Рассмотрены особенности электрофизических свойств n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с диэлектриками Al2O3 или SiO2/Si3N4. Пленки HgCdTe были выращены методом молекулярнолучевой эпитаксии на подложках из GaAs(013) и Si (013). Обсуждены возможности определения основных параметров МДП-структур на основе n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с варизонным слоем и без варизонного слоя из адмиттанса структур, измеренного в широком диапазоне температур и частот.
The peculiarities of the electrical properties of n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0.21–0.23) with the Al2O3 or SiO2/Si3N4 insulator were considered. The HgCdTe films were grown by molecular beam epitaxy on substrates of GaAs (013) and Si (013). The possibilities of determining the main parameters of the MIS structures based on n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0.21–0.23) with and without graded-gap layers from admittance measurements in wide temperature and frequency ranges were discussed.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 28409427
Установлено, что наличие приповерхностного варизонного слоя приводит к значительному увеличению гистерезиса электрофизических характеристик для МДП-структур на основе МЛЭ n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с диэлектриками SiO2/Si3N4 и Al2O3, который связан с перезарядкой медленных состояний. Создание варизонного слоя также приводит к уменьшению собственной концентрации в приповерхностном слое HgCdTe, а также к увеличению диапазона изменения поверхностного потенциала, что проявляется в изменении вида ВФХ (более глубокому и широкому провалу емкости для низкочастотной ВФХ, меньшему значению ВЧ-емкости в сильной инверсии). Обнаружено, появление низкотемпературных максимумов на ВФХ МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23), которые могут быть связаны с перезарядкой глубоких уровней.
Показано, что создание приповерхностного варизонного слоя приводит к значительному увеличению времени перезарядки поверхностных состояний. ВФХ МДП-структур на основе Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23), которая на частотах 10–50 кГц является высокочастотной относительно времени перезарядки поверхностных состояний. Для структур с варизонным слоем при 77 К из измерений значения емкости в минимуме низкочастотной ВФХ можно определить концентрацию основных носителей заряда в приповерхностном слое HgCdTe, а затем емкость и напряжение плоских зон, а также спектр поверхностных состояний. Для структур на основе n-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) без варизонного слоя для определения концентрации электронов необходимо измерение адмиттанса при низких температурах (10–15 К), когда ВФХ на достаточно высоких частотах принимают ВЧ-вид относительно времени перезарядки поверхностных состояний, расположенных вблизи уровня Ферми для собственного полупроводника. Для структур на основе n-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) без варизонного слоя можно оценить плотность поверхностных состояний при 77 К. Заметим, что МДП-структуры на основе p-Hg1-xCdxTe (x = 0,21– 0,23) без варизонного слоя при 10–15 К сложны для исследования из-за больших значений сопротивления объема эпитаксиальной пленки.
Показано, что произведение дифференциального сопротивления ОПЗ на площадь структуры для современных МДП-структур на основе n-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23), выращенного на подложках из GaAs (013), принимает значения, сравнимые со значениями этого параметра для структур, выращенных на CdZnTe-подложках.
Таким образом, усовершенствованы методики определения параметров МДП-структур на основе МЛЭ Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с приповерхностным варизонным слоем и без такого слоя. В случае наличия типичного варизонного слоя (состав на поверхности 0,43–0,48, толщина слоя 0,3–0,5 мкм) можно определить при температуре 77 К концентрацию основных носителей заряда в приповерхностном слое полупроводника по значению емкости в минимуме экспериментальной вольтфарадной характеристики, а затем найти спектр быстрых поверхностных состояний высокочастотным методом. В случае однородного по составу полупроводника n-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) можно найти концентрацию электронов из измерений адмиттанса при температурах 9–15 К на частотах около 200 кГц. Плотность быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик– полупроводник тогда можно определить при 77 К низкочастотным методом.
Список литературы
1. Rogalski A. Infrared detectors: 2nd. ed. – New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 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.
3. 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.
4. Nicollian E. H. and Brews J. R. MOS (metal oxide semiconductor) physics and technology. – New York et al.: Wiley, 1982.
5. Goodwin M. W., Kinch M. A., Koestner R. J. // Journal of Vacuum Science & Technology A. 1989. Vol. 7. No. 2. P. 523.
6. Goodwin M. W., Kinch M. A., Koestner R. J. // Journal of Vacuum Science & Technology A. 1990. Vol. 8. No. 2. P. 1226.
7. Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Коханенко А. П., Машуков Ю. П., Захарьяш Т. И., Васильев В. В., Варавин В. С., Сидоров Ю. Г., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н. // Изв. вузов. Физика. 2005. Т. 48. № 2. С. 35.
8. Ovsyuk V. N., Yartsev A. V. // Proc. SPIE. 2007. Vol. 6636. P. 663617.
9. Vasil’ev V. V., Mashukov Yu. P. // Semiconductors. 2007. Vol. 41. P. 37.
10. An S. Y., Kim J. S., Seo D. W., Suh S. H. // J. Electron. Mater. 2002. Vol. 31. No. 7. P. 683.
11. Rosbeck J. P., Harper M. E. // J. Appl. Phys. 1987. Vol. 62. No. 5. P. 1717.
12. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. М. // Opto-Electronics Review. 2014. Vol. 22. No. 4. P. 236.
13. Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. // Известия вузов. Физика. 2015. Т. 58. № 4. С. 97.
14. Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Бурлаков И. Д., Селяков А. Ю. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 80.
15. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. M. // Thin Solid Films. 2012. Vol. 522. P. 261.
16. Sze S.M., Ng Kwok K. Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed. – New York: Wiley, 2007.
17. Voitsekhovskii A. V., Nesmelov S. N., Dzyadukh S. М. // J. Electron. Mater. 2016. Vol. 45. No. 2. P. 881.
18. Войцеховский А.В., Несмелов С.Н., Дзядух С. М. // Изв. вузов. Физика. 2016. Т. 59. № 2. С. 105.
19. Frankl D. R. // Solid-State Electron. 1961. Vol. 2. No. 1. P. 71.
20. Van Overstraeten R., Declerck G., Broux G. // Journal of the Electrochemical Society. 1973. Vol. 120. No. 12. P. 1785.
1. A. Rogalski, Infrared detectors: 2nd. ed. (CRC Press, Taylor & Francis Group, New York, 2011).
2. Yu. G. Sidorov, S. A. Dvoretskii, V. S. Varavin, et al. Semiconductors 35, 1045 (2001).
3. P. Zhang, Z.-H. Ye, C.-H. Sun, et al., J. Electron. Mater. 45, 4716 (2016).
4. E. H. Nicollian and J. R. Brews, MOS (metal oxide semiconductor) physics and technology (Wiley, New York, 1982).
5. M. W. Goodwin, M. A. Kinch, and R. J. Koestner, J. Vac. Sci. Technol., A, 7, 523 (1989).
6. M. W. Goodwin, M. A. Kinch, and R. J. Koestner, J. Vac. Sci. Technol., A, 8, 1226 (1990).
7. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, A. P. Kokhanenko, et al., Russ. Phys. J. 48, 143 (2005).
8. V. N. Ovsyuk and A. V. Yartsev, Proc. SPIE. 6636, 663617 (2007).
9. V. V. Vasil’ev and Yu. P. Mashukov, Semiconductors 41, 37 (2007).
10. S. Y. An, J. S. Kim, D. W. Seo, et al., J. Electron. Mater. 31, 683 (2002).
11. J. P. Rosbeck and M. E. Harper, J. Appl. Phys. 62, 1717 (1987).
12. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh, Opto-Electron. Rev. 22, 236 (2014).
13. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh, Russ. Phys. J. 58, 540 (2015).
14. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, et al., Prikl. Fiz., No. 5, 80 (2011)
15. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh, Thin Solid Films. 522, 261 (2012).
16. S. M. Sze, Ng Kwok K. Physics of Semiconductor Devices: 3rd ed. (New York: Wiley, 2007).
17. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh, J. Electron. Mater. 45, 881 (2016).
18. A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh, Russ. Phys. J. 59, 284 (2016).
19. D. R. Frankl, Solid-State Electron. 2, 71 (1961).
20. Van Overstraeten, G. Declerck, and G. Broux, J. Electrochem. Soc. 120, 1785 (1973).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Якубович Б. И. О трехуровневом случайном сигнале 5
Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. Об однородности скалярных и векторных потенциалов электрических и магнитных полей, однородных по Эйлеру 10
Никитин А. И., Величко А. М., Никитина Т. Ф., Степанов А. И., Степанов И. Г. Условия существования связанных структур из тел, имеющих электрический заряд одного знака 28
Наумов Н. Д., Никольский В. А. Влияние дождя на искажение радиоимпульса 41
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Юрков Д. И., Дулатов А. К., Лемешко Б. Д., Андреев Д. А., Голиков А. В., Михайлов Ю. В., Прокуратов И. А., Селифанов А. Н., Фатиев Т. С. Установка плазменного фокуса с током до 2 МА как источник жесткого рентгеновского излучения 45
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Войцеховский А. В., Кульчицкий Н. А., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. Aдмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) в широком диапазоне температур 54
Козлов К. В., Патрашин А. И., Бурлаков И. Д., Бычковский Я. С., Дражников Б. Н., Кузнецов П. А. Современные инфракрасные фотоприемные устройства для сканирующей аппаратуры дистанционного зондирования Земли (обзор) 63
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Гамкрелидзе С. А., Кондратенко В. С., Стыран В. В., Трофимов А. А., Щаврук Н. В. Влияние разработанных базовых методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния на выход годных нитридных СВЧ монолитных интегральных схем 79
ИНФОРМАЦИЯ
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2016 г. 86
Правила для авторов 89
Подписка на электронную версию журнала 92
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
B. I. Yakubovich The threelevel random signal 5
A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev Theorems on the homogeneity of scalar and vector potentials for 3D electric and magnetic fields which are homogeneous in Euler terms 10
A. I. Nikitin, A. M. Velichko, T. F. Nikitina, A. I. Stepanov, and I. G. Stepanov The conditions for existing the structures consisting the bodies with electric charge of the same sign 28
N. D. Naumov and V. A. Nikolsky The effect of a rain on the radiowave pulse distortion 41
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
D. I. Yurkov, A. K. Dulatov, B. D. Lemeshko, D. A. Andreev, A. V. Golikov, Yu. V. Mikhailov, I. A. Prokuratov, A. N. Selifanov, and T. S. Fatiev The plasma focus device with the 2-MA discharge current as a hard X-ray source 45
PHOTOELECTRONICS
A. V. Voitsekhovskii, N. A. Kulchitsky, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh Admittance of MIS structures based on MBE Hg1-xCdxTe (x = 0.22–0.23) in a wide temperature range 54
K. V. Kozlov, A. I. Patrashin, I. D. Byrlakov, Y. S. Bychkovsky, B. N. Drazhnikov, and P. A. Kyznetsov Analysis of the modern scanning infrared FPA for remote sensing (a review) 63
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
S. A. Gamkrelidze, V. S. Kondratenko, V. V. Styran, A. A. Trofimov, and N. V. Shchavruk Effect of cutting methods designed instrument plates sapphire and silicon carbide yields nitridgallievyh Microwave monolithic integrated circuits 79
INFORMATION
The list of articles translated and published in English language journals in 2016 86
Rules for authors 89
Subscription to an electronic version of the journal 92
Другие статьи выпуска
Материалами подложки приборных пластин в современной сверхвысокочастотной (СВЧ) электронике на основе GaN/AlGaN выступают сапфир и карбид кремния, которые обладают высокой твердостью и одновременно являются хрупкими. Методы разделения таких приборных пластин на отдельные кристаллы недостаточно изучены в совокупности свойств материала подложки и особенностей изготовления современных монолитных интегральных схем (МИС). В настоящей работе рассматривается разработка базовых производственных маршрутов, повышающих эффективность существующих методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния применительно к приборным пластинам с изготовленными на них современными СВЧ МИС на нитридных гетероструктурах, а также изучение влияния резки на технико-эксплуатационные параметры МИС.
Представлен обзор литературы по многорядным инфракрасным (ИК) фотоприемным устройствам (ФПУ) космического базирования, предназначенным для дистанционного зондирования Земли. Рассмотрены виды устройств, их назначения, основные спектральные диапазоны и принципы работы. Приведены наиболее распространенные схемы цифровых и аналоговых ячеек большой интегральной схемы (БИС) считывания фотосигналов многорядных ИК ФПУ, для каждой схемы указаны условия применимости. Рассмотрены три способа реализации режима временной задержки и накопления (ВЗН): аналоговое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование в блоке цифровой обработки. Представлены структурные либо принципиальные схемы ВЗНсуммирования. Рассмотрены наиболее распространенные топологии фоточувствительных элементов (ФЧЭ) многорядных ИК ФПУ космического базирования. Проведен анализ математических моделей многорядных ИК ФПУ.
В статье описана установка на основе генератора импульсных токов с емкостным накопителем энергии, работающего на нагрузку в виде камеры плазменного фокуса (ПФ). Установка обеспечивает амплитуду разрядного тока до 2 МА в камере ПФ при запасаемой энергии в конденсаторной батарее до 150 кДж. Камера ПФ разработана для изучения жесткого рентгеновского излучения (ЖРИ), она имеет окна на корпусе для вывода ЖРИ в сторону катода, а также специальную вставку для вывода ЖРИ внутрь анода. Проведено исследование работы камеры в составе установки с использованием различных рентгеновских мишеней на аноде. При разрядном токе 1,5 МА в камере ПФ генерируется импульс ЖРИ со средней длительностью 16 нс, энергетическим спектром от 10 до 200 кэВ, который обеспечивает поглощенную дозу в облучаемых образцах порядка 1 Зв.
Рассматривается задача о распространении радиоимпульса в дожде с заданным распределением интенсивности вдоль трассы. Сформулирована процедура расчетной оценки трансформации радиоимпульса с учетом дифракции и ослабляющего влияния дождя. Рассмотрена антенна с прямоугольным излучающим раскрывом, параболическая антенна и рупорная антенна. Показано, что на оси однородно возбужденной прямоугольной антенны и на оси параболической антенны зависимость поля от времени определяется производной начальной временной формы импульса. Предлагаемый метод оценки влияния дифракции на искажение импульса применим в случае любой слабопоглощающей среды.
В литературе и интернете имеется много свидетельств о наблюдении в атмосфере сферических светящихся объектов, представляющих собой взаимно связанные структуры – пары, треугольники, четырёхугольники и т. д. В статье проведён теоретический и экспериментальный анализ условий существования связанных структур из тел, обладающих электрическим зарядом одного знака. Показано, что сила кулоновского расталкивания таких объектов может быть скомпенсирована их отталкиванием от периферического облака зарядов того же знака, возникающего из-за стекания части заряда шара в атмосферу.
Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным инструментом для разработки электронно- и ионно-оптических систем. Принцип подобия траекторий, впервые применённый Ю. К. Голиковым, позволяет с помощью полей, принадлежащих этому классу, целенаправленно синтезировать корпускулярно-оптические системы с идеальными спектрографическими свойствами. До сих пор предполагалось само собой разумеющимся, что однородные по Эйлеру электрические и магнитные поля описываются потенциалами, представляющими собой однородные по Эйлеру функции. В данной работе этот вопрос исследуется математически строго. Важным результатом является то, что для полей, однородных по Эйлеру с нулевым показателем однородности, утверждение об обязательной однородности скалярного потенциала не является справедливым (возможно присутствие аддитивной логарифмической добавки, не являющейся однородной функцией), но это является единственным исключением из рассмотренного правила. Однако для векторного потенциала утверждение о существовании у однородного по Эйлеру поля однородного же векторного потенциала, обладающего соответствующим порядком однородности, будет справедливым при всех порядках однородности, включая нулевой.
Проанализирован трехуровневый случайный сигнал. Вычислены выражения для спектра сигнала в различных случаях. Определен вид спектра сигнала при равномерном распределении вероятностей изменения амплитуды сигнала для каждого значения амплитуды. Сделаны выводы о возможности широкого применения полученных результатов для исследований физических процессов, имеющих вид трехуровневого случайного сигнала. Показано, что результаты статьи могут быть использованы для изучения взрывного шума и изучения электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных ловушками. Отмечена возможность применения результатов анализа трехуровневого случайного сигнала при проведении как фундаментальных, так и прикладных исследований.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
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