Публикации автора

Анализируются возможности создания фоточувствительных структур с квантовыми точками Ge/Si для оптоэлектроники. Даются рекомендации по условиям роста, необходимым для получения максимальных обнаружительной способности фотоприемников и КПД солнечных элементов на квантовых точках. Показано, что для достижения оптимальных характеристик фотоприемников следует выращивать квантовые точки при достаточно высоких температурах, а для увеличения коэффициента преобразования солнечных элементов при относительно низких температурах роста.

В данной статье представлен анализ имеющихся в настоящее время экспериментальных работ по получению лазерной генерации в структурах CdxHg1-xTe (КРТ) с множественными квантовыми ямами (МКЯ), выращенных методом молекулярнолучевой эпитаксии (МЛЭ). Для рассмотренных структур было проведено моделирование электронного спектра носителей заряда в квантовой яме, рассчитаны энергии оптических переходов и дана интерпретация наблюдаемых в экспериментах пиков спонтанного и стимулированного излучения.

Экспериментально исследован адмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ p-HgCdTe (x = 0,22—0,23) в широком диапазоне частот и температур. Дифференциальное сопротивление области пространственного заряда для МДП-структуры на основе p-HgCdTe, легированного As, ограничено процессами туннельной генерации в диапазоне температур 8—100 К. Для МДП-структур на основе пленки p-HgCdTe, в которой произошла конверсия типа проводимости после отжига, сопротивление области пространственного заряда определяется генерацией Шокли-Рида в диапазоне температур 50—77 К.

Экспериментально исследована полная проводимость МДП-структур на основе МЛЭ n-HgCdTe в широком диапазоне частот и температур. Наличие варизонного слоя в МДП-структурах на основе n-HgCdTe (x = 0,22—0,23) приводит к эффективному подавлению процессов туннелирования через глубокие уровни. Дифференциальное сопротивление области пространственного заряда в сильной инверсии для МДП-структур на основе n-HgCdTe (x = 0,22—0,23 с варизонным слоем, а также x = 0,31—0,32) ограничено процессами генерации Шокли-Рида в диапазоне температур 8—77 К.

В данной работе проведен расчет шумовых и сигнальных характеристик фотоприемников инфракрасного диапазона на основе материала с квантовыми точками германия на кремнии. Оценивается темновой ток через такие структуры, обусловленный тепловой эмиссией носителей и туннелированием носителей в поле, а также обнаружительная способность фотодетектора в приближении работы в режиме ограничения генерационно-рекомбинационными шумами. Предлагаются ростовые условия в методе молекулярно-лучевой эпитаксии, благоприятные для создания массивов квантовых точек, которые в дальнейшем могут использоваться для создания инфракрасных фотодетекторов.

В работе проведено исследование специфики формирования и эволюции электрически активных радиационных дефектов при имплантации ионов бора в эпитаксиальные пленки Hg1-xCdxTe с различным составом в области внедрения имплантанта. Эпитаксиальные пленки, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, облучались ионами бора с энергией 100 кэВ в диапазоне флюенса 1012—1015 см-2. Измерение электрофизических параметров образцов до и после облучения производилось методом ЭДС Холла в конфигурации Ван-дер-Пау. Распределение объемной концентрации электронов по глубине облученного материала определялось методом дифференциальных холловских измерений. Полученные экспериментальные данные однозначно показывают, что результаты ионной имплантации определяются зависимостью динамики накопления электрически активных радиационных дефектов и электрофизических свойств материала от состава КРТ.

Экспериментально исследованы параметры пассивирующих слоев Al2O3 и двухслойного диэлектрика CdTe/Al2O3 путем измерения адмиттанса МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,29—0,39) с приповерхностными варизонными слоями с повышенным содержанием CdTe. Показано, что структура с двухслойным диэлектриком CdTe/Al2O3 имеет по сравнению со структурой с одним слоем Al2O3 существенно меньшие значения плотности медленных состояний на границе раздела (в 50—100 раз) и плотности быстрых поверхностных состояний (в 50—100 раз). Можно сделать вывод, что двухслойный диэлектрик CdTe/Al2O3 образует качественную границу раздела с n-Hg1-xCdxTe (x = 0,39).

В данной статье представлен анализ современных тенденций в развитии технологии барьерных фоточувствительных структур на основе CdxHg1-xTe (КРТ) для среднего и дальнего инфракрасного (ИК) диапазонов, работающих при температурах, близких к комнатным. Рассмотрены и проанализированы основные подходы к решению задачи повышения рабочей температуры фотодиодного приёмника.

Экспериментально исследовано влияние наличия приповерхностных варизонных слоев с повышенным содержанием CdTe на адмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,22—0,23) с Al2O3 в качестве диэлектрического покрытия. Показано, что для структур с варизонным слоем характерна бóльшая глубина и ширина провала емкости на низкочастотной вольт-фарадной характеристике, а также бóльшие значения дифференциального сопротивления области пространственного заряда, чем для структур без варизонного слоя. Установлено, что основные особенности гистерезиса емкостных зависимостей, характерные для варизонных структур с SiO2/Si3N4, наблюдаются и для МДП-структур с Al2O3. Причины увеличения гистерезиса ВФХ при создании варизонного слоя в структурах с SiO2/Si3N4 или с Al2O3 остаются дискуссионными, хотя можно предположить, что определенную роль в формировании гистерезиса играет кислород.

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.

Показана возможность селективного поверхностного дефектообразования при облучении мягким рентгеновским излучением эпитаксиальных слоев CdxHg1-xTe за счет избирательного воздействия излучения на отдельные атомы поверхности.

В работе проанализировано современное состояние исследований в области создания униполярных полупроводниковых барьерных структур на основе различных материалов для инфракрасных матричных фотоприемных устройств (МФПУ), позволяющих снизить с темновые токи и тем самым улучшить пороговые характеристики и обеспечить работу при повышенных температурах охлаждения. Рассмотрены основные пути минимизации барьера для дырок в валентной зоне на примере фоточувствительной структуры на основе КРТ n-типа проводимости. Показано, что барьерные структуры nBn-типа представляют собой альтернативу для создания матриц фотодиодных чувствительных элементов для МФПУ среднего и дальнего ИК-диапазона.