Статья: Современное состояние исследований в области физики плазмы и плазменных технологий в России (обзор по материалам XLII Международной конференции по физике плазмы и УТС) (2015)

Авторами исследовалась имплантация ионов бериллия в InP с последующим отжигом с целью ее использования для формирования охранного кольца в планарном лавинном фотодиоде (ЛФД) на основе структур n-InP/n-InGaAs/n+-InP. Проведен качественный анализ изменения профилей легирования в зависимости от температуры и времени отжига. Рассмотрены процессы, происходящие в InP при его легировании бериллием с последующим отжигом имплантированных слоев.

Разработаны фоторезисторы для диапазона спектра 8—12 мкм из гетероэпитаксиальных структур CdxHg1-xTe, полученных молекулярно-лучевой эпитаксией. Применение в качестве защитного покрытия поверхности чувствительных элементов собственного анодного окисла обеспечивает вместе с другими методами высокие чувствительность параметров фоторезисторов и их сохраняемость.

Приведены результаты разработки фоторезисторов с термоэлектрическим охлаждением фоточувствительных элементов в топологии пятиразрядного кода Грея из гетероэпитаксиальных структур CdxHg1-xTe, полученных молекулярно-лучевой эпитаксией и предназначенных для регистрации импульсного лазерного излучения на длине волны 10,6 мкм. Исследованы зависимости отношения сигнал/шум от состава узкозонного рабочего слоя эпитаксиальной структуры и конструкции фоторезистора.

Представлены результаты исследований эпитаксиальных гетероструктур теллурида кадмия-ртути ориентации [310] р-типа проводимости, выращенных молекулярно-лучевой эпитаксией на подложках из арсенида галлия. Исследованы морфология поверхности и электрофизические характеристики ГЭС КРТ. Приведены результаты исследований гетероструктур КРТ после полирующего травления и пассивации поверхности.

Обсуждаются основные процессы генерации-рекомбинации носителей заряда в структурах на основе тройного соединения CdHgTe: объемные процессы (излучательная и безизлучательная рекомбинация) и процессы, происходящие на поверхности. Рассматривается концепция моделирования согласно классической теории, представлены параметры и коэффициенты, необходимые для расчета времени жизни в узкозонных гетероэпитаксиальных структурах. Показано влияние ударных Оже-процессов, излучательного механизма и механизмов рекомбинации, зависящих от наличия дополнительных уровней в запрещенной зоне вследствие включений, примесей и несовершенств кристаллической решетки, являющихся центрами рекомбинации ШоклиРида-Холла, в заданном температурном диапазоне. Построены аналитические зависимости времени жизни неосновных носителей заряда от обратной температуры в полупроводниковых структурах CdHgTe различного состава.

Параметры традиционных полупроводниковых фотоприёмников приблизились к своим теоретическим пределам. Лавинные фотодиоды позволяют проводить счёт единичных фотонов не только в режиме Гейгера, но и в линейном режиме, обладающем рядом важных преимуществ. Разработаны фотодиоды даже с «нешумящей» лавиной, что ранее считалось невозможным. Предложены новые фоточувствительные структуры, в том числе структуры с электронным переносом и структуры с энергетическим барьером для основных носителей. Выдающиеся успехи достигнуты в разработке матричных фотоприёмных устройств. Освоены все актуальные спектральные диапазоны — от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного. В диапазоне 8—10 мкм получено рекордное значение эквивалентной шуму разности температур 1—2 мК.

Экспериментально исследованы электрические, пространственно-временные и спектральные характеристики импульсного объемного разряда (ОР) в Не атмосферного давления в режиме однородного горения, в режиме перехода ОР в искровой канал и при переходе ОР в сильноточный диффузный режим (СДР). Показано, что при перенапряжениях (более 300 %) формируется СДР с плотностью тока 102—103 А/см2, концентрацией электронов ~1016 см-3 и температурой 1—2 эВ.

Представлены результаты численного моделирования движения частиц плазмы в плазменном ЭЦР-инжекторе CERA-RI-2. Определены области доминирующих потерь частиц плазмы и интенсивность плазменных и ионных потоков.

В работе измерение сопротивления плазменного шнура было использовано для определения эффективного заряда плазмы в двух режимах омического разряда стелларатора Л-2М: до и после проведения процедуры боронизации вакуумной камеры. В режимах без боронизации вакуумной камеры Zeff принимает значения от 4 до 6 и уменьшается с ростом плотности. С введением процедуры боронизации значения эффективного заряда, измеренные по проводимости, лежат в интервале Zeff = (1,5—2) и не проявляют зависимость от плотности. Сравнение значений эффективного заряда, вычисленных по спектру мягкого рентгеновского излучения и по электропроводности, показывает, что в случае, когда фактор превышения меньше 20, оба метода хорошо согласуются. В импульсах, когда фактор превышения больше значения 20, допущение о доминировании одной примеси, а именно, бора, не верно, и вышеизложенный метод требует более сложного анализа.

Электростатический потенциал заряженного проводящего тора представлен в виде суммы произведений функций Лежандра на гармонические функции. Рассмотрена задача о распределении электростатического потенциала вокруг равномерно заряженного вдоль поверхности непроводящего тора. Решение задачи сведено к вычислению поверхностного интеграла и выражено через эллиптический интеграл первого рода. Обсуждён вопрос о наличии «потенциальной ямы» в центре тора.

Механизм процесса геттерирования генерационно-рекомбинационных центров в кремнии n- и р-типа диффузионным слоем фосфора можно описать сегрегационной моделью, учитывающей образование ионных пар металлическая примесь-фосфор в n+-слое. Расчеты удовлетворительно описывают экспериментальные результаты при условии, что геттерируемая примесь (Fe) в n+-слое является двухзарядным акцептором в положении замещения (Fe2-). При этом эффективность геттерирования возрастает с ростом концентрации фосфора пропорционально (n/ni)2[P+]. Закономерности процесса геттерирования при диффузии бора могут быть описаны сегрегационной моделью, в которой стоком для примесей служит слой боросиликатного стекла.