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.
The results of investigation of HgCdTe epilayers crystallographic orientation [310] of р-type conductivity growing by molecular beam epitaxy on substrate of GaAs are presented. The morphology of surface and electrophysical characteristics of HgCdTe are reseached. Consideration is given to the morphology of surfaces after etching of HgCdTe epilayer and after deposition of CdTe on epilayer HgCdTe.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 23420539
Проведенные исследования показали, что для производства матричных фотоприемных устройств из эпитаксиальных гетероструктур на основе HgCdTe необходимо:
использовать высококачественный эпитаксиальный материал с плотностью дислокаций менее 106 см-2 и плотностью ростовых дефектов не более 100—200 см-2;
пассивировать поверхность HgCdTe широкозонным CdTe с предварительным травлением полирующим травителем с целью устранения приповерхностного слоя инверсной проводимости и создания плотной структуры CdTe.
Список литературы
1. Boltar K. O., Burlakov I. D., Ponomarenko V. P., Filachev A. M. // Proceedings of SPIE 2009. V. 4298. Р. 72982P.
2. Филачёв А. М., Таубкин И. И., Тришенков М. А. Твердотельная фотоэлектроника. — М. Физматкнига, 2011.
3. Болтарь К. О., Бовина Л. А., Бурлаков И. Д. и др. // Прикладная физика. 1999. № 3. С. 32.
4. Boltar K. O., Bovina L. A., Burlakov I. D., et al. // Proceedings of SPIE 2000. V. 4340. Р. 23.
5. Boltar K. O., Burlakov I. D., Golovin S. V., et al. // Proceedings of SPIE. 2005. V. 5957. Р. 59570H1.
6. Capper P., Garland J. A John Wiley and Sons. Ltd., Publication. 2011.
7. Kinch M. A. // J. of Electronic materials. 2000. V. 29. No. 6. P. 809.
8. Пермикина Е. В., Кашуба А. С., Никифоров И. А. // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1. № 4. С. 510.
9. Сидоров Ю. Г., Сабинина И. В., Сидоров Г. Ю. и др. / Тезисы докладов XXIII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, Москва, 2014. С. 159.
10. Кашуба А. С., Головин С. В., Болтарь К. О. и др. // Прикладная физика. 2014. № 4. С. 76.
11. Логинов Ю. Ю., Браун П. Д., Дьюроуз. Закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках А2В6. — М.: Логос, 2003.
12. Богобоящий В. В., Герасименко С. А., Емец В. В. // Прикладная физика. 2006. № 1. С. 56.
13. Bogoboyashchyy V. V., Elizarov A. I., Kurbanov K. R. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. 2003. V. 6. No. 1. Р. 47.
14. Болтарь К. О. // Прикладная физика. 1999. № 6. С. 65.
15. Rogalski A. Infrared Photon Detectors. — SPIE Press. 2011.
16. Болтарь К. О., Корольков В. В., Фролов А. В. и др. / Материалы VIII всесоюзного симпозиума «Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы». Часть II. г. Львов, 1990. С. 14.
17. Кашуба А. С., Заблоцкий А. В., Коростылев Е. В. и др. // Вестник МИТХТ. 2010. Т. 5. № 5. С. 19.
18. Пермикина Е. В., Кашуба А. С., Ляликов и др. // Прикладная физика. 2012. № 5. С. 81.
19. Permikina E. V., Kashuba A. S., and Arbenina V. V. // Inorganic Materials. 2012. V. 48. No. 7. Р. 665.
20. Пермикина Е. В., Кашуба А. С., Арбенина В. В. // Неорганические материалы. 2012. Т. 48. № 7. С. 1.
21. Chang Y., Becker С. К., Grein С. Н. et al. // J. ofElectron. Mater. 2008. V. 37. No. 9. Р. 1171.
22. Филиппов С. Н., Болтарь К. О. // Труды МФТИ. 2010. Т. 2. № 1(5). С. 54.
23. Арбенина В. В., Данилова Т. В., Кашуба А. С. и др. // Вестник МИТХТ. 2007. Т. 2. № 5. С. 51.
24. Jong-Hwa Choi, Hee Chul Lee //Semiconductor Science and Technology. 2002. V. 17. P. 1456.
25. White J. K., Antoszewski J., Ravinder P., et al. // Journal of Electronic Materials. 2002. V. 31. P. 743.
26. Кашуба А. С., Пермикина Е. В., Головин С. В. // Прикладная физика. 2014. № 5. С. 67.
1. K. O. Boltar, I. D. Burlakov, V. P. Ponomarenko, and A. M. Filachev, Proceedings of SPIE 4298, 72982P (2009).
2. A. M. Filachev, I. I. Taubkin, and M. A. Trishenkov, Solid-State Photoelectronics. Physical Base. (Fizmatkniga, Moscow, 2011) [in Russian].
3. K. O. Boltar, L. A. Bovina, I. D. Burlakov, et al., Prikladnaya Fizika, No. 3, 32 (1999).
4. K. O. Boltar, L. A. Bovina, I. D. Burlakov, et al., Proceedings of SPIE 4340, 23 (2000).
5. K. O. Boltar, I. D. Burlakov, S. V. Golovin, et al., Proceedings of SPIE 5957, 59570H1 (2005).
6. P. Capper and J. Garland (A John Wiley and Sons. Ltd.), Publication. 2011.
7. M. A. Kinch, J. of Electronic Materials 29, 809 (2000).
8. E. V. Permikina, A. S. Kashuba, and I. A. Nikiforov, Uspekhi Prikladnoi Fiziki 1, 510 (2013).
9. Yu. G. Sidorov, I. V. Sabinina, G. Yu. Sidorov, et al., in Proc. XXIII Intern. Conf. Photoelectronics (Moscow, 2014). P. 159.
10. A. S. Kashuba, S. V. Golovin, K. O. Boltar, et al., Prikladnaya Fizika, No. 4, 76 (2014).
11. Yu. Yu. Loginov, P. D. Brown, and Dewrouse, Physical Laws for Formation of Structure Defects in the А2В6 Stmiconductors (Logod, Moscow, 2003) [in Russian].
12. V. V. Bogoboyashchyy, S. A. Gerasimenko, and V. V. Emets, Prikladnaya Fizika, No. 1, 56 (2006).
13. V. V. Bogoboyashchyy, A. I. Elizarov, and K. R. Kurbanov, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics 6, 47 (2003).
14. K. O. Boltar, Prikladnaya Fizika, No. 6, 65 (1999).
15. A. Rogalski, Infrared Photon Detectors. (SPIE Press. 2011).
16. K. O. Boltar, V. V. Korol’kov, A. V. Frolov, et al., in Proc. VIII All-USSR Symposium «Semiconductors with Narrow Forbidden Band and Semimetals». Part II. (Lvov, 1990). P. 14.
17. A. S. Kashuba, A. V. Zabolotsky, E. V. Korostylev, et al., Vestnik MITKhT 5 (5), 19 (2010).
18. E. V. Permikina, A. S. Kashuba, Lyalokov et al., Prikladnaya Fizika, No. 5, 81 (2012).
19. E. V. Permikina, A. S. Kashuba, and V. V. Arbenina, Inorganic Materials 48, 665 (2012).
20. E. V. Permikina, A. S. Kashuba, and V. V. Arbenina, Inorganic Materials 48, 1 (2012).
21. Y. Chang, С. К. Becker, С. Н. Grein, et al., J. Electron. Mater. 37, 1171 (2008).
22. S. N. Filippov and K. O. Boltar, Trudy MFTI 2, 54 (2010).
23. V. V. Arbenina, T. V. Danilova, A. S. Kashuba, et al., Vestnik MITKhT 2 (5), 51 (2007).
24. Jong-Hwa Choi and Hee Chul Lee, Semiconductor Science and Technology 17, 1456 (2002).
25. J. K. White, J. Antoszewski, P. Ravinder, et al., Journal of Electronic Materials 31. 743 (2002).
26. A. S. Kashuba, E. V. Permikina, and S, V, Golovin, Prikladnaya Fizika, No. 5, 67 (2014).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Климанов Е. А. О механизмах геттерирования генерационно-рекомбинационных центров в кремнии при диффузии фосфора и бора 121
Ташаев Ю. Н. Моделирование электро-статического поля тороида 126
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Гришина И. А., Иванов В. А., Коврижных Л. М. Современное состояние исследований в области физики плазмы и плазменных технологий в России (обзор по материалам XLII Международной конференции по физике плазмы и УТС) 133
Мещеряков А. И., Вафин И. Ю. Измерения эффективного заряда плазмы по спектру мягкого рентгеновского излучения и по проводимости на стеллараторе Л-2М в условиях боронизации вакуумной камеры 145
Балмашнов А. А., Бутко Н. Б., Степина С. П., Умнов А. М., Хименес М. Х. Параметры ЭЦР-плазмы, формируемой в коаксиальном резонаторе плазменного инжектора CERA-RI-2 (вычислительный эксперимент) 150
Курбанисмаилов В. С., Омаров О. А., Рагимханов Г. Б., Арсланбеков М. А., Абакарова Х. М., Али Рафид А. А. Импульсный объемный разряд в гелии при высоких перенапряжениях 154
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Филачёв А. М., Таубкин И. И., Тришенков М. А. Достижения твёрдотельной фотоэлектроники (обзор) 162
Яковлева Н. И. Процессы рекомбинации и анализ времени жизни в узкозонных полупроводниковых структурах CdHgTe 169
Пермикина Е. В., Кашуба А. С. Исследование эпитаксиальных гетероструктур HgCdTe 180
Филатов А. В., Карпов В. В., Сусов Е. В., Грибанов А. А., Кузнецов Н. С., Петренко В. И. Фоторезисторы с кодом Грея из гетеро-эпитаксиальных структур CdxHg1-xTe на спектральный диапазон 2—11 мкм с термоэлектрическим охлаждением 190
Филатов А. В., Сусов Е. В., Акимова Н. М., Карпов В. В., Шаевич В. И. Высоко-стабильные фоторезисторы диапазона 8—12 мкм из ГЭС КРТ МЛЭ 196 Будтолаева А. К., Хакуашев П. Е., Чинарева И. В. Исследование имплантации бериллия в InP 202
ИНФОРМАЦИЯ
Сводный перечень статей, опубликованный в журнале в 2014 г. 209
Правила для авторов 212
Бланк для подписки 214
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
E. A. Klimanov Mechanism of gettering the generation-recombination centers in silicon at diffusion of phosphorus and boron 121
Y. N. Tashayev Modeling of the electrostatic field of the charged toroid 126
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
I. A. Grishina, V. A. Ivanov, and L. M. Kovrizhnykh Current state of researches in plasma physics and plasma technologies in Russia (a review of the XLII International Zvenigorod Conference, 2014) 133
A. I. Meshcheryakov and I. Yu. Vafin Measurement of the plasma effective charge on the soft X-ray spectrum and on conductivity of plasma at the L-2M stellarator 145
A. A. Balmashnov, S. P. Stepina, N. B. Butko, A. M. Umnov, and М. J. Jimenez Parameters of ECR plasma created in а coaxial cavity of the CERA-RI-2 injector (computer simulation) 150
V. S. Kurbanismailov, O. A. Omarov, G. B. Ragimkhanov, M. A. Arslanbekov, Kh. M. Abakarova, and A. A. Ali Rafid Pulse volume discharge in helium at high overvoltages 154
PHOTOELECTRONICS
A. M. Filachov, I. I. Taubkin, and M. A. Trishenkov A review on advances in the solid-state photoelectronics 162
N. I. Iakovleva Recombination mechanisms and minority carrier lifetime analysis in the narrowband CdHgTe structures 169
E. V. Permikina and A. S. Kashuba The investigation of of CdхHg1-хTe multilayered structures for production of matrix photodetector 180
A. V. Filatov, V. V. Karpov, E. V. Susov, A. A. Gribanov, N. S. Kuznetsov, and V. I. Petrenko Photoresistors with a Gray code from heteroepitaxial structures CdxHg1-xTe on the 2-11 μm spectral range with thermoelectric cooling 190
A. V. Filatov, E. V. Susov, N. M. Akimova, V. V. Karpov, and V. I. Shaevich Processing the highly stable 8—12 μm photoresistors on the basis of molecularbeam heteroepitaxial CdHgTe structures 196
A. K. Budtolaeva, P. E. Khakuashev, and I. V. Chinareva Study of the beryllium im-plantation in InP 202
INFORMATION
Summary list of articles published in 2014 209
Rules for authors 212
Subscription to the Journal 214
Другие статьи выпуска
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.
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.
Дан обзор наиболее интересных результатов, представленных на ежегодной XLII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 9 по 13 февраля 2015 года в городе Звенигород Московской области. Проведен анализ главных направлений исследований в области физики плазмы в России.
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.
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