Низкочастотные шумы в InSb тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

 »г»

сг>

я?

о> •Эг

из

«— оо

О- 1

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБА ¡ШАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ «ЯОЗЛЕКТРШЖИ

Из правах рукоппоя Ш 621.30:53

ГУСЕЙНОВ НА ЗИМ. ЯШ ОКЦ

НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ШУМЫ.В ¿¡иВЬ 01.04.0'+ - физическая элзктронпяа

А Б Т О Р Е ФБР ЛТ

диесергвции. на соискание ученой сгэпанн кандидата фиэккочшзыаничаски^ пауз

БАКУ - 1995

Работа выполнена в Институте ¿отоэлокгрошпси •АН. АзербаЗдганскод -Республики

Научные руководители:

член-корреспондент АН Азербалдаанскол Республики, доктор физи-ко-ыатеьагических наук, пр&£ессор. Каджар Ч. 0.

доктор физико-математических наук Алекперов O.A. '

Официальные оппоненты: • доктор физико-штематических наук Керимов ¡.[.К.

доктор физшсо-матешгячесящс наук, профессор' Ыехтявза С.И.

Ведущая организация: Азербайджанское Национальное Аэрокос-мичвское Агенствс

Защита состоится " 1 ^ " ЛХ&З 1995 г. б /С' —'

часов на заседании Специализированного Совета Н-004.25.01 по присукязншй ученой степени кандидата физико-штештических ■ наук при Институте ¿отоэлёктрошки АН Азербайджанской Республики по адресу: -Баку, ул. ^.Агаева, квартал 555.

С диссертацией монно ознакомиться в научной библиотеке Института Зотоэлектроники АН Азербайджанской Республики.

Автореферат разослан "10 " ОЦйЦЦЛ 1995 г.

Ученый секретарь п .

Специализированного Совета „[(

д.ф.м.'н. .профессор 0f[ ^ Нуриев II,Р

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. Антимонид индия находит широкое вц>име-. нэниэ во многих отраслях науки и техники. В частности на его основе изготовлпваытся фоточувствигельные элемента на область спектра 3-5 ш, Современная технолотия позволяет получать этот

I »

материал с заранее заданными основными электрофизическими параметрами с хороша пространственной однородностью. При этом.кон-центрагдя остаточной .примеси весьма юла и ноязт не превышать значения Хорошо отработанная технология и удачное со-

четание основных параметров, таких как большое значение подвижности, малая эффективная масса носителей тока и узкая ширина запрещенной зоны обусловили использование этого материала для получения и изучения многих физических эффектов, например,пинч-эффекг в полупроводниках, ударная ионизация типа зона-зона и

й.иосге с теп природа флуигуационных процессов в ш. знание которых необходимо для создания приборов на его основе изучена краЗнз шло. Особенно ш лопзучэкшг.ш явднотся флуктуа-цаошшз. процессы, преобладайте в низко- шЁрзнизкочастотной области.

Б литературе имеется отрывочные и 'часто -щютйворвчавае сведения о- поведении шума в Зп81> . Нащщыар, в этой ш-

•териале получены шнимальдае для полупроводников значение амплитуда шука1. Однако, у различных авторов количественная оценка: уровня шут,и в отличается на 4-5'порядка^ Обнаружена ано-

мальное иоведекиз (по сравнение с Ос , Л С к \rtiJs } зашсх-мостей ^ щуш от напряженности электрического а вагнинота полей. *■ '••..•'

Схожесть зояноЗ структуры, кахакизкав ргссешшг и основных электрофизических свойств' ЗпВЬ с С^НщТег штерпзяовг» практически единственно испальзузшы в настоящее врет дая изгстав- ~ ления фотопривыннков на область спектра 8-14 шаг, гянгет позволить распростзЕнть' результаты изучения: шумовых параштров к га этот материал. ' ~

В современной физике задупрснодников к теория твердоСсг г®-, ла преобладают два налравлашш обьясшшциэ згзхэ-шпгяе встзеикнсше-шн аута. Согласно первоку, этот вид пуст го-гслюат а реда* . эультате зза-л.:одайстная носителей тока в сйъег.т материал*, в до-

верхносгнымл сосгоянлязли, лрмсу.'ствулшш на реальной поверхности полупроводника. Тако.1 процесс кокет дать времена еизни, необходимые дая возникновения b'f шума з широком диапазоне частот. Однако, в ме' аллах, как известно, поверхностных состояний с большим врзшнаш релаксации не существует и шум,' ; по-видимому, не связан с поверхностными явлениями. На основании поверхностной модели также трудно объяснить"зависимости ^ шума от напряженности электрического и магнитного полей.

Другое направление связывает возникновение Щ шума с чисто объемными процессами. При .этом считается, что флуктуации проводимости могут происхЬдить либо" за счет флуктуаций .концентрации (полного числа) носителей тока, либо за счет флуктуаций их подвижности. Подели, основанные на таких предположениях стра-■даат одним существенным недостатком: в них не найден такой физический механизм, который бы отвечал за возникновение шума на. достаточно низкьх частотах (виде, ~1 '

Поэтому,- исследование ^ шума в таком хорошо изученном материале, каким является JnSS открывает достаточно широкие возможности определения зависимостей этого Шума от контролируемых физических параметров и может дать новую физическую информацию о У^ шуме.

Кроме шума и генерационно-рекомбинационного- шума к низкочастотным шумам в^ SS мошю отнести и специфический, так называемый,"взрывнойщц", наблвдаадиЗся в ввде импульсов напряжения или тока, вероятность появления которых, непостоянна. Этот вид шума также крайне мало изучён. Существующие модели не могут объяснить, его особенностей. Поэтому, изучение взрывного шума в JwSb с целью выявления механизмов его возникновения может позволить разработать метода уменьшения'вероятности его возникновения и появления взрывного иуыа.________

Ц&дьм идогозцеа оаОоуц: являлось выявление источников и ьехаклзцов V/ . пума , генерационно-рекомбинационного и взрывного шу; в монокристалляческих образцах Зн р- и ¿-типа проводимости, пмещих различную концентрацию носителей тока, степень компенсации ц обработку- поверхности, и определение за -висшостд уровня вуыоа от, контролируемых фазлчоских' парамот-'

ров материала.

Для дбсгяяения поставленной цели было необходимо:

1. Провести измерения /ешературвых зашсшлозто! спектральной плотности цуш подвнглоатп к концентрации носителе! тока.

2. Исследовать влияние иннектировайних электронов па величину шутла в образцах р-типа.

3. Исследовать характеристики взрывного шутла, распг.едйЛё :-ние его спектральной- плотности, определения услови! его шрлмп-

. зации и максимальной вероятности поязлзния.

4. Разработать методику измерено^ низкочастотных шумов при прилояенш: импульсного смешения.

Объектом исследования являлись шнокристалличесгде образца ^%£ь п- и р-типа проводимости с различно! обраооксол поверхности, концентрация носителе! тока п: подвижность которых изменялись в достаточно широком диапазоне. Такой материал обычно использу -ется для изготовления •приемников излучения на область спектра 3-5 шш.

Научнал новизна работы заключается в следуэдом:

1. По казано, что параметр У^-.ыугл, оС , определявши! относительны.! уровень -^упа з образцах п-типа пои 60 К, как правило, возрастав? с уменьшение;:* подвижности носителе! тока, происходите! за счет.увеличения концентрации .пришсп.

2. 2 зависимости от условий эксперимента (температуры, ка. чества обработки поверхности и напряженности электрического по -

ля) установлено, -что в могут проявляться как шнпмум три

источника ^ аута, один из которых связан с поверхностью, а два с объемом образца. Установлено, что один из объемных неточ шшов гложет быть 'связан с неоднородном распределением примеси. Такое распределение способствует созданию драповых и рекокбина-ционшх барьеров, от -.етсгвеных за долго:пиленную релаксацию и остаточную проводимость-процессов, протенаыдих с достаточно большими постоянными вреаеш, которые необходимы и для возннкно-; вения ^ иумл в широкой диапазоне частот.

3. Установлено, что разогрев цнаектировзнких через кон — тактную область электронов в штерпалз р-типа кокет приводить к значительного/ возрастанию ^ иг/па, чго объясняется изменением вероятности рассеяния инжектированных электронов при их взаимодействии с поллрншш" оптическ-ЕЯ фолокаг.п.

4. Установлено, что возникновение взрывного шуш ыолсег быть связано с локальными S-образностяш ЗЛХ исследуешх образцов,которые происходят за счет увеличения .врешни. жизни инжектированных электронов. Показано, что при определенных условиях,когда импульсы взрывного шума возникают одновременно на нескольких участках образца спектр шума становится близким к ^

5. Показано, что поведение зависимости Su/ц*- от Е равновесного' ifg шуги при наличии взрывного шуш тлеет такой ке характер, как и в образцах без взрывного шума.

Практическая ценность. •

1. Определены условия (-диапазон значение основных электрофизических параметров материала 3)iQ£ ), при которых уровань ffj> ■ шуш минималйн.

2. Показана возможность уменьшения уровня ^ шума в материале р-типа путем введения в него инжектированных, через контактные области электронов.

3. Разрс.'отана и обоснована методика измерена.! низкочастотных шумов в полупроводниках при приложении импульсного смещения .когда длительность импульса намного меньше Обратной частоты анализа шуш.

4. Определены условия при которых с -наибольшей вероятностью, начинает проявляться различного рода нестационарные -шуш, в частности "взрывной шум".

Основные положения. выносиглые на защиту.

1. Б области примесной проводимости в моиокрисгалличесдкх образцах Ли ОЬ толданой не кенее (70*100)мкм, имеющих протравленную поверхность, обесдечиващуп скорость поверхностно.! рекомбинации не более 10? см/с, величина аС возрастает с увеличением"концентрации примеси и возникновение Ifa шума■обусловлено флуктуаци-'яш концентрации основных носителей тока.

2. В образцах р-типа .двойная инквкция электронов и-дырок играет значительную роль в формировании • iJf шуги. Эта роль заключается в-изменении заполнения примесных дак^ров Е разогреве инжектируемых электронов в"сильных" электрический ^олях.

3. Возникновение шщудьсоз взрывного шуш в р- JnSbB условиях шжекщш в области напряжении, соответствующих S- образному, участку ЗАХ, обусловлено переходаш локальных участков образца из "высокоомного" состояния в "низкосашое".

Достоверность результатов работы основываемся на использовании аттестованных и поверенных измерительных установок , хорошей воспроизводимостью измерена.^ , сравнений полученных данных с

результатами приводимыми в литературных источпшсах.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на XI и XIII совещаниях по полупроводниковым преобразователям излучения в г.llocuse 1984 к I9S7 гг., на III Всесоюзной конференция "¿луктуационные явления в физических системах" в г.Пучино.1965 г., и на конференции молодых ученых в г.Баку 1985г.

Публикации. Основно.е содержание диссертационной работы отражено в 5-и-опубликованных работах в международных и республи--: кансккх изданиях.

С^уктурз и объем. Днссергация состоит из введения, пяти глав, изложения основных результатов ц выводов, списка исполь -зованной литературы. Содержит 129 страниц машинописного текста, 25 рисунков, I таблицу, список лктературы из 106 наименований, включая работы авт-ора. '

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, сформулированы цели и задачи работы, приведены сведения о научной новизне и практической ценности подученных результатов.Сформулированы положения, вшюс';аше на защиту а краткое содержание по главам. .

В первой главе приведен обзор экспериментальных и теоретических работ по выяснений механизмов возникновения У^ шума в полупроводниках. 3 начале главы описаны основные статистические свойства шума и возможности получения У^ спектра чисто математический путём. Особое виишние уделено работа?-:, в которых приводятся экспериментальные результаты и теоретические оценки, позволчщпе связать характеристика ^ „шума с контролируемым физическая! параметра;.® материала, .шализпрутася вопросы о стационарности этого шу. л, связи его с флук_уацияз,ш сопротивления или с протекающим током, с поверхностными пли объемными источника;, -ш, улуктуацияш концентрации или подлинности носителей тока.

Во вторoil гушвэ рассмотрены основные методы измерения низ-' кочастотиых оушв, приводятся одичание используемых в настоящей работе экспериментальных установок и методик исьшренпй. <"^0сно-вывается методика измерений низкочастотных iayi.ioD в низкое;-,кшх полупроводников!ix образцах при'-подаче импульсного смещения. Спи-сышется разработанные калошумяцпо предварительные усилители п

обосновывается выбор их схемного решения.

В §2.1 описывается установка для измерения шумов, рассматриваются ыетодыизмерешд параметрор случайных процессов. В нас -тоящей работе исследуются характеристики , генерационно-рекомбинационного и взрывного шумов.'Первые два типа шумов отно -сятся к стационарным случайным процессам с нулевым средним значением, которые на;содержат периодичностей к их моменты первого и второго порядка не зависят от начала отсчета времени. Распределение спектральной плотности напряжения или' тока шума по частоте измеряется црл помощи -анализаторов спектра, работа которых чаще всего основываемся-на одном из 2-ух описанных ни&е методах.

1.Метод'сшатрации, заключающийся в выделении узких участков спектра при. поыощя аналогового или цифрового устройства с избирательной а:дплитудно-частогнол характеристикой.

2. Метод' вычисления спектральной плотности случайного процесса при помощи быстрого преобразования уурьо. Преимуществом этого метода является получение сколь угодно малого разрешения по частоте, возможность измерений в инфранизкочастотной области' спектра, сокращение времени измерений за счет программирования необходимой точности.

В §2.2 описана установка дая измерения спектра низкочастотных. шумов 1.ул приложении постоянного напряжения смещения. Нош -налы резисторов, задающих напряжение смещения на исследуемый, образец, подобраны таким образом, чтобы при кандом переключении 'значение протекающего через образец тока изменялось не более, чем . на 30% от предыдущей величины. На анализаторе спектра-произво -дится гармонический анализ шумового сигнала, Для контроля чисто- . ты шумового сигнала от внешних-наводок й регистрации импульсов взрывного шума был использован осциллограф. Исследуемый образец его цепь смещения и усилительная часть,установки помещены в электромагнитный- экран и отдельно заземлены.

Б §2.3 описана установка для измерения низкочастотных шумов шзкоомных полупроводниковых ббразцо:.'. в импульсном режиме. Гармонический 'анализ напряжения пума образца- мояет осуществляться : подключением к выходу шсштабного. усилителя- лабого стандартного анализатора спектра, имеющего соответственный частотный диапазон. , В настоящей работе использовался анализатор спектра параллельного типа, выходной прибор которого регкстрярз'ет. величину, лрояор-

циокальную среднему значэнпю квадрата ;на пряхе иия шуга образца в' полосе пропускания анализатора спектра на частоте анализа. При этом спектральная плотность напряжения- шума образца будет вычисляться по формуле:

с (?)- й*

йц{?! К*л/(СГ)г

где Ц- - показание выходного при<5орас анализатора спек^а, 1С -коэффициент передачи установки по напряжению, й.^ - эффективная шумовая полоса пропускания знг-газатора спектра, Г - частота повторения импульсов, .С- -длительность. ¡шпульсое.

В отличие от работы 'при постоянном напряжении смещения в данной формуле добавлен мнояителъ (С'Г ). Для оптимального выделения шут,я образца необходимо устанавливать возмояно больше значения (Сf ), но гак чтобы средняя модность выделяемая в образце ( Z{al? (!СР ) ~ аш:вгауда импульсов смещения) не приводила к его разогреву. '

С целью повышения точности установки был разработан более стабильны:! по частоте повторения и д-г:тельности импульсов генератор импульсов с полностью независимо! системой регулирования % и Г • Кроме того, применение двух последовательно соединен-■ ных выходных транзисторов в уСШШТОЛе мощности позволило повысить шпуль с смещения. - *

3 §2.4 описана методика измрревдй шзкочастотных иумов в импульсном режиме. При исследовании влияния процессов происходящих в сильных электрических полях на ^ аут; ь пол^роводннках как правило, измерения проводились при приложении к образцу постоянного напряжения смещения. Но такие измерения можно применять лишь к материалам с относительно высоким удельным сопротивлением типа Си. Л Я ,31 . А такке обеспечения -хорошего топлоотвода -образцы изгого1 "ялись в виде очг;а, тонких н..астин. Такая конфл- _ гурация не применима к достаточно нпзкоомиш матг где лам, каким является Зп.£>ь. Привэдонтг некоторые соображения позйолягхще обосновать правомерность изморешы низкочастотных аутлоп в полу- ■ проводниках при приложении нглпульспого смещен:'.; вплоть до зна ченил.Ё , при которых шйоддоогся разогрев электронного газа. Идея метода состоит в подзпо из •■ пз:.газяе;.и1. образец ;~-лтульс::ого

скэщеяпя и выделении, при этой низкочастотной шумовой огибающей. Исследуемые в работе образцы тлела сопротиа;.оьне от десятков Сил до нескольких десятков кОм. Довольно низкий-уровень шума этих образцов требует разработки предварительного усилителя с низким уровней собственных шумов з области низких и инЗранизких частот. •Для перекрытия всего диапазона сопротивлений исследуемых образцов наш было разработаны дьа предварительных усилителя, описание которых приводятся в §2.5.

3 третьей главе изложены результаты исследования законо — мерностей стационарных низкочастотных шумов.Анализируются час -тотнне зависимости относительной спектральной-плотности шума ряда образцов р- и п-типа проводимости. Для образцов рутила приводится расчпт относительной спектральной плотности генерацион-, но-рекомбинацконного шума. Проведено обсуждение результатов измерения иарамэтров tyf • шуш исследуемых образцов при тешера -туре £J К и 300К. Доказана связь источников шума с иримесг ныш центрами. '

Б §3.1 описаны операции изготовления исследуемых образцов и'приреденн их основные электрофизические параметры. Изготовлялись об^зцы четырех типов. Измерения проводились как даухкон -тактным, так и чегнрехконтакткым методами. Контакты на образцы наносились припоями 92% Jti + I% Тс (инжектирующий электроны) и 80% Jtb + 20/Ó C<¿ (инг.ектир; таций дырки), что позволило исс-ледозать вклад в формирование шзкочастотных шумов неравновесных носителей.

В §3.2 приведены результаты экспериментального исследования частотных зависимостей спектральной плотности V/ шума и генерационно-рэкокбянационного шума. Измерения Su проводились при S0 К при напряжениях смещения соответствующих линейному участку вольтаыиерной характеристики и приблизительно квадратичной зависимости Su о? ti . Частотные зависимости спектральной плотности шукз измерялись в диапазоне частот I* 2*104 Гц при приложении постоянного напряжения смешения и в диапазоне частот I+JCOO Гц при гридояении импульсного смещения. У образцов изго -товленных з материала п-тиса с более высоким значением JU спектр шума следует примерно закону в диапазоне частот

f < (100+200)Гц. lía более высоких частотах уровень шума весьма низок. А у образцов о кизкяц значенной Ú переход от спек-

тра к члстотнонезависимому происходи? вблизи (2+10) кГц. Цзмере-• 1шя температурных зависимостей коэффициента Холла для соответ -CTByavrr образцов показало, что при низких температурах концентрация свободных электронов определяется мелким донорными прк-месшли, а при TV 140 К наступает сгбственная проводимость.

У образцов изготовленных из. материала р-типл всех

образцов изменяется но закону ' со значениями р близкими к I. На частотах выше 200-400 Гц коэффициентJi для равных об -разцов монет зависеть; от частоты и значительно отличагься при -влмэя значения ог 0 до 2. Такоп повэдешю Зч/ик .соответствуй: гецвраццонпс-рз;соибаЕацхагшюму аулу а вовкепеи июни дырок

Известно, что частотная зависимость и амплитуда отно -сителышй спектрально."! плотности гецорзц^г.ппс-рекомбинациониого туш в р- JnSh могут быть обусловлены взаимодействием носителей тока с одним пли двумя примесными уровнями с энергией активации EjbEv+ (0,04-0,06эЗ) i; Eg=3y+ (0,1-0,12) эВ, причем влияние,вто-' poro уровня более Еыраг.сло в образцах с относительно низкой концентрацией свободных дырок ( р <. Ю^^см-^) п соответственно, о. высокой степенью компенсации, так н.~к полная концентрация примеси была не ниже 5*1014 см-^.

В §3.3 приведены результаты изыере;шщ параметра Хоуге á. Единственным параметром, пригодным для количественной оценки уровня шума' ^ , в настоящее время является параметр Хоуге<¿, (звязывашцй величину V/ ' шума с "олным числом носителей тога в образце. Предложенная Хоуге величина <£« 2*10"^, но является постоянной для всех материалов и даяе не для вс'зх образцов из одного и того нее материала, имеющие к'тому se приблизительно одинаковые значения основных электрофизических параметров 'и ода--нааовуи обработку поверхности. По определении, данному Хоуге, величина параметра «С является усредненной' по результатам большого количества измерений и разброс значени.. Л моает достигать до 2 порядков в оба стороны.

При то:,шара туре 80 К для образцов п-типа значения ¿ в основном значительно меньше, чем 2-ICP*. При этом, шпшзльныэ значения были не более 3- Iü-^, что почти ка тр- nopj®ca ивкьзе" величины, предлозенной Хоуге. Для образцов р-тша значений di лелат в пределах от I-IO -до I'IQ"-1 и практически не завгеят от качества обработки'поверхности. Результаты измерений показыйзэг,

что величина </ для образцов п-типа при 80 в среднем возрастает с увеличением концентрации пригласи.

Таким образом, б исследуекых_ образцах, в наиболее чистых из которых подвшшость, определяется концентрацией остаточной примеси и рассеяниями на полярных оптических фононах, а такав на образцах с сильным рассеянием на ионах примеси при достаточно высокой степени коирзнсации величина параметра увеличивается по мере уыешэния вклада в рассеяние решеточного рассеяния носителей. Это находится в противоречии с выдвинутой Хоуге и Вандаймом эмпирический формулой согласно которой:

• (л)

где о1<з - 2"Ю-3, уи - подаш-юсть носителей тока,^/^ - подвижность ,рпределяеыая только рассеянием на кристаллической рещетке.

Подвижность электронов при 80Й в О'/Оь при чисто решеточном рассеяипи _=1-Юе см2/Вс. Следовательно, для образцов из относительно чистого материала (у^ =7-10® см2/Вс) значение параметра Хоуте дол&но находиться в пределах 5.»10~4 + 1-Ю"3 и ' значительно уменьшаться с повышением концентрации примеси (уменьшением подвижности). Такое противоречив мол:ет объясниться сле-дущим обрасэм.

При выводе вышеуказанной формулы авторы счита'ли, что ^ шум может возникать только в результате взаимодействия носителей тока с колебаниями кристаллической решетки, -а взаимодействие носителей тока с ионами пригласи и с различного рода неоднрроднос-тжш не дает '/Д шума. Однако, анализ результатов последних работ п-'-зволяет сделать вывод, что-значение параметра-./ в среднем как правило, минимально именно в образцах из довольно чистого материала.

Наш было получено экспериментальные значения оС пяти серий' образцов. Каждая серия состояла из 8-10 образцов с

одинаковыми значениями концентрации и подшяности носителей тока отличающихся по подвиеносги. =2,5 +6,8)хМ ет д^/Вс) и кон-

ааваргции'.-электронов ( Ц—6-Ю^+г-Ю14 см"3). Измерения по^-казали, что в среднем минимальные значения Л тлеют место дал образцов с подвижностью электронов(6*6,8)-10^ с:,г/Вс и увеличивается по изре умеьшения подвижности, а следовательно, и

увеличения ^концентрации пригласи. Точно тагам, с ростом концен -трации- примеси увеличивается,и разброс значешы для каядой серии. Используя результаты измерении можно сделать вывод, что зависимости величины оС от значения подвижности ^^ , о бус -ловленной рассеянием только на ионизованных примесях могут быть приблизительно представлены в виде:

-3,1

■ Л

Таким образом, модно заключить, '"го примесные центры, так ке как и в ГОД, вносят вклад и в формирование шума. Однако, природа этих центров должна быть различна. Для возникновения ге-нерационно-рекомбинационного шума достаточно центров с одно! или двумя постоянными времени, а для спектра типа ^Р необходим снайор постоянных времени в достаточно 'лпроком диапазоне.

В четвертой главе приводятся результаты измерении температурных зависимостей спектральной плотности ^Ц в образцах ц и р-типа проводимости и зависимости Зи от напряженно. ти злен -тричесного поля в образцах р-типа.

В §4.1 приводятся результаты измерзни! температурных зависимостей ^ шума, анализируется возможные источники шума.'Исследовались образщ! двух типов. Анализ полученных резуль -татов проводился только для образцов у которых спектральная плотность шума подчинялась закону '//^Р со значениями от 0,9 до 1,1 , -а зависимости >$и от напряжения смещения на фиксированной частота были близки к квадратичны?,!, Показано, что дад образца из сравнительно чистого материала в интервале тег^ератур -80* ( НО К ьб не зависит от температуры и тлеет болае высокие зна -чения для полированно! поверхности. Дж.* образцов из компенсированного материала значения ьС слабо зависят от качества обра бот -ки поверхности (при используемых толщинах образцов) и температуры, причем они, как правило, более высокие для образцов с более низкой подвижностью. В образцах с достаточно высокой подвижно -. стью и соответственно с низкой концентрацией примеси, при низких температурах, по-видимому, существенен вклад ^ шума поверх -постного пропсхоздения. 3 пользу этого свидетельствует з^висп -мость о£ о*" качества обработки поверхности и имеющее место увеличение оС при естественном окислешш протравленной поверхности образцов после их ввдеркки на воздухе в течение I + ! глесяцоп.

f ' '

Измерения f->yU!L в'зависимости от толь^иш образца с одинаково обработанной поверхность^ показали, что для образцов п-тцпа с полированной поверхностью имеет место зависимость тиса vL'^cü (od -тольщцна образца), что такке азлявгся подтверждением вклада в V/ ¡-ум поверхностных источников.

Для образцов из чистого материала с протравленной поверхностью и для обр^цов из компенсированного материала -независимо от качества обработки поверхности зависимость об от тольщины оказалась намного слабее. В этом случае преобладают уке другие, очевидно, объемные источники шума. Это следует из существе

нного различия поведения температурной зависимости </■> при Т > НО К в чистых и компенсированных образцах. Показано, что для чистых и коми люирова иных образцов при приближения к области собственной проводимости, когда концентрация свободных носителей сравнивается и прйзышдет концентрацию примеси, Л растет с температурой. Когда sc концентрация примеси значительно превшшет концентрацию свободныхлюсгтолей, оС , как правило, несколько уменьшается с повышением температуры. Улучшая обработку поверхности и понижая концентрацию .примеси можно, по-видимому, достигнуть еще более идзких значений оСчем полученные нами при температуре йидкого азота 5-10^).

Сравнение полученных з настоящей работе температурных зависимостей $и/Цг и коэффициента Холла для образцов р-тша показывает, что их поведение в области примесной проводит,юсти качественно одинаковы, чт(^ соответствует довольно слабому изменению с температурой параметра об . В области же инверсии коэффициент-га Холла X резко уменьшается с температурой, в то время как

Rh в некотором интервале температур возрастает. Как известно, это возрастание R* вблизи температуры инверсия связано с достаточно большим отношением подаианости электронов JUn к иодвиа-ности дырок Jüp j В = fl^JUp • Цри этом, в некотором интервале температур концентрация дырок несколько больше концентрации электронов, р > л, а проводимость уже электронного типаjUn^^ßjjp-

Л §4.2 приводятся результаты исследования зависимости •5»/ц1 от напряженности электрического поля и влияния на \ f^g шум .двойной внзскщш в р- . Исследовались образцы р-типа

прозо, -глсоти с концентрацией свободных дырок при температура гладкого азота р = I-IQ-^+I-lO15 см"3 и их подвикностыо »)•!<?

'Температурная зависимость шума в Ш- Ш, 1986 г.,

т. 20, с. 1549-1551.

2. С.А.Алекперов, Н.Я. Гусейнов "Низкочастотные шуш в Р~3п3& ", Препринт # 235 ИЗАН Азерб.Реепублики 1987 г. 25 с.

• 3. Н.Я.1Усейнов Материалы научной конференции аспирантов АН Азербайджанской Республики "Температурная зависимость */£ иума в ", -изд.-"Элм", 1987 г.,книга 1, с.67. - 69.

4. С.А.Алекперов, В.Ф.Александров, Н.Я.Гусейнов, Ч.О.Кад-ьар " 4/р . шум нккектированных электронов в Известия АН Аз.ССР,. 1989 Г.,т.10, с. 138-141.

5. С".А.Алекперов, Н.Я. Хусейнов "Измерение низкочастотных иумов при импульсном смещении", Препринт Л496 И1>АН Лзерб.Республики 1994 г., 13с.

X У Л А. С. 3

• Диссертасида ишиндэ сэтЬи ишлэнмэсл мухтэли* олан,¿укдашы-¡Зычьтларын консентарси^аси вз ¿уруклу^у ки^алзт-гэдэр кении диа-пазонда дэ^ишан п вз р тип ,кечиричили^э малик ¿арътмке-

чиричи материалинда алчаг тезликли ку^лэрин'этр&г^лн тгдгигаты апарылмьздир.Белэ материал адэтэн 3-5 иям областында шуаланма гэбуледичилэринин Ьазырланмасында йсти^адэ'олунур. .

'V/; кенераая^а-рекомбииесиза вэ партла^ыш кудлзринин

Jn~t.ii монокристаллик нумунэлэрчндэ темперртур, тез лик ва саЬ» аеылыяыгларк елчулмуш.бу ду^лэрин асас шнбзлэри аякяр едилмии

онларын материалш идарэ рлуна билзн Физики Параметрлэриндзн .асылылыгы муэ^эн едилмипщир,- ' ,

Ал«аг теяягкли ку^'лэрин импуЛс рениминдэ элчулнэси методи-касы Ьазьтрланыб такли^ь едилмиш еэ бу елчмэни апармаг учун гурту Ьа з ырланмъшдьтр.

Тэчруби олараг муэ^эн едилмишцир ки, П.- ЦьЬо монокристаллик нумунэлэриндэ 804-150К температур областшца ^ ку^у устунлук тэикил едир.

Кестарилпищдир ки, бу нумунэлэрдэ ку^унун параметр ринин температурун зуксэлмэси илэ артмаси.Ьэмчинии р- -7« -да електрик саЬэсинин 'кэркинли^инлн артмасы 'илэ 8.0 К температурда икигат ийжексиДа Ьалинда пареметринин дэ 'артмасы зукдашьф!

чыларын пол^ар оптик (^ононларла гаршылнглы тэ"еири .ила шэртлэнир.

Кестэрилмтецир ки, Ц- нумунэлэриндэ с/ -нын темлератур-

дан асылылыгы 80-300 К интервалында эги^дир. Ашгар кечиричилик, областында ашгарын консентраси^асьг арвдггча с/ '-нын да гитмэти артыр. Мэхсуси ночиричилик областында исэ бу асыяьянг зэи^дир. . р-СтЛ^-нумунэлэриндэ исэ аигар кечиричили'к областында <£ -нын гидмэти мэхсуси кечиричилик областуна .кисбэтзн 2-3 тэртиб зуха-рвдир. • _ ,

Нуэд¿ан'олунмущцур ки, партла^ш кудукун импулсларынш ¿а-ранма-еЬтималы ВАХгын 5 - шэкилли областында макеималдыр в» партла^ьап ку¿унун мэнбэлэри Левада локаллашмкщцыр,

нуэ'з¿эн олунмуодур ки, бир нечэ амплитудлу пзртла з'ш ку^'у мевчуд олдутда ку^ун ¿екун сггектри ^ -э ¿-'снн одса"да ^/р вэ партла^ыга ку^унун мгнбэлэри музстали^дир. '_. '.

Оотогэбуледичилэрнн пв.ртла^ыш ку^унун иипулсларыньш ээи*лэ- • дилмэси учун гургу-яшлзкиб Ьазырланмыш вэ Фотоелектроника инсти-тутунда тэтбиг едилмишцир.. ■ .'•'- .

ABSTHACI

Monocrystal samples.of InSb n- and P-type conductivity with surface of different treatment were used in dissertation. Concentration and nobility of theee saisples changed in the wide frequence range. Such oaterial usually uoe for naicing of radiation receivers in range 3-5 nKm. Measurements of temperature, frequency and field dependences of I/f, generation-recombination and buret noises in monocrystal samples InSb are carried out. Crevaient sources of noises were found,and xhota dependences on controlled physical paramètres are, determined. ° '

It was developed nethods of low-frequency noises measuring in impulse regime and installation, to realise these measurements.

It was found experimentally, that I/f - noise prevails in monocrystal samples InSb n-type conductivity wilihin temperature range 80 - 150 K. "

It was shown-that rise of I/f - noise parameter oC with terape rature increase in these sanplea, and. rise of with increase-of electric field intensity in senples InSb p-type conductivity at double injection and at 80 K is cause of interaction charge-carriers with non-polar optical phonons.

The weak temperature dependence of values cC in range 80 ♦ 4 300.K in samples InSb n-type conductivity was also ehown.

With increase of inpurity concentration -values parameter '

and limits of changeais rose in impurity conductivity region.-.Such dependence is nrueh weaker ia intrincik conductivity region. Values in samples p-type InSb iû inpurity conductivity region are above on 2-3 order, than in intrinsic clndpctivity "region.

It was found that probability of appearing the burst noise inpulses is naximin in S-shaped region of 'volt-arcpere ch«ra,eterlatle and sources of burst noise are localised In the space.

It was found that sour-es of I/f and,burst noises are different in spite of resultant noise spectrum may be near to I/f at existence of burst noise with few amplitudes and different average frequencies of recurrence.