Представлены результаты исследования воздействия высокой температуры на свойства полупрозрачных слоев золота, используемых при изготовлении фотодиодов Шоттки. Показано влияние высокой температуры на удельное сопротивление и оптическое пропускание Auпленок толщиной 8÷21 нм. Также показано изменение структуры Au-пленки толщиной 10 нм при воздействии высокой температуры. На основании представленных данных делается вывод, что температура 300С является предельной температурой для фотодиодов Шоттки с золотым барьерным контактом, при превышении которой резко возрастает необратимая деградация фотодиодов.
Consideration is given to the influence of high temperature on properties of the semitransparent golden layers. It is shown that the high temperature impacts on a specific resistance and an optical transmission of Au-films (thickness of 8÷21 nm). It is also shown that the modification of the Au-film structure (thickness 10 nm) arises from a high temperature. It is obtained that the temperature of 300 °C is the temperature limit for the Shottky photodiodes with a gold barrier contact. The photodiode degradation goes up sharply at a temperature over 300 С.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 28409100
Из проведенных исследований следует вывод, что полупроводниковые приборы (в основном, это фотодиоды Шоттки), в которых используется полупрозрачная пленка золота на полупроводнике в качестве барьерного контакта (например, ФДШ на основе Au/n-GaP), имеют достаточно хорошую термостойкость при температурах до 250 °С, что определяется фактически не полупроводниковым материалом, а именно поведением тонкого золотого барьерного контакта на поверхности полупроводника. Деградация таких приборов при высокой температуре обусловлена, в первую очередь, миграцией зерен золота по поверхности полупроводника, приводящей к резкому росту удельного сопротивления тонкого слоя золота. Температура 300 С является предельной для фотодиодов Шоттки с золотым барьерным контактом толщиной 8÷21 нм для полупроводников GaP и GaAs. Можно предположить, что температура 300 С является также предельной для фотодиодов Шоттки и на других типах полупроводников при использовании золота в качестве барьерного контакта.
Список литературы
1. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. – М.: Мир, 1984.
2. Анисимова И. Д., Викулин И. М., Заитов Ф. А., Курмашев Ш. Д. Полупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра. – М.: Радио и связь, 1984.
3. Стафеев В. И., Анисимова И. Д. // ФТП. 1994. Т. 28. Вып. 3. С. 461.
4. Каталог № KPD 0001E05. Photodiodes (Hamamatsu) – Japan. 1996.
5. Бланк Т. В., Гольдберг Ю. А., Калинина Е. В., Константинов О. В., Поссе Е. А. // ФТП. 2003. Т. 37. Вып. 8. С. 968.
6. Рудневский В. С., Стафеев В. И. // Прикладная физика. 2009. № 3. С. 111.
7. Рудневский В. С. // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. № 3. С. 281.
8. Варганова С., Кравченко Н. В., Патрин В. М., Тришенков М. А., Хакуашев П. Е., Чинарева И. В. // Прикладная физика. 2015. № 1. С. 80.
1. S. Sze, Physics of Semiconductor Devices (Moscow, Mir, 1984) [in Russian].
2. I. D. Anisimova, I. M. Vikulin, F. A. Zaitov, and Sh. D. Kurmashev, Semiconductor Photodetectors: Ultra-Violet, Visible and Near Infrared Ranges. (Radio Svyaz’, Moscow, 1984) [in Russian].
3. V. I. Stafeev and I. D. Anisimova, Semiconductors 28, 461 (1994).
4. Catalog No. KPD 0001E05. Photodiodes (Hamamatsu, Japan. 1996).
5. T. V. Blank, Yu. A. Goldberg, E. V. Kalinina, O. V. Konstantinov, and E. A. Posse, Semiconductors 37, 968 (2003).
6. V. S. Rudnevsky and V. I. Stafeev, Prikl. Fiz., No. 3, 111 (2009).
7. V. S. Rudnevsky, Usp. Prikl. Fiz. 2, 281 (2014).
8. S. Varganova, N. V. Kravchenko, V. M. Patrin, M. A. Trishenkov, P. E. Hakuashev and I. V. Chinareva, Prikl. Fiz. No. 1, 80 (2015).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Наумов Н. Д. Дифракция радиоимпульса в ионосфере 5
Логинов В. М. Ускорение и диффузия заряженной частицы в осциллирующем электрическом поле со случайно прыгающей фазой 9
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Асюнин В. И., Давыдов С. Г., Долгов А. Н., Корнеев А. В., Пшеничный А. А., Якубов Р. Х. Экспериментальное исследование искрового разряда по диэлектрической поверхности в вакууме 14
Соснин Э. А., Панарин В. А., Скакун В. С., Тарасенко В. Ф., Кузнецов В. С. Апокамп на основе барьерного разряда в смесях ксенона и криптона с молекулярным хлором 21
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Гришина А. Н., Власов П. В., Ерошенков В. В., Лопухин А. А. Влияние параметров мезаструктуры на дефектность матричных фотоприемных устройств на основе антимонида индия 26
Никонов А. В., Скребнева П. С., Яковлева Н. И. Исследование оптических характеристик эпитаксиальных слоев AlGaAs 31
Кондратенко В. С., Иванов В. И. Влияние методов резки кремниевых подложек на качество органических светоизлучающих диодов 36
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Рудневский В. С. Влияние высокой температуры на свойства полупрозрачных слоев золота 41
Абдинов Д. Ш., Алиева Т. Д., Ахундова Н. М., Абдинова Г. Д., Тагиев М. М., Бархалов Б. Ш. Влияние поверхностного нарушенного слоя на термоэлектрические свойства кристаллов Bi2Te2.7Se0.3, Bi0.5Sb1.5Te3 и термоэлементов на их основе 47
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Носов П. А., Батшев В. И. Резонаторы твердотельных лазеров для изменения пространственных параметров пучка 51
Кремис И. И., Толмачев Д. А., Гладков Р. А. Фильтрация остаточной неоднородности и дефектов изображения в тепловизорах с использованием микросканирования 58
Хайдаров З., Хайдарова К. З., Йулдашев Х. Т. Высокочувствительная полупроводниковая ионизационная фотографическая камера для инфракрасного диапазона 65
Роках А. Г., Сердобинцев А. А., Шишкин М. И. Модель экзоионного фототранзистора 70
Янин Д. В., Галка А. Г., Костров А. В., Привер С. Э., Смирнов А. И. Резонансный датчик давления газа на отрезке коаксиальной линии 74
Мухтаров Н., Саримов Л. Р. Цифровой акустический способ определения добротности пьезоэлектрических кристаллов 81
Кондратенко В. С., Сакуненко Ю. И., Высоканов А. А. Металлогибридные термоинтерфейсы с высокой теплопроводностью 85
ИНФОРМАЦИЯ
Дополнительное сообщение от авторов 90
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2016 г. 91
Правила для авторов 95
Подписка на электронную версию журнала 98
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
N. D. Naumov Diffraction of a radio-wave pulse in the ionosphere 5
V. M. Loginov Acceleration and diffusion of charged particles in the oscillating electric field with a randomly jumping phase 9
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. I. Asiunin, S. G. Davydov, A. N. Dolgov, А. V. Korneev, A. A. Pshenichniy, and R. Kh. Yakubov The experimental research of the vacuum spark discharge on a dielectric surface 14
E. A. Sosnin, V. А. Panarin, V. S. Skakun, V. F. Tarasenko, and V. S. Kuznetsov Formation of an apokamp in the dielectric barrier discharge in mixtures of xenon and krypton with molecular chlorine 21
PHOTOELECTRONICS
A. N. Grishina, P. V. Vlasov, V. V. Eroshenkov, and A. A. Lopukhin The influence of mesa parameters on InSb FPA defects 26
A. V. Nikonov, P. S. Skrebneva, and N. I. Iakovleva Optical properties of the AlGaAs epitaxial layers 31
V. S. Kondratenko and V. I. Ivanov Influence of cutting methods for silicon wafers on the quality of organic light-emitting diodes 36
MATERIALS SCIENCE
V. S. Rudnevsky The influence of high temperature on the semitransparent golden layers 41
D. Sh. Abdinov, T. D. Aliyeva, N. M. Akhundova, G. D. Abdinova, M. M. Tagiyev, and B. Sh. Barkhalov Effect of the disturbed surface layer on thermoelectric properties of Bi2Te2.7Se0.3, Bi0.5Sb1.5Te3 crystals and thermoelements on their basis 47
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
P. A. Nosov and V. I. Batshev Solid-state laser resonators for varying the spatial beam parameters 51
I. I. Kremis, D. A. Tolmachev, and R. A. Gladkov Filtration of the residual inhomogeneity and image defects in thermal imager using microscanning 58
Z. Khaydarov, K. Z. Khaydarova, and Kh. T. Yuldashev A highly sensitive semiconductor photographic ionizing camera for infra-red range 65
A. G. Rokakh, A. A. Serdobintsev, and M. I. Shishkin Model of an exoion phototransistor 70
D. V. Yanin, A. G. Galka, A. V. Kostrov, S. E. Priver, and A. I. Smirnov A resonant microwave sensor based on the half-wave coaxial line for gas pressure measurements 74
N. Muhtarov and L. R. Sarimov The digital acoustic method for determining a quality factor of piezoelectric crystals 81
V. S. Kondratenko, Y. I. Sakunenko, and A. A. Vysokanov Metalhybrid thermal interface with high thermal conductivity 85
INFORMATION
The message from authors 90
The list of articles translated and published in English language journals in 2016 91
Rules for authors 95
Subscription to an electronic version of the journal 98
Другие статьи выпуска
Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом из кремния, легированного серой. Проделан теоретический расчет для предельной регистрируемой мощности излучения фотоприемника в газоразрядной ячейке с учетом параметров кремния, легированного серой. Экспериментально подтверждаются закономерности эффекта фотоэлектрического гистерезиса с фотоприемником из кремния, легированного серой, и обнаруженного ранее с фотоприемником из кремния, легированного платиной, в газоразрядной ячейке. На базе этих исследований создана высокочувствительная полупроводниковая фотографическая ионизационная камера (ПФИК).
В работе изложен метод фильтрации остаточной неоднородности и дефектов изображения в матричных тепловизорах на основе частотного разложения с использованием микросканирования. Метод не ухудшает пространственное разрешение и РТЭШ тепловизоров. Приведены результаты применения метода в тепловизионных каналах, использующих фотоприемники производства ИФП СОРАН трех типов: КРТ320256, КРТ384288, QWIP384288.
Рассмотрены резонаторы твердотельных лазеров, формирующие гауссов пучок с изменяемыми пространственными параметрами при неизменности энергетических параметров излучения. Разработана методика габаритного расчета таких резонаторов, учитывающая термооптические искажения твердотельных активных элементов (возникновение тепловой линзы) и стабильность параметров излучения к флуктуациям оптической силы тепловой линзы.
Исследовано влияние на характеристики термоэлементов нарушенного слоя, образующегося на поверхности образцов кристаллов (ветвей термоэлементов) твердых растворов Bi2Te2.7 Se0.3 и Bi0.5Sb1.5Te3 при их изготовлении методом электроискровой резки из слитков. Показано что этой слой значительно снижает термоэлектрическую эффективность образцов. Предложены способы снятия указанного нарушенного слоя с поверхности образца, приводящие к росту термоэлектрической эффективности образца (термоэлементов).
Данная работа посвящена решению проблемы качества резки кремниевых приборных пластин толщиной 725 мкм на кристаллы с органическими светоизлучающими диодами (ОСИД или OLED – Organic light-emitting diode), которая является актуальной в производстве микродисплеев на основе ОСИД. В статье рассматриваются методы резки кремниевых приборных пластин на кристаллы с ОСИД и методы контроля качества кристаллов ОСИД. Работа направлена на внедрение высокоэффективного и высококачественного технологического процесса прецизионной лазерной резки кремниевых пластин на основе метода лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ) в производство микродисплеев на OLED. Представлены современные методы и приборы контроля качества, их применение позволяет повысить достоверность проверки при комплексных обследованиях ОСИД микродисплеев.
Проведено исследование и моделирование спектральных зависимостей коэффициента поглощения и показателя преломления эпитаксиальных слоев AlGaAs различного состава. В рамках модели зонной структуры соединений группы А3В5 установлена зависимость диэлектрической проницаемости от критических энергий прямых и непрямых переходов.
Проведено исследование влияния параметров мезаструктуры на дефектность матричных фотоприемных устройств на основе антимонида индия на область спектра 3÷5 мкм формата 320256 элементов с шагом 30 мкм. Получены зависимости одноточечной дефектности и «стойкости» (стабильности токов p–n-переходов в диапазоне рабочих обратных напряжений смещения) от скорости травления антимонида индия, глубины мезаструктур и расстояния между ними в МФЧЭ (матричных фоточувствительных элементах). Определены оптимальные величины указанных параметров мезаструктур. Определен оптимальный угол наклона стенок мезаструктуры – не более 38 градусов. Количество единичных дефектных фотодиодов составило 0,1–0,6 %.
В смесях Xe-Cl2 и Kr-Cl2 получены плазменные струи (апокампы), образующиеся на изгибе канала импульсно-периодического барьерного разряда. Сделана оценка скорости распространения волны ионизации апокампа, лежащая в диапазоне от единиц до сотен км/с. Показано, что добавка электроотрицательного газа к инертным газам (Xe и Kr) определяет формирование апокампа.
Зафиксировано уменьшение амплитуды тока искрового разряда по диэлектрической поверхности в вакууме с увеличением протяженности искрового промежутка. В присутствии продольного магнитного поля происходит затягивание переднего фронта импульса напряжения пробоя, а ток, в свою очередь, из четко выраженного импульса превращается в знакопеременные колебания. Наблюдалось замедление процесса пробоя при наличии предваряющего искру слаботочного разряда.
Исследована дисперсия скорости и координаты нерелятивистской заряженной частицы в осциллирующем электрическом поле со случайно прыгающей фазой в рамках точно решаемой модели, когда скачки фазы представляют собой случайный телеграфный сигнал. Показано, что есть область статистических характеристик фазы, где прирост средней кинетической энергии частицы линейно растет со временем (стохастический нагрев), а дисперсия частиц по координате на временах много больше времени спада корреляций, в отличие от классической диффузии, растет не как t, а как t 3 (супербаллистический режим диффузии). В том же пределе показано, что коэффициент корреляции скорости частицы спадает как 1 / t. Выписана система уравнений в частных производных для определения распределения скорости частицы.
Рассматривается задача о распространении в ионосфере радиоимпульса, спектр которого начинается с УКВ-диапазона или имеет более высокую нижнюю границу. На основе метода параболического уравнения разработан метод оценки поля радиоимпульса в параксиальной области дальней зоны с учетом дифракции, дисперсии и поглощения. С помощью метода функции Грина получено аналитическое выражение для поля сверхширокополосного радиоимпульса на оси круглой параболической антенны. Показано, что в отличие от известного решения одномерной задачи, где зависимость поля от времени определяется начальной временной формой импульса, на оси параболической антенны зависимость поля от времени определяется производной начальной временной формы импульса.
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