Комплексная характеризация кристаллов CdTe и GaAs для создания технологии полупроводниковых детекторов рентгеновского и гамма излучений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 548.571; 548.73; 538.95

АРТЁМОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

КОМПЛЕКСНАЯ ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ КРИСТАЛЛОВ CdTe и GaAs ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА ИЗЛУЧЕНИЙ

01.04.07 - Физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математическихнаук

Москва - 2005

Работа выполнена в Институте кристаллографии имени А.В. Шубникова Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, член-корр. РАН Киселев Николай Андреевич Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор Петров Виктор Иванович Кандидат физико-математических наук Галстян Виктор Гайкович

Ведущая организация:

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук, г. Черноголовка

Защита состоится " " июня 2005 года в часов на заседании

Диссертационного совета Д 002.114.01 в Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН по адресу: 119333 Москва, Ленинский проспект, 59.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН

Автореферат разослан "4 " мая 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.114.01 —'

кандидат физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последнее время проявляется значительный интерес к полупроводниковым материалам типа А^^ и АШВУ, применяемым для изготовления детекторов рентгеновского и гамма излучения, которые используются в медицине, биологии, для неразрушающего контроля и анализа, а также в космической физике и других областях техники. К таким материалам в первую очередь относятся CdTe и GaAs. Радиационные детекторы на их основе работают при комнатной температуре, это выгодно отличает их от детекторов, работающих лишь при температуре жидкого азота. Следует отметить, что не менее важным является применение CdTe в электрооптических приборах.

Несмотря на видимое сходство (кристаллическое строение, ширина запрещенной зоны), проблема получения детекторных приборов на кристаллах GaAs и CdTe различна. За последние десятилетия были разработаны надежные методы получения однородного бездефектного монокристаллического GaAs, чего нельзя сказать о CdTe. Тем не менее, CdTe в перспективе видится более привлекательным вследствие более высоких значений атомного номера и диффузионной длины неосновных носителей заряда. Однако чисто технологические ограничения в достижении большой диффузионной длины носителей заряда и высокого сопротивления этих кристаллов затрудняют их широкое применение в качестве детекторов. К тому же монокристаллы CdTe, выращенные существующими методами, характеризуются неоднородностью микроструктуры (двойники, преципитаты, малоугловые границы и др.), а также электрических и физических свойств, что также снижает качество детекторов.

Можно выделить два основных направления решения проблемы получения детекторных кристаллов с необходимыми свойствами:

1. отработка режимов роста и посткристаллизационного охлаждения кристаллов с высоким структурным совершенством (особенно для CdTe);

2. выращивание толстых эпитаксиальных слоев высокого качества с низким содержанием примесей, дефектов структуры и высоким сопротивлением (особенно для GaAs).

Поэтому выбор в качестве исследуемых объектов полуизолирующих монокристаллов CdTe, которые получены новым, принципиально отличным методом и для которых нехарактерны классические дефекты микроструктуры, и гомоэпитаксиальных структур типа на основе

GaAs отвечает упомянутым основным направлениям и актуален.

Цель и основные задачи работы:

1. комплексное исследование методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии микроструктуры выращенных методом Обреимова-Шубникова полуизолирующих кристаллов CdTe и их транспортных характеристик;

2. оптимизация технологии выращивания кристаллов на основе результатов данных исследований;

3. изучение диффузионных р-п переходов с целью получения детекторов рентгеновского и гамма излучений на базе монокристаллов CdTe;

4. локальное качественное исследование внутреннего встроенного поля гомоэпитаксиальных p+-n-n'-n структур на основе GaAs для определения его характера и эффективности сбора инжектированных носителей.

Научная новизна работы заключается в том, что монокристаллы CdTe, полученные методом Обреимова-Шубникова с применением техники самозатравления и ступенчатого посткристаллизационного охлаждения, основанного на фазовых переходах в этих кристаллах, впервые были исследованы методами катодолюминесценции (КЛ) и наведенного тока (НТ). Благодаря этим исследованиям выявлены принципиальные преимущества ступенчатого охлаждения. Были получены новые данные о совершенстве микроструктуры кристаллов CdTe нетипичные для кристаллов, выращенных из раствора. Также методами КЛ и НТ впервые исследовались гомоэпитаксиальные структуры на основе GaAs, работающие в качестве детекторов рентгеновского и гамма излучений. Проведенные исследования позволили впервые оценить характер распределение электрического поля в данном типе структур и предложить модель лавинного умножения.

Практическое значение

На основе комплексного исследования методами КЛ, НТ, просвечивающей электронной микроскопии монокристаллов CdTe, полученных в разных экспериментальных условиях, отработан режим посткристаллизационного охлаждения. Это позволило воспроизводимо получать кристаллы с улучшенными структурными, транспортными и оптическими характеристиками, что способствовало, наряду с получением полупроводниковых слитков большого диаметра, разработке промышленной технологии получения монокристаллов CdTe. Создана методика локального исследования детекторных фотовольтаических эпитаксиальных структур на основе GaAs методами НТ и КЛ, выявляющая картину распределения встроенных в обедненной области полей и позволяющая повысить выход годных детекторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Результаты исследований методами КЛ и НТ полуизолирующих монокристаллов CdTe, выращенных методом Обреимова-Шубникова.

Полученные данные по распределению дефектов в монокристаллах CdTe, выращенных в различных условиях, способствовали усовершенствованию методики получения кристаллов теллурида кадмия с совершенной структурой и высокими стабильными электрофизическими параметрами.

• Разработка измерительного стенда для исследования полупроводниковых детекторных кристаллов.

• Закономерности образования дефектов, выявляемых методом КЛ. При применении ступенчатого охлаждения и управлении отклонением состава от стехиометрии концентрация дефектов уменьшается на два порядка, дислокации не собираются в малоугловые границы и границы блоков, отсутствуют преципитаты.

• Результаты исследования гомоэпитаксиальной структуры на основе GaAs методами НТ и КЛ. Встроенное поле занимает всю активную область п-GaAs, оно неоднородно и обладает высокой эффективностью сбора неосновных носителей заряда.

Личный вклад автора

Автором был разработан и изготовлен специальный измерительный стенд на базе коммерческого РЭМ, позволяющий проводить исследования полупроводниковых кристаллов методами КЛ и НТ. Автор провел все эксперименты на всех этапах от изготовления образцов до обработки результатов исследований и измерений.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на молодежном конкурсе научных работ ИКРАН, в 2001 году; на международных и национальных конференциях: X Национальной конференции по росту кристаллов, ИКРАН, Москва, 2002 г.; XIX Российской конференции по электронной микроскопии, Черноголовка, 2002 г; 6°М Международном совещании по оценке и контролю полупроводниковых соединений и технологий (ЕХМАТЕС 2002), Будапешт, Венгрия, 2000 г.; ХШ Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам, Черноголовка, 2003 г.; X Международной конференции по дефектам: поиск, отображение и физика в полупроводниках (DRIP X), Бац-сюр-Мер, Франция, 2003 г; XX Российской конференции по электронной микроскопии, Черноголовка, 2004 г.; XI Национальной конференции по росту кристаллов, Москва, 2004 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 4 статьи и 6 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации составляет 107 страниц, включая 54 рисунка и 7 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 117 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований, изложены новизна и практическая ценность работы.

Первая глава представляет обзор литературы по теме диссертации. Вначале описана конструкция полупроводникового детектора. Введена классификация полупроводниковых детекторов. Далее описаны основные требования, предъявляемые к материалам полупроводниковых детекторов, такие как высокий атомный номер Z, как можно меньшее значение энергии образования электронно-дырочных пар е, высокое удельное сопротивление р, обладание хорошими транспортными характеристиками, совершенная микроструктура.

Также выполнен сравнительный анализ физических характеристик детекторов на основе классических материалов, таких как Si и Ge, и более перспективных, с высоким значением Z на основе CdTe и GaAs.

Далее описана сложность и проблематика в получении кристаллического CdTe. Рассмотрены и кратко описаны современные методы получения полуизолирующего CdTe для детекторов рентгеновского излучения, проанализированы их достоинства и недостатки. Описана проблема самокомпенсации высокоомных кристаллов, легированных хлором. Дана характеристика и структура преципитатов, встречающихся очень часто в этих кристаллах. Обоснован выбор нового метода Обреимова-Шубникова, используемого в этой работе.

Рассмотрена также проблематика GaAs, который обладает иными физическими свойствами, нежели кристаллы CdTe. В настоящее время широко применяют полуизолирующий GaAs, полученный методом Чохральского (LEC). Описаны основные недостатки данных детекторов. В настоящее время наметился переход к эпитаксиальной технологии.

Дается обзор литературы по методам НТ и КЛ, применяемым в РЭМ. Проанализированы их основные характеристики, информация, которая может быть получена, методики определения диффузионной длины неосновных носителей заряда, описана применяемая аппаратура.

Приводится краткое описание методик приготовления образцов для просвечивающей электронной микроскопии.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальной установки на базе РЭМ Philips™ SEM 515 для проведения исследований методом КЛ и НТ. Приведены конструкции держателей (рис.2) и специального усилителя.

Описаны методики приготовления образцов для данных исследований и просвечивающей электронной микроскопии.

Дано подробное описание применяемого метода Обреимова-Шубникова для роста кристаллов, конструкции печи [1], режимов роста и принципов ступенчатого охлаждения. В настоящей работе исследовались монокристаллы CdTe, выращенные в Институте кристаллографии РАН по методике проф. Ю.М. Иванова с применением ступенчатого охлаждения. В основе принципа ступенчатого посткристаллизационного охлаждения лежит информация о трех фазовых переходах, обнаруженных в CdTe в результате дилатометрических исследований [2]. После кристаллизации слиток охлаждается не классически монотонно с постоянной скоростью (20 °С/час), а специальным образом. В районе температур фазовых переходов (рис.1) кристалл резко быстро охлаждается (со скоростью 60-90°С/час) и выдерживается в монофазной области в течение 20 часов [3].

Наличие переходов первого рода в кристаллах CdTe при высоких температурах приводит к генерации в кристаллах напряжений, которые в свою очередь стимулируют полигонизацию дислокаций и выход теллуровых преципитатов, ухудшающих микроструктуру. В связи с этим важно создать условия, при которых кристалл охлаждается в интервале фазовых переходов с высокой скоростью. Однако, как показано в работе [1], высокая скорость охлаждения приводит к нестабильности во времени электрических свойств (старению) кристалла. Поэтому необходимо после фазового перехода осуществить выдержку при постоянной температуре.

Исследовались кристаллы трех основных типов:

• Кристаллы, выращенные в кварцевом тигле при монотонном охлаждении;

• кристаллы, выращенные в кварцевом тигле при ступенчатом охлаждении;

• кристаллы, выращенные в тигле из стеклоуглерода или нитрида бора при ступенчатом охлаждении.

Также был применен нетипичный для CdTe метод регулирования состава посредством "создания давления ненасыщенного пара летучего элемента" [1].

Третья глава посвящена непосредственному изучению кристаллов CdTe, полученных методом Обреимова-Шубникова, и отработке технологии выращивания кристаллов с минимальным количеством дефектов, пригодных для изготовления детекторов рентгеновского излучения и гамма излучений. Для этой цели исследовались кристаллы трех типов (табл.1): монотонно охлажденные в кварцевом тигле, ступенчато охлажденные в кварцевом тигле, ступенчато охлажденные в тиглях из стеклоуглеродном или нитрида борном. Кристаллы первого типа характеризуются большим количеством блочных границ, размеры кристаллитов составляют 5-50 мкм, дислокации собраны в малоугловые границы (рис.За). Плотность дислокаций более 106 см"2.

|Л

Рис. 1. Фрагмент фазовой диаграммы Сё-Те и схема посткристаллизационного ступенчатого охлаждения слитка. I - область существования фазы I, II - область существования фазы II, 1+П -область сосуществования двух фаз.

Рис.2. Изображение (а) и схема (б) держателя образцов для исследований методом интегральной КЛ (напросвет).

В

Рис.3. РЭМ - изображения поверхности сколов (в режиме интегральной КЛ кристаллов СсГГе первого (а), второго (б) и третьего (в) типов).

Следует отметить низкое сопротивление кристаллов, обусловленное большим количеством собственных точечных дефектов (вакансий Cd) из-за отсутствия компенсирующего легирования хлором. Здесь вероятно также наблюдается сегрегация точечных дефектов на границах кристаллитов, в результате кристаллы обладают интенсивной КЛ. Применение ступенчатого охлаждения в корне меняет ситуацию (рис. 36) - блочные границы исчезают или слабо выражены.

Однако кварцевый тигель оказывает влияние на структуру кристалла, в некоторых случаях даже при применении ступенчатого охлаждения возможно появление границ блоков, особенно на участках кристалла близких к кварцевым стенкам тигля. К тому же ограничен диаметр слитка.

Кристаллы третьего типа лишены недостатков первых двух (рис.3в). Кристаллы, выращенные в тиглях из стеклоуглерода и нитрида бора, характеризуются структурным совершенством и большим диаметром - до 110 мм. Применение специального компенсирующего легирования хлором позволило получить высокоомные кристаллы с удельным сопротивлением до 109 Ом-см. На основе этих кристаллов в дальнейшем изготавливались детекторные структуры.

Преципитаты теллура - один из самых распространенных дефектов в CdTe. В кристаллах, выращенных с применением ступенчатого охлаждения и

стехиометрического состава, они практически не выявлялись. В связи с тем, что в работе подбиралась оптимальная концентрация легирующего хлора, преципитаты микронного размера обнаруживались лишь в кристаллах с концентрацией хлора более 10 9 см'3. Оптимальная концентрация хлора порядка 1018 см"3, в результате получаются кристаллы с высоким удельным сопротивлением и не содержащие преципитатов теллура. Также исследование методом просвечивающей электронной микроскопии не выявило преципитатов нанометрового размера

Далее была определена диффузионная длина неосновных носителей заряда для полученных кристаллов методом наведенного тока. Для этой цели на низкоомных кристаллах изготавливались барьеры Шоттки путем химического осаждения золота, а на высокоомных кристаллах с удельным сопротивлением 107 Ом-см и выше создавались р-n переходы, которые в дальнейшем применялись для диодных детекторных структур. В результате проведенных исследований было показано, что кристаллы с наибольшим сопротивлением и совершенством по микроструктуре обладают и самой высокой диффузионной длиной (табл.2), из которой определена важная транспортная характеристика полупроводниковых кристаллов цт (произведение подвижности на время жизни неосновных носителей заряда), равная 1,6 -КГ4 см2-В"' для электронов. Теоретическая толщина активного слоя детектора h, полностью собирающего заряд, вычисляется, исходя из соотношения:

h = fiiE, (1)

где Е - напряженность поля. Таким образом, при толщине детектора в 1 мм и приложенному напряжению 100 В, h = 1,54 мм.Полученная величина JUT достаточна для изготовления таких детекторов, толщиной 1 или 2 мм.

На основе наиболее удачных кристаллов были изготовлены диодные детекторные структуры путем диффузионного легирования поверхностного слоя индием. Наряду с определением методом НТ контролировалась глубина залегания полученных р-n переходов (рис.3). Эта величина является важным параметром, т.к. необходимо получить наиболее оптимальную глубину р-n перехода. Слишком маленькая глубина порядка нескольких десятков микрон ведет к выходу на поверхность р-n перехода при механической обработке детекторных кристаллов, в то же время слишком большая область п-типа тоже нежелательна из-за снижения ее сопротивления в результате легирования. Исследование р-n переходов в зависимости от температуры диффузии и времени, позволило получить детекторные диодные структуры размерами 5x5x2 мм и 5x5x1 мм. Определена токовая чувствительность детекторов, а также определены спектральные и счетные характеристики при облучении гамма-квантами изотопов Cs137, Со60, Am241. Кристаллы толщиной 1 мм и при обратном смещении 200 В на спектральных характеристиках обнаруживают пики. Это показывает возможность работы полученных детекторов в качестве спектрометров в диапазоне энергии гамма- излучения 30- 600 кэВ (рис.4).

Номер образца Тип охлаждения Материал тигля Уровень легирования, см"3 Тип проводимости Удельное сопротивление, Ом-см Микроструктура, плотность дефектов, см

8-24 Ступенчатое Кварц 4,8-1018 п-тип 0,5-2-106 Хаотично расположенные дефекты, плотность порядка 104

8-26 Монотонное Кварц - р-тип 7-103-3-104 Блочные границы, полигонизация, плотность более 106

8-28 Монотонное Кварц - р-тип 103 Блочные границы, полигонизация, плотность более 106

8-31 Ступенчатое Кварц 5,8' 1018 р-тип 5-10-103 Хаотично расположенные дефекты, плотность порядка 103

8-32 Ступенчатое Кварц С14,81018 Zn 1,8 % Se 1,8 % р-тип 106 Хаотично расположенные дефекты, плотность порядка 105

8-36 Монотонное Кварц 5-Ю18 р-тип 300 Полигонизация, плотность порядка 105

8-37 Ступенчатое Кварц 3,8-1018 р-тип 109 Полигонизация, двойники плотность порядка 105

8-40 Ступенчатое Кварц 5-Ю17 п-тип 120-180 Блочность, дефекты, плотность 510'

С-33 Ступенчатое Нитрид бора 1,93-1019 р-тип 5-Ю8 Большое количество двойников и преципитатов, дефектов более 10^

С-34 Ступенчатое Нитрид бора 3,85-1018 " р-тип 10* Хаотично расположенные дефекты.

С-35 Ступенчатое Стеклоуглерод 5,8-1018 р-тип 1,3 108-3-109 Хаотично расположенные дефекты, плотность попяпка 10*

С-59 Ступенчатое Стеклоуглерод 4,5-1018 п-тип 6-106-2-107 Хаотично расположенные дефекты, плотность попяпка 104

С-64 Ступенчатое Стеклоуглерод 2-10" р-тип 2-103-2103 Хаотично расположенные дефекты, плотность попяпка 104

Табл. 2. Сравнительные характеристики и диффузионная длина неосновных _носителей заряда в кристаллах СсГГе._

Номер образца Удельное сопротивление, Ом см Характер микроструктуры Диффузионная длина неосновных носителей заряда, мкм

Б-24 0,5-2-10б Совершенные по микроструктуре кристаллы, плотность дефектов 104см'2 3

8-40 120 Блочные кристаллы, дислокации собираются в малоугловые границы. 1

С-59 6-106-3-107 Совершенные по микроструктуре кристаллы, плотность дефектов 105см"2 5

С-35 1,3-108-3-109 Совершенные по микроструктуре кристаллы, плотность дефектов 104 см"2 20

Рис.3. РЭМ микрофотография диодной структуры на основе монокристалла Сс1Те, полученная в режиме НТ.

ЯННН1 : - • ^^'ЩШШИвШШШШШШ

Магкег: 98 - 59.46кеУ 559Сп15

Рис. 4. Спектр гамма-излучения источника Аш241, снятый при облучении детектора на основе образца С-35 толщиной 1 мм при обратном смещении

200 В.

В четвертой главе приведены результаты исследований многослойной гомоэпитаксиальной структуры на основе ваЛя, работающей в фотовольтаическом режиме. Эпитаксиальные структуры ваЛя (рлп-п-п4), которые исследовались в настоящей работе, были выращены с помощью газофазовой эпитаксии с использованием системы ЛяСЬ+ва+Н В качестве подложки использовались пластины высоколегированного (до 1017 см'3) монокристаллического п-ваЛ с ориентацией (100) диаметром 50 мм и толщиной 500 мкм. Эпитаксиальный слой р+ - ваЛя, легированный цинком, имел толщину 2-5 мкм. Активный слой п-ваЛ имел толщину 60-100 мкм и содержал два типа легирования: первый тип - компенсационная лигатура, для создания необходимого высокого сопротивления слоя, вторая - донорная с концентрацией от 1013 до 1011 см"3 для создания встроенного поля. Слой п -ваЛ - буферный, толщиной 5 мкм (уровень легирования 1018 см"3), он препятствует образованию дефектов в активном слое п-ваЛя.

На основе данной структуры конструируется специальная детекторная система посредством фотолитографии и химического травления, состоящая из 1024 отдельных пикселей, каждый из которых детектирует ионизирующее излучение и участвует в формировании изображения. Размер пикселей может колебаться от 1 мм до 200 мкм в зависимости от требований и размеров исследуемого объекта.

Важнейшими характеристиками детекторных структур является конфигурация, размер и величина встроенного поля, которое определяет дрейфовую эффективность сбора рожденных электронно-дырочных пар.

Рис. 5. Схема эксперимента в методе ИТ.

В данной работе основной метод исследования профиля встроенного поля - метод НТ. В связи с тем, что глубина проникновения первичных электронов в обычном РЭМ с ускоряющим напряжением 30 кВ для арсенида галлия не превосходит 5 мкм, в качестве исследуемых объектов были выбраны поперечные сколы пластин арсенида галлия с нанесенными эпитаксиальными слоями (рис.5).

В качестве дополнительных методов исследований использовались сканирующая интегральная КЛ и снятие вольтфарадных характеристик.

В настоящей работе исследовались 4 вида образцов с различным типом легирования подложки (с углеродом, оловом и теллуром). Обнаружено, что каждому виду соответствует своя кривая НТ. Уровень сигнала на части образцов очень низкий, а у образцов с подложкой, легированной теллуром, в активной области n-GaAs содержатся области с почти нулевым сбором заряда, что объясняет плохую работу этих детекторов. Наиболее удачная структура ЭТ-380 (с подложкой легированной углеродом). Она обладает наиболее высоким уровнем сигнала в НТ. КЛ-изображение в целом соответствуют заявленной структуре, толщина активного слоя n-GaAs 70 мкм. Кривая НТ лучше соответствует ожидаемому распределению поля для резкого р-п перехода. Пик кривой НТ расположен близко к слою p+-GaAs, но в то же время уровень сигнала в активном слое п остается высоким (рис.6). Наблюдается область размером 30-40 мкм с практически 100 % эффективностью сбора заряда (рис. 7.) Эта структура, как наиболее удачная в данном случае, исследовалась, на изменение формы кривой НТ в зависимости от подачи обратного смещения. Использовались напряжения 5 В, 10 В, 15 В, 17 В. Подача обратного смещения больше 17 В вызывает пробой структуры. Обнаружено постепенное «растягивание» кривой в ширину как к подложке, так и к области р+- GaAs образца, пик кривой, где наблюдается максимальный уровень сбора носителей, уширяется и смещается к подложке (26 мкм при 0 В до 55 мкм при 17 В). Все эти данные хорошо согласуются с исследованиями по измерению эффективности сбора носителей при облучении этой структуры а-частицами различных энергий).

Обнаруживается прирост эффективности сбора носителей на 20 % по сравнению с нулевым смещением.

б

Рис.6. Изображения поверхности поперечного скола многослойной гомоэпитаксиальной структуры на основе ОаАБ и профиль сигнала этого изображения в РЭМ ((а) - в режиме НТ, (б) - в режиме интегральной КЛ).

r»

i I

/

/ \ \

\

100 90 80 70 60 SO 40 30 20 1 0 О

Рис. 7. Кривая НТ для структуры ЭТ-380 (ток в наноамперах).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На базе коммерческого РЭМ Philips SEM 515 создан специальный измерительный автоматизированный комплекс для исследования полупроводниковых кристаллов методами КЛ и НТ.

2. С использованием КЛ исследована микроструктура монокристаллов CdTe, полученных модифицированным методом Обреимова-Шубникова. Установлены закономерности формирования дефектов при различных условиях роста: применение ступенчатого охлаждения кристаллов значительно улучшает микроструктуру (отсутствуют блочные границы, сетка дислокаций носит хаотичный характер).

3. Исследование структуры этих кристаллов методом ВРЭМ не выявило преципитатов теллура нанометрового размера, которые характерны для кристаллов CdTe, полученных другими методами. При нарушении условий роста и стехиометрии в кристаллах об наружены преципитаты микронного размера, декорирующие двойниковые границы.

4. С помощью метода НТ определена диффузионная длина неосновных носителей заряда, исследованы барьерные и диодные структуры, применяемые в качестве детекторов. Исследована глубина залегания диффузионных р-n переходов, позволившая установить аномально большую скорость диффузии, что объясняется междоузельной диффузией в компенсированном кристалле.

5. Методами НТ и КЛ изучена электрическая активность принципиально новой р+-п-п -п+ - структуры на основе GaAs. Исследована конфигурация встроенного поля этой структуры, позволяющая ей работать без приложенного обратного смещения. Установлено, что во всех образцах поле распределено неравномерно, но занимает всю активную область n-GaAs.

6. Методом НТ оценена эффективность сбора неосновных носителей заряда. Установлено, что величина обратного смещения для данной структуры не превышает 20 В. При больших значениях возникает пробой данной структуры. Подача обратного смещения приводит к увеличению области объемного заряда в 1,5 раза, что ведет к увеличению эффективности сбора.

7. На р+-п-п -п+ - структуре на основе ваЛ с подложкой, легированной теллуром, выявлена причина их плохой работы - активная область п-ваЛ очень неоднородна и содержит области с практически нулевым сбором заряда. Выявлено большое количество электрически активных дефектов в подложке, легированной теллуром.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов Ю.М. Выращивание монокристаллов с использованием эффекта самозатравления // Неорганические материалы. 1998. Т. 34. №9. С. 1062-1068.

2. Ivanov Yu. М., Polyakov AN., Kanevsky V.M., Pashaev E.M. and Horvath Zs.J. Detection of polymorphous transformation in CdTe by dilatometry. // Phys. Stat. Sol. (c) N. 3. 2003. P. 889-892.

3. Koyama A., Hirano R. CdTe crystal or CdZnTe crystal and method for preparing the samples // US Patent 6,299,680. 2001.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Артёмов В.В, Каневский В.М., Иванов Ю.М. Исследование структуры кристаллов CdTe методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии // Тезисы докладов XIX Российской конференции по электронной микроскопии. Черноголовка. 2002. С. 134.

2. Иванов Ю.М., Каневский В.М., Чудаков B.C., Артёмов В.В., Пашаев Э.М., Поляков А.Н. Получение беспреципитатных полуизолирующих монокристаллов CdTe оптического качества // Тезисы докладов X Национальной конференции по росту кристаллов. Москва. ИК РАН. 2002. С.79.

3. Ivanov Yu. M, Kanevsky V.M., Artemov V.V., Polyakov A.N., Abramets Yu. V., Pashaev E.M., Dvoryankin V.F., Kudryashov A.A., and Horvath Zs. J. Preparation of the CdTe Single Crystal Wafers for X-ray Detectors // Book of Abstracts 6th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies. Budapest, Hungary. 2002. P.68.

4. Ivanov Yu. M., Kanevsky V.M.,. Dvoryankin V.F, Artemov V.V., Polyakov AN., Kudryashov A.A., Pashaev E.M., and Horvath Zs. J. The possibilities of using semi-insulating CdTe crystals as detecting material for X-ray imaging radiography //Phys. Stat. Sol. (c). No. 3. 2003. P. 840-844

5. Артёмов В.В., Каневский В.М., Иванов Ю.М. Исследование структуры кристаллов CdTe методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2003. №3. С. 96-98.

6. Артёмов В.В., Иванов Ю.М., Дворянкин В.Ф., Телегин А.А. Исследование структур на основе CdTe и GaAs, используемых в качестве детекторов рентгеновского и гаммам излучений, методами сканирующей катодолюминесценции и наведенного тока // Тезисы докладов ХШ Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам. Черноголовка. 2003. С. 89.

7. Артёмов В.В., Иванов Ю.М., Каневский В. М, Поляков А.Н. Исследование дефектов в кристаллах CdTe методом интегральной катодотолюминесценции // Тезисы докладов XX Российской конференции по электронной микроскопии. Черноголовка. 2004. С.71.

8. IvanovYu. M., Artemov V. V., Kanevsky V. М., Polyakov A. N., Chudakov V. S., Pashaev E. M. and Senin R. A. Production of structurally perfect single crystals of CdTe and CdZnTe // The European Physical Journal Applied Physics. Special Issue: DRIP X. 2004. V. 27 No. 1-3 (July-September) P. 371

9. Иванов Ю.М., Артёмов В.В., Каневский В.М., Поляков А.Н., Чудаков B.C., Пашаев Э.М., Сенин Р.А. Получение структурно-совершенных кристаллов CdTe. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2004. №9. С. 12-16.

10. Иванов Ю.М., Каневский В.М., Поляков А.Н., М.Д. Зенкова, Артёмов В.В., Бычков Е.Б., Чудаков B.C., Пашаев Э.М., Акчурин М.Ш., Асадчиков В.Е. Рост и исследование монокристалов CdTe// Тезисы докладов XI Национальной конференции по росту кристаллов. Москва, ИК РАН. 2004. С. 135.

Принято к исполнению 25/04/2005 Исполнено 26/04/2005

Заказ № 801 Тираж: 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095) 747-64-70 www.autoreferat.ru

OiOif

189

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Конструкция и основные типы полупроводниковых детекторов

1.2. Материалы для полупроводниковых детекторов

1.3. Обзор методов исследования полупроводниковых кристаллов методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Растровая электронная микроскопия

2.2. Просвечивающая электронная микроскопия

2.3. Технология получения монокристаллов CdTe. Конструкция печи. Метод Обреимова-Шубникова

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ CdTe

3.1. Образцы, выращенные в кварцевом тигле. Монотонное охлаждение

3.2. Образцы, выращенные в кварцевом тигле. Ступенчатое охлаждение

3.3. Образцы, выращенные в тигле из стеклоуглерода и нитрида бора. Ступенчатое охлаждение

3.4. Исследование микровключений в кристаллах CdTe

3.5. Определение транспортных характеристик монокристаллов CdTe

3.6. Получение и свойства детекторных структур, полученных на основе монокристаллов CdTe

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕТЕКТОРОВ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

4.1. Образцы с подложкой, легированной теллуром (ЭТ-379Т)

4.2. Образцы с подложкой, легированной углеродом (ЭТ-388)

4.3. Образцы с подложкой, легированной оловом (ЭТ-379)

4.4. Образцы с подложкой, легированной углеродом (ЭТ-380)

4.5. Исследование влияния приложенного смещения на размер и форму ОПЗ детекторной структуры (образец ЭТ-380) и эффективность сбора носителей

ВЫВОДЫ

Актуальность проблемы

В последнее время проявляется значительный интерес к полупроводниковым материалам типа АПВУ1 и АШВУ, применяемым для изготовления детекторов рентгеновского и гамма излучений, которые используются в медицине, биологии, для неразрушающего контроля и анализа, а также в космической физике и других областях техники. К таким материалам в первую очередь относятся СсГГе и ваАз. Радиационные детекторы на их основе работают при комнатной температуре, это выгодно отличает их от детекторов, работающих лишь при температуре жидкого азота. Следует отметить, что не менее важным является применение СсГГе в электрооптических приборах.

Несмотря на видимое сходство (кристаллическое строение, ширина запрещенной зоны), проблема получения детекторных приборов на кристаллах ваАэ и СсГГе различна. За последние десятилетия были разработаны надежные методы получения однородного бездефектного монокристаллического ОаАэ, чего нельзя сказать о С(1Те. Тем не менее, СсГГе в перспективе видится более привлекательным вследствие более высоких значений атомного номера и диффузионной длины неосновных носителей заряда. Однако чисто технологические ограничения в достижении большой диффузионной длины носителей заряда и высокого сопротивления этих кристаллов затрудняют их широкое применение в качестве детекторов. К тому же монокристаллы СсГГе, выращенные существующими методами, характеризуются неоднородностью микроструктуры (двойники, преципитаты, малоугловые границы и др.), а также электрических и физических свойств, что также снижает качество детекторов.

Можно выделить два основных направления решения проблемы получения детекторных кристаллов с необходимыми свойствами:

1. отработка режимов роста и посткристаллизационного охлаждения кристаллов с высоким структурным совершенством (особенно для С(1Те);

2. выращивание толстых эпитаксиальных слоев высокого качества с низким содержанием примесей, дефектов структуры и высоким сопротивлением (особенно для СаАз).

Поэтому выбор в качестве исследуемых объектов полуизолирующих монокристаллов СёТе, которые получены новым, принципиально отличным методом и для которых нехарактерны классические дефекты микроструктуры, и гомоэпитаксиальных структур типа р+-п-п'-п+ на основе ваАБ отвечает упомянутым основным направлениям и актуален.

Цель и основные задачи работы:

1. комплексное исследование методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии микроструктуры полученных методом Обреимова-Шубникова полуизолирующих кристаллов Сс1Те и их транспортных характеристик;

2. оптимизация технологии выращивания кристаллов на основе результатов данных исследований;

3. изучение диффузионных р-п переходов с целью получения детекторов рентгеновского и гамма излучений на базе монокристаллов СсГГе;

4. локальное качественное исследование внутреннего встроенного поля гомоэпитаксиальных р+-п-п'-п структур на основе ваАБ для определения его характера и эффективности сбора инжектированных носителей.

Научная новизна работы заключается в том, что монокристаллы СсГГе, полученные методом Обреимова-Шубникова с применением техники самозатравления и ступенчатого посткристаллизационного охлаждения, основанного на фазовых переходах в этих кристаллах, впервые были исследованы методами катодолюминесценции (КЛ) и наведенного тока (ИТ). Благодаря этим исследованиям выявлены принципиальные преимущества ступенчатого охлаждения. Были получены новые данные о совершенстве микроструктуры кристаллов СсГГе нетипичные для кристаллов, выращенных из раствора. Также методом КЛ и НТ впервые исследовались гомоэпитаксиальные структуры на основе ваАэ, работающие в качестве детекторов рентгеновского и гамма излучений. Проведенные исследования позволили впервые оценить характер распределения электрического поля в данном типе структур и предложить модель лавинного умножения.

Практическое значение

На основе комплексного исследования методами КЛ, НТ, просвечивающей электронной микроскопии монокристаллов СсГГе, полученных в разных экспериментальных условиях, отработан режим посткристаллизационного охлаждения. Это позволило воспроизводимо получать кристаллы с улучшенными структурными, транспортными и оптическими характеристиками, что способствовало, наряду с получением полупроводниковых слитков большого диаметра, разработке промышленной технологии получения монокристаллов СсГГе. Создана методика локального исследования детекторных фотовольтаических эпитаксиальных структур на основе ваАБ методами НТ и КЛ, выявляющая картину распределения встроенных в обедненной области полей и позволяющая повысить выход годных детекторов.

• Результаты исследований методами КЛ и НТ полуизолирующих монокристаллов Сс1Те, выращенных методом Обреимова-Шубникова. Полученные данные по распределению дефектов в монокристаллах СсГГе, выращенных в различных условиях, способствовали усовершенствованию методики получения кристаллов теллурида кадмия с совершенной структурой и высокими стабильными электрофизическими параметрами.

• Разработка измерительного стенда для исследования полупроводниковых детекторных кристаллов.

• Закономерности образования дефектов, выявляемых методом КЛ. При применении ступенчатого охлаждения и управления отклонением состава от стехиометрии концентрация дефектов уменьшается на два порядка, дислокации не собираются в малоугловые границы и границы блоков, отсутствуют преципитаты.

• Результаты исследования гомоэпитаксиальной структуры на основе ваАз методами НТ и КЛ. Встроенное поле занимает всю активную область п-ваАБ, оно неоднородно и обладает высокой эффективностью сбора неосновных носителей заряда.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на молодёжном конкурсе научных работ ИКР АН, в 2001 году; международных и национальных конференциях: X Национальной конференции по росту кристаллов, ИКР АН, Москва, 2002 г.; XIX Российской конференции по электронной микроскопии, Черноголовка, 2002 г.; 60М Международном совещании по оценке и контролю полупроводниковых соединений и технологий (ЕХМАТЕС 2002),

Будапешт, Венгрия, 2000 г.; XIII Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам, Черноголовка, 2003 г.; X Международной конференции по дефектам: поиск, отображение и физика в полупроводниках (DRIP X), Бац-сюр-Мер, Франция, 2003 г; XX Российской конференции по электронной микроскопии, Черноголовка, 2004 г.; XI Национальной конференции по росту кристаллов, Москва, 2004 г.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Артёмов В.В, Каневский В.М., Иванов Ю.М. Исследование структуры кристаллов CdTe методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии // Тезисы докладов XIX Российской конференции по электронной микроскопии. Черноголовка. 2002. С. 134.

2. Иванов Ю.М., Каневский В.М., Чудаков B.C., Артёмов В.В., Пашаев Э.М., Поляков А.Н. Получение беспреципитатных полуизолирующих монокристаллов CdTe оптического качества // Тезисы докладов X Национальной конференции по росту кристаллов. Москва. ИК РАН. 2002. С.79.

3. Ivanov Yu. М, Kanevsky V.M., Artemov V.V., Polyakov A.N., Abramets Yu. V., Pashaev E.M., Dvoryankin V.F., Kudryashov A.A., and Horvath Zs. J. Preparation of the CdTe Single Crystal Wafers for X-ray Detectors // Book of Abstracts 6th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies. Budapest, Hungary. 2002. P.68.

4. Ivanov Yu. M., Kanevsky V.M.,. Dvoryankin V.F, Artemov V.V., Polyakov A.N., Kudryashov A.A., Pashaev E.M., and Horvath Zs. J. The possibilities of using semi-insulating CdTe ciystals as detecting material for X-ray imaging radiography // Phys. Stat. Sol. (c). No. 3. 2003. P. 840844

5. Артёмов B.B., Каневский B.M., Иванов Ю.М. Исследование структуры кристаллов CdTe методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2003. №3. С. 96-98.

6. Артёмов В.В., Иванов Ю.М., Дворянкин В.Ф., Телегин А.А. Исследование структур на основе CdTe и GaAs, используемых в качестве детекторов рентгеновского и гаммам излучений, методами сканирующей катодолюминесценции и наведенного тока // Тезисы докладов XIII Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам. Черноголовка. 2003. С.89.

7. Артёмов В.В., Иванов Ю.М., Каневский В. М., Поляков А.Н. Исследование дефектов в кристаллах CdTe методом интегральной катодотолюминесценции // Тезисы докладов XX Российской конференции по электронной микроскопии. Черноголовка. 2004. С.71.

8. Ivanov Yu. М., Artemov V. V., Kanevsky V. М., Polyakov A. N., Chudakov V. S., Pashaev E. M. and Senin R. A. Production of structurally perfect single crystals of CdTe and CdZnTe // The European Physical Journal Applied Physics. Special Issue: DWP X. 2004. V. 27 No. 1-3 (July-September) P. 371

9. Иванов Ю.М., Артёмов B.B., Каневский B.M., Поляков А.Н., Чудаков B.C., Пашаев Э.М., Сенин Р.А. Получение структурно-совершенных кристаллов CdTe. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2004. №9. С. 12-16.

10. Иванов Ю.М., Каневский В.М., Поляков А.Н., М.Д. Зенкова, Артёмов В.В., Бычков Е.Б., Чудаков B.C., Пашаев Э.М., Акчурин

М.Ш., Асадчиков В.Е. Рост и исследование монокристаллов СёТе // Тезисы докладов XI Национальной конференции по росту кристаллов. Москва, ИК РАН. 2004. С. 135.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В первой главе производится обзор литературы, посвященный полупроводниковым детекторам рентгеновского и гамма излучений, их свойствам и методам исследования структур на их основе на базе электронного сканирующего и просвечивающих микроскопов. Во второй главе описаны экспериментальная установка на базе растрового электронного микроскопа и методики приготовления образцов. В третьей и четвертой главах приведены экспериментальные результаты. В заключении сформулированы основные выводы, сделанные по работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На базе коммерческого РЭМ Philips SEM 515 создан специальный измерительный автоматизированный комплекс для исследования полупроводниковых кристаллов методами KJI и HT.

2. Методом KJI исследована микроструктура монокристаллов CdTe, полученных модифицированным методом Обреимова-Шубникова. Установлены закономерности формирования дефектов при различных условиях роста: применение ступенчатого охлаждения кристаллов значительно улучшает микроструктуру (отсутствуют блочные границы, сетка дислокаций носит хаотичный характер).

3. Исследование структуры этих кристаллов методом ВРЭМ не выявило преципитатов теллура нанометрового размера, которые характерны для кристаллов CdTe, полученных другими методами. При нарушении условий роста и стехиометрии в кристаллах обнаружены преципитаты микронного размера, декорирующие двойниковые границы.

4. С помощью метода HT определена диффузионная длина неосновных носителей заряда, исследованы барьерные и диодные структуры, применяемые в качестве детекторов. Исследована глубина залегания диффузионных р-n переходов, позволившая установить аномально большую скорость диффузии, что объясняется междоузельной диффузией в компенсированном кристалле.

5. Методами HT и KJI изучена электрическая активность принципиально новой р+-п-п -п+ - структуры на основе GaAs. Исследована конфигурация встроенного поля этой структуры, позволяющая ей работать без приложенного обратного смещения. Установлено, что во всех образцах поле распределено неравномерно, но занимает всю активную область п.

6. Методом НТ оценена эффективность сбора неосновных носителей заряда. Установлено, что величина обратного смещения для данной структуры не превышает 20 В. При больших значениях возникает пробой данной структуры. Подача обратного смещения приводит к увеличению области объемного заряда в 1,5 раза, что ведет к увеличению эффективности сбора.

7. На р+-п-п -п+ - структуре на основе ваАБ с подложкой, легированной теллуром, выявлена причина их плохой работы — активная область п-ваАз очень неоднородна и содержит области с практически нулевым сбором заряда. Выявлено большое количество электрически активных дефектов в подложке, легированной теллуром.

1. Дирнли Дж., Нортон Д. Полупроводниковые счетчики ядерных излучений. М.: Мир. 1966. 360 с.

2. Breskin A. Photon detectors for the 21st century // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1997. V.387. P. 1-18.

3. Eisen Y., Shor. A. CdTe and CdZnTe materials for room-temperature X-ray and gamma ray detectors // Journal of Crystal Growth. 1998. V. 184/185 P. 1302-1312.

4. Limousin O. New trends in CdTe and CdZnTe detectors for X-ray and gamma-ray applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 2003. V.504. P. 24-37.

5. Физическая энциклопедия. Т.4. M: Большая Российская энциклопедия. 704 с.

6. Зи С. Физика полупроводниковых приборов (в двух книгах). М.: Мир. 1984.

7. Asahi Т., Oda О., Taniguchi Y., Koyama A. Characterization of 100 mm diameter CdZnTe single crystals grown by vertical gradient freezing method // J. Crystal Growth. 1995. V. 149. P. 23-29.

8. Thomas R.N., Hobgood H.M., Ravishankar P.S. and Braggis T.T. Meeting device needs through melt growth of large-diameter elemental and compound semiconductors //J. Ciystal Growth. 1990. V. 99. P. 643.

9. Wald F.V, Bell R.O. Natural and forced convection during solution growth of CdTe by traveling heater method // J. Crystal Growth. 1975. V. 30. P. 29-36.

10. Bruder M., Nitsche R. Seeded vapor growth of cadmium telluride using focused radiation heating // J. Crystal Growth. 1985. V. 72. P. 705-710.

11. Triboulet R., Marfaing Y. CdTe growth by multipass THM and sublimation THM //J. Crystal Growth. 1981. V. 51. P. 89-96.

12. Minoru Funaki, Tsutomu Ozaki, Kazuyu Satoh, Ryoichi Ohno. Growth and characterization of CdTe single crystals for radiation detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1999. V.436. P. 120-126.

13. Khan A.A., Allred W.P, Dead B. et al. Growth and structural propeties of low defect, sub-grain free CdTe substrates growth by the horizontal bridgman technique. //J. Electronic Materials. 1986. V. 15, N 3. P. 181-184.

14. Rudolph Peter and Muhlberg Manfred. Basic problems of vertical Bridgman growth of CdTe // Material Science and Engineering. В16. 1993. P. 8-16.

15. Shen J., Aidun D.K., Regel L. and Wilcox W.R. Characterization of precipitates in CdTe and CdixZnxTe grown by vertical Bridgman-Stockbatger Technique // J. Crystal Growth. 1993. V. 132. P. 250-260.

16. Szeles Csaba, Eissler Elgin E. Current Issue of High-Pressure Bridgman Growth of Semi-Insulating CdZnTe // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1998. V. 484. P.309.

17. Sato K., Seki Y., Matsuda Y., Oda O. Recent developments in II-VI substrates //J. Crystal Growth. 1999. V.197. P. 413-422.

18. Иванов Ю.М. Выращивание монокристаллов с использованием эффекта самозатравления // Неорганические материалы. 1998. Т. 34. №9. С. 1062-1068.

19. Seto S., Tanaka A., Masa Y. and Kawashima M. Chlorine-related photoluminescence line in high-resistivity Cl-doped CdTe // J. Crystal Growth. 1992. V. 117. P. 271-275.

20. Magee T.J., Peng J., Bean J. Microscopic defects and infra-red absorption in CdTe // Phys. Stat. Sol. (a). 1975. V.27. P. 557-564.

21. Williams D.J. Precipitation in CdTe, CdZnTe and CdTeSe // Propeties of narrow gap cadmium-based compounds. London: INSPEC. 1994. P. 510-515.

22. Vere A.W., Steward V., Jones C.A. at al. Growth of CdTe by solvent evaporation // J. Crystal. Growth. 1985. V. 72. N 1- 2. P. 97-101.

23. Wada M., Suzuki J. Characterization of Te precipitates in CdTe crystals // Jap. J. Appl. Phys. Lett. 1988. V. 27, N 6. P. L972-L975.

24. Shin S.H., Bajaj J., Moudy L.A., Cheung D.T. Characterization of Te precipitates in CdTe crystals. // Appl. Phys. Lett. 1983. V.43, N 1. P. 68-70.

25. Schwarz R., Benz K.W. Thermal field influence on the formation of Te inclusion in CdTe grown by the travelling heater method // J. Cryst Growth. 1994. V. 144. P. 150-156.

26. Rudolph P., Neubert M., Muhlberg M. Defects in CdTe Brigman monocrystals caused by nonstoichiometric growth-conditions // J. Cryst. Growth. 1993. V. 128, N 1-4. P. 582-587.

27. Loginov Y.Y., Brown P.D., Durose K., Thomson N., Alnajjar A.A., Brinkman A.W. and Woods J. Transmission electron microscopic studies of n-and p-type doped CdTe // J. of Crystal Growth. 1992. V. 117. P. 259-265.

28. Khusainov A. Kh, Dudin A.L, lives A.G, Morozov V.F., Pustovoit A.K., Arlt R.D. High performance p-i-n CdTe and CdZnTe detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1999. V.428. P.58-65.

29. Giboni Karl-Ludwig, Aprile Elena. Evaluation of CdTe detectors with Schottky contacts for imaging applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1998. V.416. P. 319-327.

30. Niraula M., Mochizuki D., Aoki T., Tomota Y., Hatanaka Y. Perfomance of CdTe gamma-ray detectors fabricared in a new M-7t-n design // Journal of Crystal Growth. 2000. V. 214/215. P. 1116-1120.

31. Lachnish Uri. CdTe and CdZnTe semiconductors gamma detectors equipped with ohmic contacts. // Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1999. V.436. P. 146-149.

32. Buttar M. GaAs detectors A review // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1997. V.395. P. 1-8.

33. Cola A., Vasanelli L., Reggiani L., Cavallini A., Nava F. Microscopic modelling of semi-insulating GaAs detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1999. V.395. P. 98 -100.

34. Tyazhev A.V., Budnitsky D.L., Koretskaya O.B. et al. GaAs radiation imaging detectors with an active layer thckness up to 1 mm // Instruments and Methods in Physics Research A. 2003. V.509. P. 34-39.

35. Markov A.V., Mezhennyi M.V., Polyakov A.Y. et al. Semi-insulatiog LEC GaAs as a material for radiation detectors: materials science issue. // Instruments and Methods in Physics Research A. 2001. V.466. P. 14-24.

36. Bourgoin J.C., Sun G.C. GaAs Schottky versus p/i/n diodes for pixellated X-ray detectors // Instruments and Methods in Physics Research A. 2002. V.487. P. 47-49.

37. Beaumont S.B., Bertin R., Booth C.N. et al. Gallium Arsenide detectors for minimum ionizing particles // Nuclear Physics В (Proc. Suppl.). 1993. V.32. P. 296-299.

38. Ayzenshtat G.I., Budnitsky D.L., Koretskaya O.B. et al. GaAs resistor structure for X-ray imaging detectors // Instruments and Methods in Physics Research A. 2002. V.487. P. 96-101.

39. Breelle E., Samic H., Sun G.C., Bourgoin J.C. Perfomances of epitaxial GaAs detectors // Instruments and Methods in Physics Research A. 2003. V.509. P. 26-29.

40. Практическая растровая электронная микроскопия. Под ред. Голстейна и X. Яковица. М.: Мир. 1978. 656 с.

41. Inoue Morio, Teramoto Iwao, and Takayanagi Shigetoshi. Cd and Те Dislocations in CdTe // Journal of Applied Physics. 1963. V. 34. P. 404.

42. Inoue Morio, Teramoto Iwao, and Takayanagi Shigetoshi. Etch Pits and Polarity in CdTe Crystals // Journal of Applied Physics. 1962. V. 33. P. 2578.

43. Watson C.C.R., Durose K., Banister A.J., O'Keefe E., Bains S.K. Qualification of a new defect revealing etch for CdTe using cathodoluminescence microscopy // Materials Science and Engineering. 1993. V.B16. P. 113-117.

44. Hahnert I. and Schenk M. New defect etchants for CdTe and Hg!xCdxTe // J. Crystal Growth. 1990. V. 101. P. 251-255.

45. D. Rose, K. Durose, W. Palocz, A. Szczerbakow and K. Graza. " Methods of dislocation distribution analysis and inclusion identification with application to CdTe and (Cd,Zn)Te. J.Phys D Appl. Phys. V.31 1998 pp. 1009-1016.

46. Дюков В.Г., Непийко С.А., Седов Н.Н. Электронная микроскопия локальных потенциалов. Киев. Наукова Думка. 1991. 200 с.

47. Leamy H.J. Charge Collection scanning electron microscopy // J. Appl. Phys. 1982. V.53 P. R51-R79

48. Селезнева M.A., Филиппов C.C. Решения стационарного уравнения диффузии с точечным источником для электронно-зондового метода исследования полупроводников // Препринт №38 за 1975. ИПМ АН СССР.

49. Капауа К. and Okayama S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets // J. Phys. D: Appl. Phys. 1972.V.5. P. 43-58.

50. Niedring H. Electron backscattering from thin films // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. P. R15-R49.

51. Everhart Т.Е. and Hoff P.H. Determination of kilovolt electron energy dissipation vs penetration distance in solid materials // J.Appl. Phys. 1971.V.42 P. 5837- 5846.

52. Конников С.Г., Соловьев B.A., Уманский B.E., Чистяков В.М., Хусаинов А.А., Чистяков В.М., Яссиевич И.Н. Ток, индуцированный электронным зондом в полупроводниковых гетероструктурах // Физика и техника полупроводников. 1987. Т. 21. вып. 9. С. 1648.

53. Конников С.Г., Соловьев В.А., Уманский В.Е., Чистяков В.М. Функция генерации электронно-дырочных пар в полупроводниках АШВУ при возбуждении электронным пучком // Физика и техника полупроводников. 1987. Т. 21. С. 2029.

54. Franc J., Belas Е., Toth A.L., Ivanov Yu. M., Sitter H., Moravec P.and Hoschl P. Determination of diffusion lengths of minority carriers in CdixZnxTe (x « 0.04) by the EBIC method // Semicond. Sci. Technol. 1998. V.13. P. 314317.

55. Wu C.J. and. Witty D.B Investigation of minority-carrier diffusion lengths by electron bombardment of Schottky barriers // J. Appl.Phys. 1978. V. 49(5) P. 2877.

56. Yakimov E.B. Electron-beam-induced-current study of Defects in GaN: experiments and simulation // J.Phys.: Condens. Matter. 2002. V.14. P. 1306913077.

57. Sirotkin V.V., Yakimov E.B. and Zaitsev S.I. Numerical Simulation of the signal Formation in a scanning electron microscope with remote electrodes. // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V.14 P. 13147-13152.

58. Якимов Е.Б. Определение локальных электрических параметров полупроводниковых материалов методами растровой электронной микроскопии (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2002. №1.Том 68. С. 63.

59. Бондаренко И.Е., Панин Г.Н., Якимов Е.Б. Возможности использования метода наведенного тока для изучения распределения точечных дефектов // Известия Академии Наук СССР. Серия Физическая. 1988. Т.52. №7. С.1380.

60. Donolato С. Charge collection in a Schottky diode as a mixed boundary value problem // Solid-State Electronic. 1985. V.28. P. 1143.

61. Макеев M.A., Якимов Е.Б. Исследование электрических неоднородностей кремниевых структур с лавинным умножением в режиме наведенного тока // Известия Академии Наук СССР. Серия Физическая. 1990. Т.54. №2. С. 293.

62. Holt D.B. REBIC Analysis of Grain Boundaries in Semi-Insulating and Ceramic Materials // European Microscopy and Analysis. 2001. November. P. 11-12.

63. Holt D.B., Raza В., Wojcik A. EBIC studies of grain boundaries // Materials Science and Engineering. B42. 1996. P. 14-23.

64. Edwards P.R, Galloway S.A., Durose K. EBIC and luminescence mapping of CdTe/CdS solar cells // Thin Solid Films. 2000. V. 361-362 P. 364-370.

65. Akamatsu В., Henoc J., and Henoc P. Electron beam-induced current in direct band-gap semiconductors //J. Appl. Phys. 1981.V. 52(12). P. 7245-7250.

66. David C. Joy. The interpretation of EBIC images using Monte Carlo simulation//Journal of Microscopy. V. 143. 1986. P. 233-248.

67. Donolato C. A reciprocity theorem for charge collection // Appl. Phys. Lett. 1985. V. 46. P.270.

68. Donolato C. // Scanning Microsc. 1988. V. 2. P. 801.

69. Panin G., Diaz-Guerra C., and Piqueras J. Characterization of Charged defects in CdxHgixTe and CdTe crystals by electron beam induced current and scanning tunneling spectroscopy // Applied Physics Letters. 1998. V. 72. N. 17. P. 2129-2131.

70. Donolato C. Venturi P. Influence of generation distribution on the calculated EBIC contrast of line defects //Phys. Stat. Sol. (a) V.73. P.377.

71. Ioannou D.E., Davidson S.M. Diffusion length evaluation of boron-implanted silicon using the SEM-EBIC/Schottky diode technique // J. Phys. D. 1979. V. 12. P. 1339.

72. Михеев Н.Н., Никоноров И.М., Петров В.И.,. Степович М.А Католюминесценция монокристаллического теллурида кадмия // Известия Академии Наук СССР. Серия Физическая. 1990. Т.54. №2. С. 332.

73. Аль Шаер В. Катодолюминесценция полупроводников в условиях высокого уровня возбуждения // Известия Академии Наук СССР. Серия Физическая. 1990. Т.54. №2. С.267.

74. Panin G., Piqueras J., Sochinskii N.V., Dieguez E. Cathodoluminescence study of the effect of annealing in Hgl2 vapor on the defect structure of CdTe // Materials Science and Engineering B42. 1996. P. 277-283.

75. Петров В.И. Катодолюминесцентная микроскопия //УФН. 1996. Т. 166. №8. с. 859-871.

76. Брук А.С., Говорков А.В., Мильвидский М.Г., Шленский А.А., Югова Т.Г. Микрокатодолюминесцентные исследования переходных слоев в эпитаксиальных структурах арсенида галлия // Известия Академии Наук СССР. Серия Физическая. 1990. Т.54. №2. с.339.

77. Chin А.К. Evaluation of Defects in CdTe Using a Simple Cathodoluminescence Technique // J. Electrochem. Soc.: Solid-State Science and Technology. 1982. V. 129. No.2. P. 369-374.

78. Chin A.K., Temkin H., and Roedel RJ. Transmission Cathodoluminescence: A new SEM technique to study defects in bulk semiconductor sample // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 34. P. 476-478.

79. Chin A.K., Temkin H., Mahajan S., and Bonner W.A. Evaluation of defects in InP and InGaAsP by transmission cathodoluminescence // J. Appl. Phys. 1979.V. 50. P. 5707-5709.

80. Cusano D.A. Radiative recombination from GaAs directly excited by electron beams 11 Solid State Communications. V. 2. 1964. P. 353-358.

81. Yacobi B.G, Holt D.B. Cathodoluminescence microscopy of inorganic solids. Plenum Press. New York. 1990. 293 c.

82. Петров В.И. Сканирующая катодолюминесцентная микроскопия // Известия Российской Академии наук. Серия физическая. Т. 56. №3. 1992. С.2-27.

83. Wittry D.B., Kyser D.F. Use of electron probe in the study of recombination radiation//J. Appl. Phys. 1964. V. 35. P.2439.

84. Steyn J. B., Giles P.and. Holt D.B. //J.Microscopy. 1976. V.107. P.107

85. Bond E.F., Haggis G.H. and Beresford D. // J.Microscopy. 1974. V.100. P.271

86. Marek J., Geiss R., Glassman L.M., Scott M.P. A novel scheme for detection of defects in III-V semiconductors by cathodoluminescence // J. Electrochem. Soc. V.132, 1985, P. 1502.

87. B.D. Chase, D.B. Holt. Scanning electron microscope studies of electroluminescent diodes of GaAs and GaP // Phys. Stat. Sol. (a) 1973. V.19. P. 467.

88. Balk L.J., Kubalek E., Menzel E. Investigations of As-grown dislocations in GaAs single crystals in the SEM // Scanning Electron Microscopy. 1976. IIT Res. Inst. Chicago. P.257

89. Davidson S.M., Iqbal M.Z., Northrop D.C. SEM cathode-luminescent studies of plastically deformed gallium phosphide // Phys.Stat. Sol. (a). 1975 V. 29 P. 571.

90. Leamy H.J., Kimerling L.C. and Ferris S.D. Silicon single crystal characterization by S.E.M. // Scanning Electron Microscopy. 1976. IIT Res. Inst. Chicago. P.529

91. Durose K.and Russel G.J. Structural defect in CdTe crystals grown by two different vapour phase techniques // Journal of Crystal Growth. 1988. V.86. P. 471-476.

92. Bubulac L.O., Bajaj J., Tennant W.E., Newman P.R. and Lo D.S. Spatial origin of various PL lines in CdTe at 77 K // Journal of Crystal Growth. 1988. V.86. P. 536-541.

93. Sabinina I.V., Gutakovski A.K., Milenov T.I., Lyakh N.N., Sidorov Y.G., Gospodinov M.M. Melt Growth of CdTe Crystals and Transmission Electron

94. Microscopic Investigation of Their Grain Boundaries // Crys. Res. Technol.1991. V. 26. #8. P. 967-972.

95. Milenov T.I., Gospodinov M.M. Melt growth of CdTe crystals and investigation of their grain boundaries // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseach A. 1992. V.322. P. 363-367.

96. Sabinina I.V. and Gutakovsky A.K. Preparation of ТЕМ samples from compound semiconductors by chemomechanical polishing // Ultramicroscopy.1992.V. 45. P. 411-415.

97. Логинов Ю.Ю., Браун П.Д. Образование примесных выделений в CdTe, легированным Ga и С1 // Известия АН. Неорг. Матер. 1995. Т. 31, №9. С. 1177-1179.

98. Хирш П., Хови Ф., Николсон Р., Пэшли Д., Уэлан М. Электронная микроскопия тонких кристаллов. Под редакцией Л.М. Утевского. М.: Мир. 1968.

99. Жаке П. Электролитическое и химическое полирование. М.: Мир. 1959.

100. Chew N.G., Cullis A.G. The Preparation of ТЕМ Specimens From Compound Semiconductors by Ion Milling // Ultramicroscopy. 1987. V.23. P. 175-198.

101. Thompson-Russel K.C. and Edington J.W. Electron microscope specimen preparation techniques in material science in Practical electron microscopy in material science. Vol. 5. Philips Electronic Inst., Inc. Eindhoven. 1977.

102. Lesniak M., Unvala B.A. and Holt D.B. An improved detection system for electrical microharacterization in a scanning electron microscope. // Journal of Microscopy. 1984. V. 135. P. 255-274.

103. Ivanov Yu. M., Polyakov A.N., Kanevsky V.M., Pashaev E.M. and Horvath Zs.J. Detection of polymorphous transformation in CdTe by dilatometry. // Phys. Stat. Sol. (c) N. 3. 2003. P. 889-892.

104. Koyama A., Hirano R. CdTe crystal or CdZnTe crystal and method for preparing the samples // US Patent 6,299,680. 2001.

105. Albers W. in Phisics and Chemistry of II-VI Compounds. // Ed. Aven M., Prener J. S. Amsterdam. 1967. P. 173

106. Ivanov Yu. M. The growth of single crystals by self-seeding technique // J. Crystal Growth. 1998.V. 194. P. 309

107. Potter R.W., Barnes H. L. Phase relations in the binary Hg-S // Amer. Mineralogist. 1978.V.63.P. 1143.

108. Ishiki MM Metals (in Japan). 1997. V. 67. P. 1060.

109. Greenberg J. H. P-T-X phase equilibrium and vapor pressure scanning of non-stoichiometry in CdTe // J. Crystal Growth. 1996. V. 161. P.l.

110. Greenberg J. H. Vapor pressure scanning implications of CdTe crystal growth//J. Crystal Growth. 1999. V. 197. P.406.