на параметры пленок вакуумного прогрева при температуре 120 °С приведена в табл.2.

'ис.З. Схема рекомбинации нерав-ювесных носителей в слоях О-в ¡о- группы.

Таблица 2

Энергии актавации различних параметров и их соотношение для пленок РЬБ до и после прогрева в вакууме.

Тип N Ео ; Е, • ЕИ е,-(»-£?; 15,-6,-16 х-к-ъ

пленки обр. МЭВ ыэВ: мэВ - МЭЗ: мэВ ыэВ из В ИЭВ мэВ

ДО "&§дЪ -34 -90: 149 255! 39 -4 -43 5

......про.-?.... 8990 ...-32 ...-9.9.1. 164 255: -57 . ...34 . -3 -37 .....г.....

гре- ;Ен 032£ -64 -192; 104 292: -128 60 66 6 -4

ял ; П-57-7 -4Я 1 -ч« -1 1 ° 4 1 41 1 г) -и

ПОС-» 8989 -56 -115: 177 229; -59 -7 -5 2 -63

ле ;РС 8990 -4 6 -146 145 240! -100 -5 -4 1 -51

про-» 0326 -57 -176 116 240! -119 5 7 2 -52

гревз 0327 -43 -157; 132 252; -114 6 5 -1 -37

Анализ полученных в диссертации экспериментальных результатов показали, что по мере уменьшения концентрации кислорода в процессе вакуумного прогрева пленок происходит уменьшение энергии ионизации образованных им акцепторных состояний.

Исследования релаксационных процессов пленок производились методом изменения поверхностного потенциала путем осаждения на поверхности активного элемента попов различного знака. Изменяя поверхностный потенциал фотослоя с помощью осаждения ионов можно управлять изгибом зон. В релаксации фотопроводимости фотослоев типа РЬБ при различной величине изгиба зон, наблюдается два экспоненциальных участка релаксации 1ф . При уменьшении величины исходного отрицательного потенциала, характерные времена релаксации обоих экспоненциальных участков уменьшаются. Начиная с некоторого значения поверхностного потенциала, при его уменьшении появляется сверхбыстрая компонента в релаксации.

Полученные в экспериментах особенности релаксации 1ф объясняются, исходя из представления о захвате носителей уровнями прилипания. Характер зависимости релаксации. фототока дает основания утверждать, что в рекомбинации фототока доминирующая роль принадлежит поверхности.

Глава ГУ. Исследование кинетических и фотоэлектрических свойств пленок халькогенидов свинца. В главе даны результаты исследования процессов, ответственных за изменение свойств пленок типа РЬБ при действии на них кислородосодержащей среды. Кислород интенсивно взаимодействует с пленками РЬБ, РЬБе, РЬТе, имея способность адсорбироваться на его поверхность и проникать в объем. Кислород адсорбируясь на свободный поверхность пленок, образует акцепторные поверхностные состояния, захват электронов на которые

приводит к изгибу зон, являющемуся из-за высокого коэффициента покрытия поверхности пленки кислородом инверсионным.

Оксидная прослойка

В ряде образцах наблюдались большие значения энергии активации проводимости я;0,35 эВ. Физическая природа больших значений Е0 объясняется в предположении, что оксидные прослойки не всегда туннельно прозрачны. Обнаруженные на поверхности кристаллитов оксиды свинца являются широкозонными веществами. Поэтому на границе кристаллиты- прослойка наряду с потенциальным изгибом зон возникают дополнительные барьеры для электронов оЕ,- и дырок 5Еу (рнс.4). Толщина оксидных фаз на поверхности кристаллитов в фотослоях РЬБ существенно зависит от режима окисления. Если прослойка тонкая, вероятность туннелирозания дырок Рт через прослойку выше вероятности термоахтазации Ра.

; '. При увеличении толщины прослойки, что может задаваться режимом окисления для физических слоев или содержанием окислителя для химических слоев, ситуация может измениться. Рассчитанные значения Ра и Рт для прямо угольного барьера прослойки приведена в табл.3.

Т а б л 1! и а 3.

Рис.4. Диаграмма энсргспгчссхих зон на ГК ширина оксидной прослоГпги, 1 - полуширина проводящего канала).

1 ~ - Тошрта | прослойки, р- 'Ра 1 при Т — ЗЦ« К р* ; приТ-150К |

20 10-1 2-10-2 3-Ю-1

50 4-10-5 2-10- 3-10-1

1 >00 10-5 2-Ю-з 3-10-* |

При исследовании температурных зависимостей коэффициента Холла и термоэде а в диапозоне 100 -=- 400 К были обнаружены следующие особенности:

- значения Я» и а при понижении температуры уменьшаются и при Т < 200 К инвертирует знак с отрицательного на положительный;

- при приближении температуры к 100 К ст и выходят на насыщение.

При понижении температуры электропроводность электронного слоя уменьшается за счет снижения прозрачности межкристаллических барьеров, а проводимость дырочного слоя при низких температурах определяется темпом генерации дырок трехсотградусным окружающим пленки фоном и от температуры не зависит. Когда электропроводность инверсионного слоя превысит проводимость электронного слоя, происходит инверсия знака Ян и а.

Исследование полевой зависимости электропроводности свежео-сажденных химических слоев РЬБ обнаружило в полях Е £ 50 В/см отклонение от закона Ома. В мелкодисперсных поликристаллических пленках, какими являются пленки РЬБ, такие поля не могут обеспечить снижения высоты барьеров у ГК на величину ~кТ, что требуется для нарушения омичности. Оказалось, что возникающая нелинейность связана с перколяционными эффектами и полностью объясняется в рамках теории нелинейной перколяционной электропроводности в сильных полях, развитой Б.И.Шкловским. В предположении о случайном характере распределения концентрации поверхностных состояний на ГК, приводящем к случайному разбросу барьеров по высоте в поликристаллическом массиве, наблюдается количественное совпадение теории и эксперимента. Нелинейность полевой зависимости электропроводности исчезает после термообработки пленок на воздухе или в вакууме, что связана с диффузионным перераспределением активирующих примесей по ГК.

При одноосной деформации растяжения и сжатия в пленках РЬБ наблюдается увеличение темнового сопротивления и напряжения фотосигнала. Наблюдаемые изменения параметров пленок объясняется изменением высоты потенциальных барьеров на ГК за счет изменения концентрации поверхностных состояний.

Экспериментально исследован фото-Холл-эффект в пленках РЬЭ. Обнаружено, что и в физических, и в химических слоях при сильном освещении наблюдается увеличение коэффициента Холла (уменьшение холловской концентрации дырок) в условиях обычной положительной фотопроводимости - отрицательный фото-Холл-эффект. Для объяснения эффекта принято во внимание возможное включение в токоперенос инверсионного канала у свободной поверхности, в котором и электропроводность, и коэффициент Холла определяется, в отличие от инверсионных каналов у ГК, одной и той же концентрацией дырок. "Переключение" канала проводимости при освещении принято ответственным за эффект.

Глава V. Термическая и радиационная деградация поликристаллических пленок халькогенидов свинца. Значительное внимание в главе уделено изучению закономерностей термической деградации свойств пленок халькогенидов свинца при отжиге на воздухе и в вакууме. Характер изменения кинетических коэффициентов пленок при отжиге свидетельствует о стимулировании при нагреве диффузионного истощения ГК активирующей примесью, которое приводит к уменьшению амплитуды изгиба зон у ГК, что в свою очередь, вызывает изменение энергий активации их параметров. Получены независимые выражения описивающые кинетику изменения электропроводности при диффузионном истошении ГК кислородом

Получены энергии активации диффузии (1,7 ±0,3)- Ю-1 и (2,9 ±0,3)-10*1 эВ в слоях, полученных соответственно физическим и химическим способами. Заметное различие в диффузионных параметрах слоев двух типов связано с принципиальным отличием технологий их получения. В слоях, полученных физическим способом,, активирующей примесью является кислород, а в слоях, полученных химическим способом его комплексы. Кислородные комплексы менее подвижны вдоль ГК, чем атомарный кислород, что и обеспечивает более высокие Пгк и меньшую энергию активации диффузионного процесса в слоях, полученных физическим способом.

В этой же главе приведены результаты исследования влияния радиационных полей на свойства поликристаллических пленок халькогенидов свинца, а также некоторые вопросы их радиационной технологии. Облучение пленок п - РЬТе у- квантами приводит к ухудшению их термоэлектрических свойств, причем характер изменения физических параметров при облучении на воздухе подобен таковому при термоотжиге на воздухе. При облучении пленок в вакууме до интегральных доз у - квантов 5 -107 Р видимых изменений в свойствах пленок не наблюдается. Наиболее стойкими к действию у - облучения на воздухе являются пленки, полученные при скорости испарения 400 ч- 450 °А/с и температуре 620 -г 640 К.

Из сравнения кинетики изменения свойств пленок п-РЬТе при у -облучении в вакууме и на воздухе, а также при термоотжиге установлено, что изменение параметров пленок при у - облучении на воздухе до интегральных доз 108 Р преимущественно вызвано внедрением кислорода на ГК. Интенсивность такого внедрения определяется двумя

процессами. При облучении образцы нагреваются до 340 +350 К и стимулируется термодиффузия кислорода из атмосферы на ГК. Ускорению диффузии проникшего в приповерхностную часть ГК кислорода вглубь пленки способствует радиационно-стимулированный диффузионный процесс. При интегральных дозах у - квантов более 108 Р в свойствах пленок проявляются начинающиеся существенные изменения в объеме кристаллитов и ухудшение структуры пленок.

В интервалах интегральных доз у - квантов (0ч-5)-107 Р и реакторных нейтронов От 1014 см-2 действие излучений на фоточувствительные пленки РЬБ приводит к экспоненциальному росту их темпового сопротивления, причем, интенсивность изменения темнового сопротивления от температуры, при которой облучаются образцы, не зависит. Концентрация дырок и постоянная времени фотопроводимости уменьшаются. Сравнение этих данных с результатами по влиянию термоотжига на свойства пленок РЬБ показало, что характер изменения параметров пленок одинаков в обоих случаях. Особенности изменения свойств пленок РЬБ при радиационном воздействии объясняются низкотемпературным радиацнонно-стимулированным диффузионным истощением ГК активирующей примесью, что приводит к уменьшению высоты потенциальных барьеров у ГК и в узлах. По кинетике изменения темнового сопротивления пленок РЬБ при у - облучении сделана оценка коэффициента радиационно-стимулированной диффузии активирующих примесей = Ю-14 см2 с*1.

В пленках РЬо^по.гТе при облучении у - квантами наблюдается рост коэффициента термоэде и уменьшение других параметров а, рн), что объясняется изменением концентрации примесей и собственных дефектов ( вакансии РЬ и Те) при воздействии у - облучения.

Одним из способов стабилизации рабочих параметров ИК-детекторов является нанесение лаковых покрытий на поверхность чувствительных элементов. Покрытием, не ухудшающий радиационную стойкость пленочных элементов типа РЬБ является халькогенидное стекло и клеевое соединение УК.

В заключении к диссертации сформулированы основные результаты и выводы проведенных исследований:

1.На основе анализа данных экспериментального измерения энергий активации проводимости, коэффициента Холла, фотопроводимости и постоянной времени ее спада в фоточувствительных по-ликрисгаллических пленках халькогенидов свинца установлено, что физической моделью, в рамках которой удается объяснить практически все экспериментальные результаты, является модель с инверсионным изгибом зон у границ кристаллитов.

2. Доказано, что фоточувствительные поликристаллические пленки типа РЬБ, полученные "физическим" и "химическим" способом с использованием различных технологических режимов, отличаются

лишь концентрацией дефектов донорного типа в объеме кристаллитов и числом поверхностных акцепторных состояний у границ кристаллитов. В зависимости от уровня содержания кислородных активных примесей все поликристаллические слои делится на две основные группы: сильноокисленные и слабоокисленные. Отношением концентраций дефектных электронов в объеме кристаллитов и поверхностных акцепторных состояний определяются релаксационные процессы протекающие в этих пленках: а) концентрация дефектных электронов в объеме кристаллитов и поверхностных состояний мало (слабоокисленные, более совершенная структура) - прилипание фотодырок на поверхностные состояния мало и неравновесные носители рекомбинируготся через объем кристаллитов (Р - группа); б) концентрация дефектных электронов в объеме кристаллитов мала, а концентрация поверхностных состояний больше (сильноокисленные, более совершенная структура) - прилипание фотодырок на поверхностные состояния велик и неравновесные носители рекомбинируются через поверхностные состояния (G - группа); в) высокая концентрация дефектных электронов в объеме кристаллитов и поверхностных состояний (сильноокисленные, несовершенная структура) - прилипание фотодырок на поверхностные состояния велик и при этом происходит ударная рекомбинация неравновесных носителей в объеме кристаллитов ( Ео - группа).

3.Термическая обработка поликрисгаллических пленок халькоге-нидов свинца, стимулирует в них диффузионное перераспределение активирующих примесей. Термоотжиг образцов в вакууме при Т = 120 С уменьшает концентрацию поверхностных состояний, на что указывает переход пленок после термообработки из "Eg - группы" в " Р - группу".

4. Установлено, что в процессе термической обработки пленок происходит изменение энергии ионизации образованных кислородом поверхностных, состояний, обусловленный эффектом кулоновского взаимодействия заряженных поверхностных состояний между собой и сильным различием в диэлектрических проницаемостях кристаллов и межкристаллитных прослоек.

5. Выявлено, что изменение физических свойств поликристаллических пленок халькогенидов свинца при термической обработке в кислородосодержащей среде связано с адсорбцией кислорода на свободную поверхность пленок с последующей диффузией в их объем по границам кристаллоз.

6.Релаксационные процессы в поликристаллических пленках халькогенидов свинца определяются захватом носителей уровнями прилипания, которые образованы кислородосодержащими примесями у поверхности кристаллитов и пленки.

7.В поликристаллических пленках п - РЬТе при понижении температуры обнаружены инверсия знаков Холла и термоэде. Эффект

происходит из-за превышения темпа фоновой генерации дырок над термогенерацией электронов через межкристаллитные потенциальные барьеры при температурах < 200 К.

8.Потенциальный рельеф сетки инверсионных каналов в свежео-сажденных химических слоях РЬБ случайно неоднородный. Электропроводность этих слоев в сильных электрических полях носит перколя-ционный характер. На это указывает возникающая в слоях нелинейность полевой зависимости электропроводности типа нелинейности Шкловского. Нелинейность полевой зависимости исчезает после термообработки слоев, которая стимулирует диффузионное перераспределение активирующих примесей, что приводит к сглаживанию потенциального рельефа.

' 9. Одноосная деформация приводит к изменению электропроводности фотослоев РЬБ как при сжатии так и при растяжении. При понижении температуры от 300 К до 200 К наблюдается увеличение изменения электропроводности при деформации.

Ю.Обнаружено что практически во всех слоях РЬБ при сильном освещении наблюдается увеличение коэффициента Холла (уменьшение холловской концентрации дырок) в условиях обычной положительной фотопроводимости - отрицательный фото-холл-эффект. Для объяснения эффекта принято во внимание возможное включение в токоперенос инверсионного канала у свободной поверхности, в котором и электропроводность, и коэффициент Холла определяется, в отличие от инверсионных каналов у ГК, одной и той же концентрацией дырок. "Переключение" канала проводимости при освещении принято ответственным за эффект.

11.Изменение параметров пленок при отжиге на воздухе и в ваку-. уме связано с диффузионным истощением ГК активирующей примесью, которое приводит к уменьшению амплитуды изгиба зон на ГК, что вызывает изменение энергий активации параметров слоев. По кинетике изменения электропроводности фотослоев РЬБ при термоотжиге в вакууме и на воздухе найдены коэффициенты и энергии активации диффузии активирующей примеси по ГК.

12. Исследование характера радиационной и термической деградации параметров фоточувствительных слоев типа РЬБ выявило сходство в их изменении под действием облучения и термоотжига: экспоненциальный рост темнового сопротивления ( падение электропроводности), уменьшения холловской концентрации дырок и постоянной времени фотопроводимости. Установлено, что за эти процессы ответственно диффузионное истощение границ кристаллитов активирующей примесью за счет термических или радиационно-сггимулированных. процессов.

13. В зависимости от назначения чувствительного элемента из солей свинца, управлением технологического процесса и постгехнологи-

ческой обработки, можно достичь увеличение их чувствительности или быстродействия. Установлено, что увеличение фоточувствительности достигается уменьшением размера кристаллитов, а увеличение быстродействия с уменьшением числа поверхностных кислородных состояний.

Список опубликованных работ, по теме диссертации I. Монография и журнальные статьи

1. Мамадалимов А.Т., Онаркулов К.Э. Физика поликристаллов халькогенидов свинца. Ташкент : Фан. 1996. 124 с.

2. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э. О перколяционной проводимости фоточувствительных химически осажденных слоев сернистого свинца. //ФТП. 1985. Т.19. В.7. С.1324-1326.

3.Атакулов Ш.Б., Заитов Ф.А., Матершев Ю.В., Онаркулов К.Э., Шавров А.Е. О диффузионном характере радиационной деградации фотопроводящих пленок сернистого свинца. //ФТП. 1985. Т.19. В.11. С.2088-2091.

4. Неустроев JI.H., Осипов В.В., Онаркулов К.Э. Температурные зависимости основных параметров фоточувствительных поликристаллических пленок PbS. //Микроэлектроника. 1986. Т. 15. В.З. С.244-254.

5. Неустроев Л.Н., Осипов В.В., Онаркулов К.Э. Исследование внутренней структуры фоточувствительных поликристаллических пленок сульфида свинца с помощью вакуумного прогрева. //ФТП. 1987. Т.21.В.7. С. 1523-1527.

6. Неустроев Л.Н., Осипов В.В., Онаркулов К.Э. Фотопроводимость и аномальный эффект Холла в поликристаллических пленках PbSe. //ФТП. 1987. Т.21. В.12. С.2134-2136.

7. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э. Влияние межкристаллитных прослоек на свойства слоев сульфида свинца. //ДАН Узб. 1987. N 10. С.30-32.

8. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э. Экспериментальное исследование отрицательного фото-Холл-эффекта в слоях PbS. //ФТП. 1990. Т.24. В. 10. С. 1984-1987.

9. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э., Рахманкулов М.Х. Механизм термической деградации фоточувствительных слоев PbS. //ФТП. 1991. Т.25. В.4. С.633-635.

10. Абдуллаев Э.А., Ахмедов М.М., Онаркулов К.Э. Влияние состава и структуры на свойства Пленок (ВЬ-^БЬхЬТез. //Узбекский физический журнал. 1995. N 4. С. 65-67.

11. Карабаев Ы.К., Мамадалимов А.Т., Онаркулов К.Э.Влияние солнечного излучения на свойства слоев PbS. //Гелиотехника. 1995. N 4. С.94-96.

12. Мамадалимов А.Т., Расулов РЛ., Онаркулов К.Э. Новые оптические и фотогальванические эффекты в полупроводниках и полупроводниковых структурах. //Научный Вестник ФерГУ. 1996. N 1. С.61-65.

13. Онаркулов К.Э. Влияние одноосной деформации на проводимость и фотопроводимость пленок РЬ5.7/ФТП. 1996. Т.ЗО. В.1. С.315-318.

14. Мамадалимов А.Т., Онаркулов КЗ., Парпнев Т.К. Влияние у-излучения на кинетические коэффициенты пленок РЫ-хБпхТе. //ФТП. 1996. Т.30. В.4. С.652-655.

15. Опаркулов КЗ. Термические диффузионные процессы в пленках РЬТе и РЬБе. //Научный Вестник ФерГУ. 1996. N 2. С.87-89.

16. Заитов Ф.А., Онаркулов К.Э. Влияние ионизирующих излучений на свойства фотослоев РЬБ и гсрметиков. //Научный Вестник ФерГУ. 1996. N 4. С.95-96.

Ш. Тезисы научных конференции, симпозиумов и статьи в научных трудах и сборниках

17. Атакулов Ш.Б., Онаркулов КЗ., Нурдинов Х.Н. Исследование тензорезистивных свойств химически осажденных фоточувствительных слоев РЬБ. //Тезисы докл. Республиканской школы молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы физики полупроводников" Фергана. 1982. С.87.

18. Атакулов Ш.Б., Онаркулов КЗ. Влияние одноосной деформации на фотоэлектрические свойства химически осажденных слоев РЬБ. //Тезисы докл. IV Всесоюзной семинара-совещания "Перспективы развития и практическое применение методов тензометрии при исследовании прочности конструкций". Фергана. 1983. С.76. (ДСП).

19. Онаркулов К.Э. Фотоэлектрические свойства химически осажденных слоев РЬБ при действии одноосной деформации. //В кн. "Физика полупроводниковых первичных преобразователей и их при. менении для теплофнзических измерений". Сб.научных трудов. Ташкент. 1984.С.29-34.

20. Олимов Х.О., Онаркулов КЗ. Исследование фотоэлектрических свойств химически осажденных слоев РЬБ в условиях одноосной деформации. //Тезисы докл. II Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких пленок. Ивано-Франковск. 1984. С. 53.

21. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э. Исследование термоэлектрических свойств химических слоев при термообработке на воздухе. //Тезисы докл. Всесоюзного семинара "Полупроводниковые материалы для термоэлектрических преобразователей". Лениеград. 1985. С.61.

22. Неустроев Л.Н., Онаркулов КЗ. О механизме термической деградации фоторезисторов на основе поликристаллических пленок сернистого свинца. //Тезисы докл. II Всесоюзной конференции

"Материаловедение халькогенидкых и кислородосодержащих. полупроводников". Черновцы. 1986. С.43.

23. Атакулов Ш.Б., Онаркулов К.Э. Отрицательный фото-Холл-эффект в фоточувствительных слоях PbS. //Тезисы докл. Всесоюзной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках". Таш- , кент. 1989. С.67.

24. Онаркулов К.Э. Фотоэлектрические свойства химически осажденных поликристаллических пленок селенида свинца. //Тезисы докл. Всесоюзной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках". Ташкент. 1989. С. 117;

25. Заитов Ф.А., Онаркулов К.Э. Влияние ионизирующих излучений на фотослои PbS. //Тезисы докл. Всесоюзной конференции. Баку. С.27. (ДСП).

26. Онаркулов КЗ., Найманбаев Р. Влияние ионизирующих излучений на фотослои PbS. //Тезисы докл. Всесоюзной конференции. Баку. С.43. (ДСП).

27.0наркулов К.Э., Урманов С.Н. Атомно-абсорбционное определение свинца и кадмия в полупроводниковых материалах. //Тезисы докл. областной научно-практической конференции. Фергана. 1990. С.67-68.

28. Онаркулов К.Э., Убайдуллаев М.И. Электрофизические свойства поликристаллнческих пленок (Bi2-xSb*)2Te3 при температурах 0,5 - 300 К. //Гам же. С.81 -82.

29. Ахмедов М.М., Онаркулов КЗ.Пленочный датчик усталости конструкций на основе поликристаллических пленок (Bi2-xSb*)2Te3. //Там же. С.85. •

30. Жумабоев Ж., Олимов X., Онаркулов К., Свиридов В. Эффективные упругие характеристики пористых пленок и системы "пленка -подложка". //Тезисы докл. Республиканской научно-практической конференции молодых ученых Таджикистана. Курган-Тюбе. 1991. С.68.

31. Онаркулов К.Э., Мирзарахимоа М.М. Исследование особенности рассеяния носителей заряда на межблочных и межкристаллит-ных границах в слоях PbS. //Тезисы докл. IV Всесоюзного семинара "Материалы для термоэлектрических преобразователей". Санкт-Петербург. 1992. С.31.

32. Магеррамов A.A., Онаркулов К.Э., Тилаволдиев А. Исследование влияния никеля на термоэлектрические свойства халькогенидов висмута. //Там же. С.45.

33. Ахмедов М.М., Онаркулов К.Э., Худойбердиев A.M. Температурные и частотные зависимости кинетических коэффициентов тен-зочувсгвительных пленок (Bij-xSbx^Tej .// Сб.статьей "маркетинг-летательных аппаратов". Ташкент. 1996.

34. Атакулов Ш.Б.,Онаркулов К.Э., Юсупова Д.А. Особенности транспорта носителей заряда через потенциальный барьер.// Тезисы докл.международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводниковых приборов". Ташкент. 1997. С. 106.

35. Онаркулов К.Э., Нишанова М. Влияние герметизирующих покрытий на свойства пленок РЬЭ.// Тезисы докл.международной конференции по физике твердого тела. Бухара. 1997.С.67.

Онаркулов К.Э.

Таш^и тахсирлар натижасида чургошян тузларн юпца з^атламлари асосидаги РЩ - кабул ^илувчи актив элемеззтлардаги кинетик жара-ёнларнинг узгаришини таджик з^илиш

Куркошин тузлари (PbS, РЬТс, PbSe) юп^а з<;атламлари асосидаги ИК - з^абул нилувчилар эллик йилдан купро^ ваз^тдан буен ИК -асбоблар ва термоэлементлар сифатида микроэлектроника ва ^арбий техника со^аларида ишлатиб келинмовда. Бунинг асссий сабаблари-дан бири уларни олишнинг технологик жи^атдан осонлиги, арзонли-ги ва асосийси монокристалларга нисбатан таш^и та^сирларга сез-гирлик даражасининг ю^орнлигидир. Фан ва техника тараз^иёти-нинг бугунги кундаги даражасида поликристалл юпца ^атламлн з^а-бул з^илувчиларнинг ишчи катталикларини янада яхшилаш учун, уларда кечадиган ичхн физихазий жараёнларни аниц тасазвур ¡¡и-лиш ва улар асосида у ёки бу хусусиятини бирор йуналтирилган маз^сад асосида узгартириш усулларини билиш зарур.

Ю^оридагилардан кслиб чкк,у,гп х,олда диссертация иши з^урро-шин тузлари асосидаги юпз^а цатламли ИК - цабул з^илувчи элемент-лар олиш технологиясини такомнллаштириш ва уларда кечадиган физикавий жараёнларни таджик з^илишга багишланган.

Узоц давр мобайнида (1981 йилдан буен) олиб борилган изла-нишлар ва адабиётлар тахлили шуни курсатдики, «ургошин тузлари асосидаги юп^а *;атламларда кечадиган физикавий жараёнларни анизугаш учун, элементларнинг туртта физикавий катталигини (электр утказувчанлик ст. Холл коэффициента RH, фотоутказувчан-лик Дет ва фотоутказувчанликнинг камайиш ваз^т доимийси т) темпе-ратуpara ботлиц равишда узгариши ва улар асосида активлашиш энергияларини анизузащ зарур ва етарлидир. Шуни э^тиборга олиб ишда шу физикавий катталикларни бир.вактда битта элемент учун улчаш методикаси ва з^урилмаси яратилди.

Олинган илмий натижалар шуни курсатдики, чургошин тузлари асосида олинган поликристалл гогота з^атламлар бир-бирларидан кристаллитлардаги хажмий электронлар сонини кристаллитлар че-гарасидаги кислородли аралашмалар цосил з^илган сирт ^олатлари-нинг сонига нисбати билан фар^ланар экан. Бинобарин, олинган элементларга иситиш билан ишлов бериш орцали сирт холатлар сонини узгартириш, яхни элементларни бир физикавий хоссаларга эга булган холатдан бошка хусусиятларга эга булган холатларга мац-садли узгартириш кумкин.

Кургошин тузлари асосидаги поликристалл юпз^а з^атламлар ху-сусиятларининг турли ташу;и та?;сирлар (электр майдони, ёруглик, температура ва ионлаштирувчи нурлар) натижасида узгаришининг физикавий асослари очиб берилди.

Олинган натижалар асосида ^ургошин тузларидан фотосезгир поликристалл юпка «атламлар олиш технологиясини ма^садли бо-цщариш, уларда кечадиган релаксация жараёнларини урганиш юза-сидан цимматли илмий-амалий натижалар ишлаб чи^илди.

Onarqulov Karimberdi Egambcrdievich

The investigation of the outside action influence upon the kinetic processes in active elements of the film infrared detectors

More than fifty years infrared detectors have been working out on the basis of polycrystalline films (PbS, PbTe, PbSe) but their parameters havenAt reached physical limit yet. The reason of its misunderstanding of the internal physical processes up to these days.

This dissertation is dedicated to the investigation of polycrystallinc photosensitive films receipt technology on the basis of PbS, PbTe, PbSe and the study of connection between the defective and electronic structures and relaxation processes in it.

The receipt of polycrystalline PbS films with crystallites of different dimensions by the thermovacuum vaporation and the chcmical procipitation.

The investigation carrying out and the reference analysis showed that it was necessary to realise the activation energy of four parameters such as (electroconductivity a, Hall coefficient Ri,,photoconductivity Да and time constant of its slimp т), for the definition of physical processes, taking place in the polycrystalline films.

The txperimental methods of semiltaneous measurement of the temperature dependences has been worked out in this papea. As the result it has been proved that all films differ from each others only by dcfcctivc electrons concentration at the intercrystallites boundaries.

The changing of their concentration ratio to transform the films from one state to another. This we can change the film pecularities during the technology processing and by the posttechnological treatment.

The negative photo-Hall-eflect in PbS films was found out while the decreasing of the Hall concentration of the carriers at the positive photoconductivity and their physical explanation was given.

The sign invertion in PbTe films at the temperature ( <200 K) have been observing and having explained the big contribution of charge carriers, generated by the background radiation over the thermally generated - carriers. There is the percolated electroconductivity in polycrystalline PbS films, connected by inhomogeneity of their potential relief. It has been the diffusion processes according to established redistribution on the crystallites

boundaries of oxychemical complexes at termical and radiative influence upon the polycrystalline PbTe films.

The scientific and practical foundations of the receipt technology relaxation processes flowing in the film infrared receivers on the basis of PbS.

Подписано к печати 4.0&.98. Формат 60x84 1/16. Офсетная печать.Бумага № 1. Объем 2 пл Тираж 100 экз. Заказ № 375. Отпечатано в типографии ТашГТУ Ташкент, Вузгородок, ул. Талабалар,54