ISSN 1996-0948 · EISSN 2949-561X

· Языки: ru / en

Статья: Моделирование вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе МЛЭ HgCdTe при неоднородном распределении состава и легирующей примеси (2018)

Читать

Читать онлайн

Проведено численное моделирование низкочастотных и высокочастотных вольт-фарадных характеристик (ВФХ) МДП-структур на основе n-Hg0,70Cd0,30Te с приповерхностным варизонным слоем с повышенным содержанием CdTe и неоднородным по толщине распределением концентрации донорной примеси в приповерхностном слое полупроводника. Показано, что неоднородное распределение концентрации электронов существенно влияет на вид ВФХ МДП-структуры на основе n-HgCdTe с приповерхностным варизонным слоем, что может искажать результаты определения спектра поверхностных состояний. Значение емкости в минимуме низкочастотной ВФХ определяется концентрацией электронов на границе области пространственного заряда с квазинейтральным объемом. Установлено, что при определении концентрационных профилей по наклону C -2(V)-зависимости в режиме обеднения надо учитывать наличие приповерхностных варизонных слоев, которые влияют на граничные значения диапазона определения концентрации. Полученные результаты качественно согласуются с экспериментальными данными.

It is shown that the inhomogeneous distribution of electron concentration has a significant effect on the shape of the capacitance-voltage characteristics of a MIS structure based on n-HgCdTe with a near-surface graded-gap layer, which can distort the results of determining the spectrum of surface states. The capacitance in the minimum of the low-frequency capacitance-voltage curve is determined by the electron concentration at the boundary of the space-charge region. When determining the concentration profiles from the slope of the C -2(V) dependence in the depletion mode, one should take into account the presence of near-surface graded-gap layers that affect the boundaries of the range of determination of concentration. The obtained results agree qualitatively with the experimental data.

Ключевые фразы: HgCdTe, молекулярно-лучевая эпитаксия, МДП-структура, варизонный слой, концентрация легирующей примеси, вольт-фарадная характеристика, моделирование

Автор (ы): Войцеховский Александр Васильевич, Несмелов Сергей Николаевич, Дзядух Станислав Михайлович

Журнал: ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Физика
УДК: 621.315.592. Полупроводники
eLIBRARY ID: 35193303

Для цитирования:

ВОЙЦЕХОВСКИЙ А. В., НЕСМЕЛОВ С. Н., ДЗЯДУХ С. М. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МДП-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ МЛЭ HGCDTE ПРИ НЕОДНОРОДНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ СОСТАВА И ЛЕГИРУЮЩЕЙ ПРИМЕСИ // ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА. 2018. №3

Текстовый фрагмент статьи

В работе показано, что неоднородное распределение концентрации электронов существенно влияет на вид ВФХ МДП-структуры на основе n-HgCdTe с приповерхностным варизонным слоем, что может искажать результаты определения спектра поверхностных состояний. Согласно результатам моделирования, емкость в минимуме НЧ ВФХ определяется концентрацией электронов на границе ОПЗ с квазинейтральным объемом. При определении концентрационных профилей по наклону зависимости C -2(V) в обеднении следует учитывать наличие приповерхностных варизонных слоев, которые влияют на границы диапазона определения концентрации. В случае наличия варизонного слоя можно определить концентрацию основных носителей заряда в большем диапазоне координат, но для определения верхней и нижней границ диапазона необходимо проведение численного моделирования, поскольку аналитические выражения для граничных координат невозможно получить для произвольного распределения состава в варизонном слое. Полученные результаты качественно подтверждены экспериментальными исследованиями зависимостей концентрации электронов от координаты.

Список литературы

1. Capper P., Garland J. Mercury Cadmium Telluride: Growth, Properties and Applications. - Chichester: John Wiley & Sons, 2011.
2. Сидоров Ю. Г., Дворецкий С. А., Варавин В. С., Михайлов Н. Н., Якушев М. В., Сабинина И. В. // ФТП. 2001. Т. 35. № 9. С. 1092. EDN: RYPDSR
3. Овсюк В. Н., Курышев Г. Л., Сидоров Ю. Г. Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона. - Новосибирск: Наука, 2001.
4. Nicollian E. H., Brews J. R. MOS (metal oxide semiconductor) Physics and Technology. - New York et al.: Wiley, 1982.
5. Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Бурлаков И. Д., Селяков А. Ю. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 80. EDN: OHLGQZ
6. Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Григорьев Д. В., Ляпунов Д. В. // Изв. вузов. Физика. 2017. Т. 60. № 1. С. 109. EDN: XWVHUV
7. Kesler V.G., Guzev A.A., Dvoretskiy S.A., Zakirov E. R., Kovchavtsev A. P., Panova Z. V., Yakushev M. V. // Phys. Stat. Sol. (c). 2016. Vol. 13. No. 7-9. P. 643. EDN: YUUFMX
8. Brotherton S. D., Burton P. // Solid-State Electron. 1970. Vol. 13. No. 12. P. 1591.
9. Бормонтов E. H. Многослойные полупроводниковые структуры с неоднородно распределенными параметрами. -Дис. д-ра физ.-мат. наук: Воронеж, 2001.
10. Van Gelder W., Nicollian E. H. // J. Electrochem. Soc. 1971. Vol. 118. No. 1. P. 138.
11. Brews J. R. // J. Appl. Phys. 1973. Vol. 44. No. 7. P. 3228.
12. Fu R., Pattison J. // Optical Engineering. 2012. Vol. 51. No. 10. P. 104003.
13. Zhang P., Ye Z. H., Sun C. H., Chen Y. Y., Zhang T. N., Chen X., Lin C., Ding R. J., He L. // J. Electron. Mater. 2016. Vol. 45. No. 9. P. 4716. EDN: YNONIS
14. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. M. // J. Phys. Chem. Sol. 2017. Vol. 102. P. 42. EDN: XUUEZR
15. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. M. // J. Electron. Mater. 2018. Vol. 47. P. 2694. EDN: UXOVYE
16. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. M. // Russ. Phys. J. 2015. Vol. 58. P. 540. EDN: WQQVPJ
17. Voitsekhovskii A. V. Nesmelov S. N., Dzyadukh S. M., Varavin V. S., Dvoretsky S. A., Mikhailov N. N., Yakushev M. V., Sidorov G. Y. // Superlatt. Microstr. 2017. Vol. 111. P. 1195. EDN: PRYILJ
18. Дзядух С. М., Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Сидоров Г. Ю., Варавин В. С., Васильев В. В., Дворецкий С. А., Михайлов Н.Н., Якушев М. В. // Изв. вузов. Физика. 2017. Т. 60. № 11. С. 3. EDN: ZUFGSF

1. P. Capper and J. Garland, Mercury Cadmium Telluride: Growth, Properties and Applications (John Wiley & Sons, Chichester, 2011).
2. Yu. G. Sidorov, S. A. Dvoretskii, V. S. Varavin, et al., Semiconductors 35, 1045 (2001).
3. V. N. Ovsyuk, G. L. Kuryushev, and Yu. G. Sidorov, Matrix Photodetectors for Infrared Range (Nauka, Novosibirsk, 2001) [in Russian].
4. E. H. Nicollian and J. R. Brews, MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology (Wiley, New York, 1982).
5. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, et al., Prikladnaya Fizika, No. 5, 80 (2011).
6. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, et al., Russ. Phys. J. 60, 128 (2017).
7. V. G. Kesler, A. A. Guzev, S. A. Dvoretskiy, et al., Phys. Stat. Sol. (c) 13, 643 (2016).
8. S. D. Brotherton, P. Burton, Solid-State Electron. 13, 1591 (1970).
9. E. N. Bormontov, Multilayer semiconductor structures with inhomogeneously distributed parameters (Dissertation of the doctor of sciences, Voronezh 2001) [in Russian].
10. W. Van Gelder, E. H. Nicollian, J. Electrochem. Soc. 118, 138 (1971).
11. J. R. Brews, J. Appl. Phys. 44, 3228 (1973).
12. R. Fu, J. Pattison, Opt. Engin. 51, 104003 (2012).
13. P. Zhang, Z. H. Ye, C. H. Sun, et al., J. Electron. Mater. 45, 4716 (2016).
14. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, J. Phys. Chem. Sol. 102, 42 (2017).
15. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh S. M., J. Electron. Mater. 47, 2694 (2018).
16. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh S. M., Russ. Phys. J. 58, 540 (2015).
17. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, et al., Superlatt. Microstr. 111, 1195 (2017).
18. S. M. Dzyadukh, A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, et al., Russ. Phys. J. 60, 1853 (2018).

Выпуск

№3 (2018)

Кол-во страниц: 98 страниц

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ

Комбинация емкостного высокочастотного разряда и разряда постоянного тока для использования в плазменном ускорителе с замкнутым дрейфом электронов. Часть II. Функции распределения ионов по энергиям Задириев И. И., Кралькина Е. А., Вавилин К. В., Швыдкий Е. В., Александров А. Ф. 5
Влияние особенностей разрядных камер стреляющих полупроводниковых свечей газотурбинных двигателей на характеристики плазменного выброса Гизатуллин Ф. А., Салихов Р. М. 10

ФОТОЭЛЕКТРОНИКА

Моделирование вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе МЛЭ HgCdTe при неоднородном распределении состава и легирующей примеси Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. 15
Особенности адмиттанса МДП структур на основе МЛЭ p-Hg1-xCdxTe (x = 0,30) Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Варавин В. С., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н., Якушев М. В., Сидоров Г. Ю. 22
Использование квантовых точек на основе CdSe/CdS/ZnS в компланарных емкостных струк-турах для оптических датчиков жидких и газовых средах Павлов С. А., Павлов А. С., Максимова Е. Ю., Алексеенко А. В., Павлов А. В., Антипов Е. М. 27
Неоднородные распределение дефектов и времени жизни при диффузии фосфора в кремний, выращенного методом Чохральского Вильдяева М. Н., Климанов Е. А., Ляликов А. В., Скребнева П. С. 33 ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние электронно-лучевой обработки на оптические и поверхностные свойства кварцевых стекол Зенин А. А., Климов А. С., Окс Е. М. 37
Исследование спектров люминесценции покровной ткани семян растений Зиенко С. И., Беляков М. В., Малышкин В. В. 43
Температурные зависимости парциальных давлений компонентов газовой фазы над распла-вами системы Al-N Ильиных Н. И., Малкова И. А. 49
Образование регулярных доменных структур в сегнетоэлектриках при воздействии одно-родного электрического поля и упругих волн: дилемма несущих частот Крутов В. В., Сигов А. С., Щука А. А. 53
Магнитоэлектрические характеристики структур, полученных методом гальванического осаждения никеля и олова на подложку из арсенида галлия Филиппов Д. А., Маничева И. Н., Лалетин В. М., Фирсова Т. О., Галичян Т. А. 58
Влияние вольфрама на скорость поверхностной рекомбинации в кремнии Цвигун Н. В., Копица Г. П., Власова Т. В., Крыштоб В. И., Расмагин С. И. 64
Влияние термомеханического воздействия на светостойкость полиэтилена Гафуров С. Дж., Бобоев Т. Б., Истамов Ф. Х. 70
Контролируемое формирование слоев графена термодеструкцией SiC в потоке атомов желе-за Буташин А. В., Муслимов А. Э., Каневский В. М. 74

ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ

Высокочувствительное устройство измерения коэффициента концентрации энергии при синтезе ИК-изображений для тестирования характеристик матричных фотоприемных устройств Верхогляд А. Г., Гибин И. С., Елесин А. Г., Макаров С. Н., Ступак М. Ф. 79
Высоковольтная импульсная система для электроформования сложноструктурированных полимерных материалов Кашин А. В., Ребров И. Е., Хомич В. Ю. 85
Микрокриогенная система Стирлинга со ступенью охлаждения на основе магнитокалориче-ского эффекта Самвелов А. В., Чепурнов Е. Л., Минаев Д. В., Пахомов О. В. 90

ИНФОРМАЦИЯ

Правила для авторов 94
X-th International Workshop Microwave Discharges: Fundamentals and Applications (MD-10) 97

C O N T E N T S

PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS

Combination of a capacitive high-frequency discharge and a DC discharge for use in a plasma accelerator with a closed electron drift. Part II. Ion energy distribution functions I. I. Zadiriev, E. A. Kralkina, K. V. Vavilin, E. V. Shvidkiy, and A. F. Aleksandrov 5
Influence of the features of the discharge chambers of semiconductor glow plugs of gas turbine engines on characteristics of the plasma ejection F. A. Gizatullin and R. M. Salikhov 10

PHOTOELECTRONICS

Modeling of the capacitance-voltage characteristics of MIS structures based on MBE HgCdTe at inhomogeneous distribution of composition and dopant A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh 15
Features of the admittance of MIS structures based on MBE p-Hg1-xCdxTe (x = 0.30) A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, V. S. Varavin, S. A. Dvoretsky, N. N. Mi-khailov, M. V. Yakushev, and G. Yu. Sidorov 22
The use of quantum dots based on CdSe / CdS / ZnS in coplanar capacitive structures for optical sensors liquid and gas environments S. A. Pavlov, A. S. Pavlov, E. Yu. Maksimova, A. V. Alekseenko, A. V. Pavlov, and E. M. Antipov 27
Inhomogeneous distribution of defects and lifetime when phosphorus is diffused into silicon grown by the Czochralski method M. N. Vil’dyaeva, E. A. Klimanov, A. V. Lyalikov, and P. S. Skrebneva 33

PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS

Effect of electron-beam processing on the optical and surface properties of quartz glasses A. A. Zenin, A. S. Klimov, and E. M. Oks 37
Investigation of luminescence spectra of the plant tissue cover tissue S. I. Zienko, M. V. Belyakov, and V. V. Malyshkin 43
Temperature dependences of the partial pressures of the gas phase components above the melts of the Al-N system N. I. Ilinykh and I. А. Malkova 49
Phenomenon of formation of regular domain structures in ferroelectrics by uniform electric field and elastic waves: the dilemma of carrier frequencies V. V. Krutov, A. S. Sigov, and A. A. Shchuka 53
Magnetoelectric characteristics of a structure, obtained by galvanic deposition of tin and nickel on a gallium arsenide substrate D. A. Filippov, I. N. Manicheva, V. M. Laletin, T. O. Firsova, and T. A. Galichyan 58
Effect of tungsten on the rate of surface recombination in silicon N. V. Tsvigun, G. P. Kopitsa, T. V. Vlasova, V. I. Kryshtob, and S. I. Rasmagin 64
Influence of a thermomechanical prehistory on light resistance of polyethylene S. J. Gafurov, T. B. Boboev, and F. H. Istamov 70
Controlled formation of graphene layers by thermodestruction of SiC in the stream of iron atoms A. V. Butashin, A. E. Muslimov, and V. M. Kanevski 74

PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS

High-sensitivity device for measuring the energy concentration factor in the synthesis of IR images for testing characteristics of array photodetectors A. G. Verhoglyad, I. S. Gibin, A. G. Elesin, S. N. Makarov, and M. F. Stupak 79
High-voltage power system for electrospinning of complex-structured polymer materials A. V. Kashin, I. E. Rebrov, and V. Yu. Khomich 85
Microcryogenic Stirling system with a cooling stage based on the magnetocaloric effect A. V. Samvelov, E. L. Chepurnov, D. V. Minaev, and O. V. Pakhomov 90

INFORMATION

Rules for authors 94
X-th International Workshop Microwave Discharges: Fundamentals and Applications (MD-10) 97

Другие статьи выпуска

Использование квантовых точек на основе CdSe/CdS/ZnS в компланарных емкостных структурах для оптических датчиков жидких и газовых средах (2018)

Авторы: Павлов Сергей Алексеевич, Павлов Алексей Сергеевич, Максимова Елена Юрьевна, Алексеенко Антон Владимирович, Павлов Александр Валерьевич, Антипов Евгений Михайлович

Рассмотрены особенности использования компланарных емкостных структур в качестве измерительной ячейки люминесцентных датчиков с сенсорными слоями, содержащих квантовые точки на основе халькогенидов Cd и Zn. Установлено, что такого типа ячейки позволяют, с одной стороны, получать информацию о диэлектрических свойствах чувствительного слоя, а с другой стороны, предоставляют нам ценную возможность осуществления различных физических воздействий на чувствительный слой, например, таких как облучения возбуждающим светом, проводить контакт с газовыми и жидкими средами и одновременно регистрировать интенсивность люминесцентного потока. Рассмотренные планарные структуры были использованы для изучения формирования аналитического сигнала от чувствительного слоя, состоящего из поливинилена, допированного квантовыми точками. Установлено существенное изменение проводимости матрицы в процессе возбуждения люминесценции квантовых точек, происходящее за счет передачи энергии электронного возбуждения от квантовых точек к полимерной матрице.

Сохранить в закладках

Особенности адмиттанса МДП структур на основе МЛЭ p-Hg1-xCdxTe (x = 0,30) (2018)

Авторы: Войцеховский Александр Васильевич, Несмелов Сергей Николаевич, Дзядух Станислав Михайлович, Варавин Василий Семенович, Дворецкий Сергей, Михайлов Николай Николаевич, Якушев Максим Витальевич, Сидоров Георгий Юрьевич

В широком диапазоне условий измерения экспериментально исследован адмиттанс МДПструктур на основе МЛЭ p-Hg1-xCdxTe/Si(013) с приповерхностным варизонным слоем с повышенным содержанием CdTe и без такого слоя, причем при использовании в качестве диэлектрика Al2O3 и CdTe/Al2O3. Показано, что вольт-фарадные характеристики (ВФХ) МДПструктур на основе МЛЭ p-Hg0,70Cd0,30Te без варизонного слоя при 77 К имеют высокочастотный вид относительно времени перезарядки быстрых поверхностных состояний. Это позволяет определять концентрацию дырок по значению емкости в минимуме низкочастотной ВФХ при 77 К (в отличие от случая x = 0,21–0,23). Установлено, что для МДП-структуры на основе p-HgCdTe с варизонным слоем значения дифференциального сопротивления области пространственного заряда в режиме сильной инверсии в 10–100 раз больше, чем для МДПструктуры на основе p-HgCdTe без такого слоя.

Сохранить в закладках

Влияние особенностей разрядных камер стреляющих полупроводниковых свечей газотурбинных двигателей на характеристики плазменного выброса (2018)

Авторы: Гизатуллин Фарит Абдулганеевич, Салихов Ренат Мунирович

Методом высокоскоростного фотографирования исследуется влияние конструктивных особенностей разрядных камер стреляющих полупроводниковых свечей на пространственновременные характеристики плазменного выброса. С целью уточнения приоритетного влияния различных факторов на характер движения плазмы в разрядной камере свечи изготовлены макеты стреляющих свечей, усиливающие воздействие отдельных факторов. В результате исследований установлено, что основное влияние на траекторию движения плазмы разряда оказывает совместное действие кумулятивного эффекта и отражение плазмы от стенки разрядной камеры, противоположной месту образования разряда.

Сохранить в закладках

Авторы: Задириев Илья Игоревич, Кралькина Елена Александровна, Вавилин Константин Викторович, Швыдкий Георгий Вячеславович, Александров Андрей Фёдорович

Экспериментально исследованы функции распределения ионов по энергиям на выходе из гибридного разряда, основанного на комбинации емкостного ВЧ-разряда и разряда постоянного тока, в источнике плазмы с геометрией ускорителя с замкнутым дрейфом электронов. Показано, что наличие постоянного смещения активного электрода сопровождается увеличением энергии и плотности ионов на срезе ускорителя. Изменение мощности, вводимой в разряд через ВЧ-канал, и величины постоянного смещения, подводимого к активному электроду через канал постоянного тока, позволяют независимо управлять энергией и плотностью потока ионов.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: АО "НПО "ОРИОН"
Регион: Россия, Москва
Почтовый адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
Юр. адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
ФИО: Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
E-mail адрес: orion@orion-ir.ru
Контактный телефон: +7 (499) 3749400
Сайт: http://www.orion-ir.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Наведите камеру на QR-код, чтобы открыть моб. версию страницы.

Ведущий журнала

Ильина Надежда

Написать

По вопросам связанным с журналом вы можете связаться с его ведущим.