Фотоелектронні процеси в твердих розчинах на основі телуридів кадмію, ртуті в умовах природної і стимульованої трансформації дефектної системи

В четвертому розділі наведено результати досліджень електричних і фотоелектричних властивостей кристалів КРТ в умовах об'ємного - і низькотемпературного акустостимульованого дефектоутворення.

При дослідженні електричних, фотоелектричних властивостей і параметрів електрон-позитронної анігіляції ?-опромінених при 300 К кристалів КРТ n-, p- і змішаного типу провідності (енергіями ?-квантів 1.2 МэВ, 50 МэВ дозами від 6104 Р до 109 Р) безпосередньо після опромінення в області домішкової провідності виявлені: зменшення концентрації електронів в кристалах n-типу, збільшення концентрації дірок в кристалах p-типу і змішаного типу провідності; зменшення рухливості носіїв заряду; короткохвильовий зсув максимуму спектральної залежності ФП; зменшення часу життя ННЗ; підвищення рівня надлишкових шумів. Ці зміни не стабільні і протягом часу релаксують до вихідних значень.

Запропоновано механізм -стимульованого перетворення дефектів, що полягає в тому, що -опромінення кристалів КРТ при 300 К призводить до утворення Френкелівських пар (переважно Hgi+VHg) із різною швидкістю міграції їх компонент до стоків. Через більшу швидкість дифузії до стоків міжвузельної ртуті Hgi об'єм кристала безпосередньо після опромінення збагачується акцепторами VHg, що призводить до відповідних змін концентрації вільних носіїв в області домішкової провідності, переключенню домінуючого міжзонного оже-механізму рекомбінації на Шоклі-Рідівський канал, зменшенню часу життя і підвищенню рівня надлишкових шумів. Релаксація -стимульованих змін електричних і фотоелектричних параметрів має складний характер і відбувається в два етапи: звільнення об'єму кристала від залишкових VHg за рахунок їх міграції на стоки (протягом 7-10 діб) і анігіляції пар на стоках (протягом 30-60 діб). Утворення електрично активних комплексів, стійких протягом більш тривалого періоду не виявлено.

Механізм перетворення -радіаційних дефектів залежить від вихідної системи дефектів структури кристалів, зокрема в кристалах p-типу (p0>61017см-3) при збільшенні дози -опромінення вище 6104 Р виявлено зменшення ефективної концентрації вакансій, що пов'язується з перевищенням їх концентрації вище критичної і розвитком процесів їх преципітації і (або) асоціації в комплекси.

-опромінення кристалів КРТ призводить до короткохвильового зсуву максимуму спектральних залежностей ФП, що пояснюється із залученням моделей деформації кристалічної гратки при введенні власних дефектів великих концентрацій, зміни рельєфу мікрофлуктуацій кристалічного потенціалу, що впливає на формування спектральних характеристик ФП в матеріалі з експоненціальним краєм фундаментального поглинання, домішкової акцепторної зони, що частково перехрещується з зоною провідності.

При дослідженні електричних характеристик кристалів КРТ n-, p- і змішаного типу провідності в процесі навантаження ультразвуком (УЗ) інтенсивністю Wus0.5104 Вт/м2 в області температур Т=77-200 К в допороговому режимі виявлено, що в області домішкової провідності з ростом інтенсивності УЗ і температури відбувається збільшення ефективної електронної концентрації в кристалах n-типу, зменшення діркової концентрації в кристалах p-типу, а також збільшення холівської рухливості в кристалах обох типів.

Наведені УЗ зміни електричних властивостей нестійкі в часі і релаксують за часи від десятків секунд до десятків хвилин в залежності від температури, параметрів УЗ-навантаження і типу провідності кристалів, при цьому релаксація має складний характер, а її час збільшується при збільшенні інтенсивності УЗ-збудження і зменшенні температури і для кристалів p-типу, як правило, більш ніж на порядок перевищує його значення в кристалах n-типу.

Запропоновано механізм допорогового низькотемпературного метастабільного короткочасного акустостимульованого перетворення дефектів, пов'язаний, зокрема, з активацією точкових дефектів слабо зв'язаних на протяжних структурних недосконалостях гратки (дислокаціях, МУГ і ін.), що поглинають УЗ-хвилю, їх інжекцією у прилягаючі дифузійні області матриці. Релаксація в рівноважний стан пов'язана з зворотними процесами гетерування і дезактивації точкових дефектів на протяжних недосконалостях.

Ріст рухливості носіїв із збільшенням інтенсивності УЗ в області домішкової провідності і її зменшення в області власної провідності пояснюється із залученням механізмів зниження потенційних бар'єрів і розмірів областей просторового заряду, що оточують домішкові атмосфери навколо дислокацій; виникнення суцільного кластера з каналом провідності паралельним основному; згладжування розсіюючого потенціалу енергетичного зонного рельєфу твердого розчину; модифікації фононного спектру.

Акустоіндукована ЕРС, що спостерігається при УЗ-навантаженні кристалів КРТ пояснюється, зокрема, квазілокальним УЗ-прогрівом наявних у матриці протяжних дефектів і прилягаючих до них областей, що призводить до появи термодифузійних потоків і електричних полів, що можуть вносити додатковий внесок у перерозподіл точкових дефектів у кристалі.

У п'ятому розділі наведено результати досліджень фотоелектронних процесів і модифікації структури об'ємних кристалів КРТ, MnHgTe (МРТ) і парофазних епітаксійних шарів КРТ при поверхневому їх збудженні лазерними імпульсами.

Люкс-амперні характеристики (ЛАХ) ФП кристалів КРТ істотно залежать від домінуючих механізмів рекомбінації в матриці і наявності фотоактивних включень; при домінуючому в КРТ n-типу з х0.2 міжзонному механізмі рекомбінації в однорідних кристалах перехід від лінійної до сублінійної (із нахилом ~0. 3) залежності зміщується по шкалі інтенсивностей опромінення в бік їх більших значень із збільшенням концентрації рівноважних носіїв заряду.

В кристалах КРТ з фотоактивними включеннями ЛАХ характеризуються деформованою у порівнянні з однорідними кристалами перехідною ділянкою від лінійної (із нахилом ~1) до сублінійної (із нахилом ~0. 3) залежності. Протяжність цієї ділянки по шкалі інтенсивностей і її конкретний вид (від надлінійних до суперлінійних залежностей із різними нахилами) визначається характером, густиною і розмірами включень, а також залежністю від рівня збудження рекомбінаційно-інжекційної активності, ефективних геометричних рекомбінаційних розмірів включень. При достатній протяжності цих ділянок по шкалі інтенсивностей вони можуть сприйматися як такі, що контролюються іншими рекомбінаційними процесами, що не є коректним. Проведені розрахунки ЛАХ узгоджуються з експериментом.

При високих, але не достатніх для стабільного дефектоутворення, рівнях імпульсного лазерного фотоелектронного збудження при 77 К в деяких макрооднорідних кристалах КРТ спостерігалось збільшення часу життя ННЗ із ростом інтенсивності опромінення, що мало зворотній характер (t<102 с). Запропоновано механізм допорогового метастабільного короткочасного низькотемпературного лазерно-стимульованого дефектоутворення, що полягає в процесах активації, інжекції в матрицю власних і домішкових точкових дефектів, слабо зв'язаних на протяжних недосконалостях (дислокації, малокутові границі і ін.), що взаємодіють з фізичними полями лазерних імпульсів, які змінюють рекомбінаційні параметри кристалу, і зворотних процесів при припиненні дії імпульсу.

Лазерне опромінення монокристалів твердих розчинів КРТ і МРТ з густиною енергії нижче порога плавлення матеріалу Еп не викликає стабільних змін об'ємної фоточутливості зразків, але сприяє поліпшенню стану поверхні за рахунок видалення окисних плівок і атомів домішки, що в спектрах ФП проявляється в зниженні швидкості поверхневої рекомбінації. Подальше збільшення густини енергії до Е Еп викликає зниження фоточутливості і збільшення надлишкового шуму, що обумовлено генерацією протяжних і точкових (вакансії ртуті) дефектів.

Виявлено розходження в чутливості спектрального положення максимумів ФП у КРТ і МРТ до густини енергії наносекундних лазерних імпульсів як при допороговому, так і надпороговому режимах - його короткохвильовий зсув у КРТ, відсутність такого в МРТ, що може бути обумовлено відсутністю процесів дисоціації і (або) значних залишкових пружних напружень в твердих розчинах МРТ у порівнянні з КРТ.

Експериментально визначено значення граничної густини енергії наносекундних лазерних імпульсів, вище якої відбувається плавлення матеріалу і зміна морфології поверхні при опроміненні парофазних епітаксійних шарів КРТ (x=0.3) Eп0.16 Дж/см2.

Плавлення і перекристалізація при обробці імпульсами рубінового лазера з Е>Eп відбувається в приповерхневій області товщиною менше 1 мкм, при цьому на поверхні утворюється тонка (~30 нм) плівка Тe, що обумовлює появу в спектрах комбінаційного розсіювання смуг із характеристичними частотами Тe. Вплив наносекундних лазерних імпульсів на епітаксійні шари КРТ з осередковою структурою викликає збільшення їх фоточутливості, що обумовлено процесами сегрегації точкових дефектів на межі осередків (підтверджується дослідженнями рентгенівських топограм).

Лазерна активація ФП при опроміненні і перебудові дефектної системи епітаксійних варізонних шарів КРТ на глибині, що значно перевищує глибину поглинання лазерного випромінювання і довжину теплової дифузії, викликана переважною дією лазерно-індукованих ударних хвиль. При цьому глибина їх утворення зменшується з ростом густини енергії лазерних імпульсів, що співпадає з існуючою теорією цих процесів, і проявляється в зміні спектрального діапазону підвищення фоточутливості варізонного шару.

Шостий розділ присвячено дослідженню природної і стимульованої деякими видами зовнішніх впливів трансформації системи дефектів, електронних і фотоелектронних властивостей підкладкових для епітаксії матеріалів CdTe, CdMnTe, ZnSe.

При відпалах пластини р_CdTe у парах Cd методами низькотемпературного фотолюмінесцентного (НФЛ) профілювання виявлено істотний вплив процесу редифузії на профіль розподілу дрібної донорної домішки збіднення нею приповерхневих областей за рахунок випаровування в зовнішній об'єм і гетеродифузії з центральних областей кристалу. В смугах НФЛ спостерігається кореляція між розгоранням лінії екситонів, пов'язаних на донорах, і гасінням лінії екситонів, пов'язаних на акцепторах, що свідчать про процес переходу домішки I-ої групи з вузлів Cd у міжвузля.

По розподілу профілів характеристичних ліній НФЛ по товщині зразка при часі відпалу t ? 4 год визначені значення коефіцієнту самодифузії Cd у CdTe (DCd2.610-8 см2/с) і при t 28 год коефіцієнту гетеродифузії домішки I групи (DMI 1.1610-9 см2/с). Проведено чисельне моделювання процесу двостороннього легування пластини р-CdTe дрібними залишковими донорами при її тривалому відпалі в парах Cd. Отримано апроксимаційні залежності для двостороннього легування пластини, що дозволяють оптимізувати процес відпалу.

При 300 К на повітрі процеси деградації домішково-дефектної системи в n-p (p-n) CdTe структурах, отриманих короткочасним відпалом кристалів p-типу в парах Cd і n-типу вакуумі відповідно, істотно впливають на рекомбінаційні характеристики матеріалу, що обумовлює зміну спектрів і інтенсивності ліній НФЛ. Характер і кінетика домінуючих механізмів перетворення системи точкових дефектів залежить від вихідного стану системи протяжних дефектів і типу провідності кристалів, у p-областях воно йде швидше, чим у n-областях, що свідчить про більші швидкості гетерування дрібної домішки на стоки.

При короткочасному (1 год) і довгочасному (48 год) низькотемпературному (550-600°С) відпалі зразків p-СdТе в Ga, відбувається легування зразка донорною домішкою GaCd, що виявляється в появі по краях зразка екситонної донорної лінії I2 (Lii, Cui) і спаді інтенсивності екситонної акцепторної лінії I1 (LiCd, CuCd) за рахунок реакцій витиснення Li, Cu із вузлів Сd дифундуючим Ga.

В механічно полірованих і індентованих точковими уколами (8 гс) кристалах p-CdTe виявлено чутливість значень і спектрів ФП і коефіцієнта поглинання, у т.ч. в області прозорості, до наявності введеного приповерхневого порушеного шару (товщиною до 200 мкм), що може істотно зменшувати квантову ефективність фоточутливості варізонних структур на основі CdTe-КРТ, де підкладка CdTe відіграє роль світловоду.

При дії на поверхню CdTe серією імпульсів рубінового лазера в приповерхневій області (12-15 нм) послідовно: утворюється збагачений Te шар (з-за дисоціації сполуки і виходу Cd в атмосферу); відбувається генерація в цій області дефектів, що призводить до виникнення напружень кристалічної гратки (із середнім значенням, оціненим по довгохвильовому зсуву лінії I1 НФЛ, 0.06 кбар); зростає густина хаотично розташованих на поверхні ямок травлення, пов'язаних із неупорядкованими в сітку дислокаціями і преципітатами; при досягненні критичної дози опромінення і накопиченні пружних напружень, що перевищують поріг пластичності матеріалу, утворюється дислокаційна сітка з розрядженням накопичених напружень (про що свідчить повернення спектрального положення лінії I1 до вихідного); при цьому спостерігається зменшення часу життя фотоносіїв внаслідок росту концентрації безвипромінювальних центрів рекомбінації.

При імпульсному лазерному збудженні на електрофізичні, фотоелектричні властивості і структуру p-CdTe істотно впливає лазерно-індукована ударна хвиля, зокрема, спостерігається нерівноважна провідність, пов'язана з іонізацією ударною хвилею домішкових центрів, визначено час релаксації цього процесу (160 мкс). Із збільшенням густини потужності лазерного випромінювання виявлені збільшення густини дислокацій, збільшення залишкового опору зразків, обумовлене процесами гетерування на дислокації дрібної домішки, а також поява в спектрі НФЛ смуги ?=840 нм, пов'язаної з рекомбінацією носіїв з участю протяжних дефектів.

В CdTe:Mn при легуванні розчином з концентраціями легуючої домішки NMn> >1019 см-3 спостерігається конверсія типу провідності nр. Запропоновано механізм, що пов'язується при рості концентрації Mn з процесами його преципітації і (або) асоціації.

Вимірюваннями спектрів фотолюмінесценції при 77 К в Cd1-xMnxTe (х < 0.1) визначена залежність ширини забороненої зони від складу. Виявлено і в залежності від складу визначено енергії рівнів акцепторних дефектів; проведено порівняльний у зіставленні з p-CdTe аналіз їх фізико-хімічної природи.

Виявлено істотне збільшення фоточутливості і зміну характеру спектрів ФП високоомних кристалів ZnSe з ростом дози нерезонансного (в області прозорості матеріалу) лазерного збудження, обумовлене перерозподілом точкових дефектів у приповерхневому ( 3 мкм) шарі.

В сьомому розділі розглядаються фотоелектронні процеси і лазерно-стимульоване перетворення структури полікристалічних шарів CdTe і епітаксійних полікристалічних плівок КРТ на альтернативних підкладках.

На спектри, ЛАХ і кінетику ФП полікристалічних шарів СdTe на сіталових і сапфірових підкладках істотно впливають розміри зерен, що пояснюється різним співвідношенням рекомбінаційних потоків в об'ємі зерен і на міжзеренних границях.

Виявлено лазерно-активоване збільшення фоточутливості дрібно- і крупнозернистих полікристалічних шарів CdTe, пов'язане, зокрема, з утворенням на поверхні тонкої плівки Te (в результаті дисоціації сполуки і виходу Cd в атмосферу) і виникнення потенційних бар'єрів для рекомбінації носіїв, а також стимульованим лазерноіндукованими механічними напруженнями виходом із міжзеренних границь дрібних донорів (по даних оже-електронного аналізу In, Cl), що є центрами прилипання, які додатково компенсують r-центри чутливості.

Дослідженнями оже-спектрального аналізу при пошаровому стравлюванні крупнозернистих і полікристалічних шарів CdTe виявлені в міжзеренних границях підвищений вміст Cd, у зовнішній оболонці зерен (товщиною 3 мкм) підвищений вміст Te, у зернах - CdTe із складом близьким до стехіометричного. Після опромінення лазерними імпульсами біляпороговою густиною на поверхні шару спостерігається підвищення вмісту Te, поява вуглецю, часткова ерозія матеріалу.

Полікристалічні шари КРТ на альтернативних підкладках Al2O3 і GaAs (з використанням полікристалічного прошарку CdTe у якості буферного) при 300 К мають високу фоточутливість у спектральних діапазонах, що відповідають складу зерен; це робить перспективним їх використання при створенні малоінерційних приймачів ІЧ-випромінювання, працюючих при кімнатних температурах.

У полікристалічних шарах КРТ на сапфірі спостерігаються розходження у формі спектрів і ЛАХ ФП при освітленні з боку підкладки і шару, які свідчать про більш досконалу структуру області, що прилягає до підкладки, з домінуючим у рекомбінації міжзонним ударним механізмом.

При освітленні структур Al2O3-КРТ, GaAs-КРТ з боку шару КРТ спостерігається нетривіальний хід ЛАХ ФП і температурних залежностей часів життя в області домішкової провідності, що пояснюється моделлю інжекційно-активних включень (міжзеренних границь).

Проведено аналіз ФП полікристалічних шарів CdTe і КРТ з урахуванням розмірів зерен, конкуренції рекомбінаційних каналів в об'ємі і на границях зерен (із залученням моделі оптичного перезарядження і переключення рекомбінаційного потоку в об'єм зерна на фоточутливий r-канал при збільшенні інтенсивності збудження), впливу особливостей протікання току через міжзеренні бар'єри при зменшенні їх висоти при фотоелектронній зарядовій нейтралізації донорних t-рівнів і ін..

ВИСНОВКИ

Створення сучасної елементної бази ІЧ-оптоелектронного приладобудування з високими функціональними параметрами суттєво підвищеною фоточутливістю, низьким рівнем власних шумів, малою інерційністю, оптимальними спектральними характеристиками, деградаційною стійкістю, усталеністю до зовнішніх впливів, придатністю для роботи в екстремальних умовах і ін. потребує пошуку шляхів покращання функціональних параметрів напівпровідникових матеріалів, використання для цих цілей системи дефектів, як ефективного засобу спрямованої модифікації їх параметрів, вивчення процесів природного і стимульованого зовнішніми полями різної фізичної природи перетворення системи дефектів, їх впливу на функціональні параметри матеріалів.

Наявні в цьому напрямку роботи мали розрізнений характер, виконувалися, як правило, по вивченню окремих властивостей матеріалу при окремих видах і (або) режимах зовнішніх впливів, без урахування властивої різним лабораторіям специфіки ростових і післяростових технологій, що призводило до різного вихідного стану дефектної системи кристалів, а відповідно до неоднозначного трактування проведених досліджень (стан питання по кожній із розроблюваних проблем відбито в оглядових частинах відповідних розділів). Ці обставини не дозволяли сформулювати узагальнюючі висновки по структурно-залежних властивостях матеріалів, надійно вибрати шляхи їх спрямованої модифікації при зовнішніх впливах.

Постановка дослідницьких задач вимагала вивчення й узагальнення наявного інформаційного масиву літературних даних, зокрема, по механізмах рекомбінації в вузькощілинних напівпровідниках; фізико-технологічних аспектах утворення протяжних дефектів у кристалах КРТ, методах їх виявлення, електронних і фотоелектронних властивостях неоднорідних кристалів; методах одержання й обробки, електричних, оптичних і фотоелектричних властивостях парофазних епітаксійних шарів, у т. ч. варізонних; процесах природного і стимульованого різними зовнішніми фізичними полями перетворення дефектної системи, електричних і фотоелектричних властивостях кристалів КРТ, CdTe; електричних і фотоелектричних властивостях полікристалічних шарів CdTe і КРТ на альтернативних підкладках.

Для вирішення поставлених задач застосовувався комплексний метод експериментальних і теоретичних (включаючи методи математичного моделювання) досліджень електронних і фотоелектронних параметрів кристалів, структурних досліджень (растрова електронна мікроскопія, рентгено-спектральний і оже-електронний аналіз, електрон-позитронна анігіляція й ін.) матеріалу різного вихідного ступеня дефектності в умовах його природної деградації, впливу на нього зовнішніх фізичних полів із різними механізмами їх взаємодії з речовиною (?-, ультразвукові, імпульсні лазерні, ударні хвилі, теплові, електричні) у широкому діапазоні їх параметрів і режимів. Їх комплексне застосування дозволило одержати нові наукові і практичні результати, підвищити достовірність запропонованих моделей, а також надійність результатів і висновків.

Оскільки у висновках до кожного розділу наведено основні результати, тут формулюються тільки найбільш важливі результати узагальнюючого характеру відповідно до наведених у загальній характеристиці основних задач досліджень.

1. У кристалах КРТ із ростовими і введеними механічними порушеннями протяжними дефектами виявлено процес деградації, пов'язаний з гетеруванням ртуті протяжними дефектами й утворенням насичених ртуттю вузькощілинних рекомбінаційно-активних областей.

2. Встановлено, що трансформація фотоелектронних характеристик кристалів КРТ з фотоактивними включеннями визначається параметрами рекомбінаційної активності і (або) ефективними геометричними рекомбінаційними розмірами включень, що змінюються в залежності від температури, спектру і рівня збудження. Проведено аналіз ФП таких кристалів при варіації параметрів матриці і включень.

3. Стимульована зовнішніми впливами стабільна або метастабільна зміна фотоелектричних властивостей кристалів КРТ (х=0.2) обумовлена зміною параметрів домінуючого рекомбінаційного процесу, або його переключенням на інший конкуруючий рекомбінаційний механізм. Це пов'язано зі зміною концентрації власних і (або) домішкових точкових дефектів, що визначають рекомбінаційні параметри кристала, за рахунок їх генерації в об'ємі і (або) інжекції з джерел (дислокації, малокутові границі і ін.) і наступної взаємодії з ростовими і введеними зовнішніми впливами протяжними дефектами, а також формуванням фотоактивних включень, і залежить від виду (імпульсне лазерне випромінювання, ?-випромінювання, механічні порушення, ударні хвилі, низькотемпературне ультразвукове збудження і ін.) і умов (інтенсивність, доза, енергія, температура і ін.) зовнішніх впливів.

4. Ефективність електропольової екстракції ННЗ в області сильних електричних полів у кристалах КРТ n-типу залежить від ступеню біполярності ФП і різко падає з її зменшенням, це пов'язано з захопленням неосновних носіїв (дірок), що витягаються, на центри рекомбінації; у кристалах із біполярною ФП p-типу екстракція ННЗ реалізується при істотно менших електричних полях, чим у кристалах n-типу, що обумовлено більш високою рухливістю неосновних носіїв заряду (електронів).

5. Зменшення фоточутливості в середньохвильовому спектральному діапазоні широкосмугових варізонних фоторезистивних епітаксійних структур CdTe/КРТ обумовлено наявністю дефектного прошарку в області металургійної границі, пов'язаного з різницею структурних і фізико-механічних параметрів підкладки і шару. Виявлено підвищення інтегральної фоточутливості епітаксійних варізонних шарів КРТ при введенні в підкладку CdTe у визначених концентраціях ізовалентної домішки металу з меншим атомним радіусом (Mn, Zn), а також підвищення їх фоточутливості в спектральному діапазоні, що відповідає області металургійної границі при введенні Mn, що пояснюється більш точним узгодженням параметрів контактуючих матеріалів, підвищенням рівня стехіометрії в шарі.

6. При наносекундному імпульсному лазерному збудженні епітаксійних шарів КРТ і кристалів CdTe перетворення системи дефектів, електронних і фотоелектронних властивостей в шарі на глибині, що перевищує глибину поглинання лазерного випромінювання і теплової дифузії, викликано переважною дією лазерно-індукованих ударних хвиль і пов'язано з перерозподілом точкових дефектів між матрицею і ростовими і (або) введеними протяжними дефектами.

7. Стимульоване деякими видами зовнішніх впливів (відпали (у вакуумі, парах Cd, у Ga), механічні порушення (шліфовка, індентування), вплив лазерними імпульсами і індукованими ними ударними хвилями) перетворення електронних і фотоелектронних властивостей кристалів CdTe обумовлено процесами генерації і взаємодії власних точкових і протяжних дефектів, переходами залишкової домішки металів I-ої групи між вузлами і міжвузлями із зміною їх електронних і рекомбінаційних властивостей, а також процесами їх гетерування формоутворюючими поверхнями і внутрішніми стоками з меншими часами їх протікання в кристалах p-типу в порівнянні з n-типом.

8. В полікристалічних шарах CdTe, КРТ на альтернативних підкладках (Al2O3, GaAs) істотний вплив на процеси фотопровідності мають геометричні розміри зерен, генераціоно-рекомбінаційні параметри зерен і міжзеренних границь, а при зовнішніх впливах (імпульсне лазерне збудження) перерозподіл точкових дефектів між ними, що визначають конкурентоздатність і параметри рекомбінаційних потоків в об'ємі і на границях зерен, що залежать від температури і рівня збудження.

9. На основі варізонних шарів КРТ із потенційними бар'єрами отримані фоточутливі в області 2-14 мкм при 77К широкосмугові і селективні (одно- і двосмугові) фоторезистивні і малоінерційні (f600 МГц) фотовольтаїчні (у т. ч. з інверсією знаку фотоерс) елементи.

Отримані в дисертації нові результати важливі для науки і виробництва. У наукових дослідженнях їх слід використовувати при розробці фізичних і фізико-технологічних проблем взаємодії твердого тіла з полями різної фізичної природи, хімічно складних, у першу чергу вузькощілинних напівпровідників, фото- і оптоелектроніки.

У конструкторсько-технологічній і виробничій практиці їх слід враховувати при: розробці технологічних проблем спрямованої модифікації матеріалу (у т. ч. із застосуванням радіаційних випромінювань, ультразвуку, імпульсного лазерного випромінювання і індукованих ним ударних хвиль, термічних відпалів) для задач ІЧ-напівпровідникого матеріалознавства; встановленні домінуючих процесів природної і стимульованої зовнішніми впливами деградації матеріалів і структур, встановленні особливостей їх функціонування в різних умовах (у т. ч. у режимах сильних і слабих рівнів збудження, високих електричних полів зміщення, умовах метастабільного дефектоутворення), створенні нової стійкої до зовнішніх впливів елементної бази (зокрема, багатоелементних фокальних площин, надграток, SPRITE-елементів, елементів нейристорної техніки, варізонних структур) для задач ІЧ-оптоелектронного приладобудування; створенні нових неруйнуючих методів контролю дефектної системи і параметрів матеріалів і структур для задач експериментальних наукових досліджень і сертифікації у виробництві.

У першу чергу практичні результати дисертаційної роботи можуть бути використані на підприємствах і в організаціях електронної промисловості і виробництва напівпровідникових матеріалів, що займаються проблемами ІЧ-оптоелектронного приладобудування, матеріалознавства, контролю і сертифікації вузькощілинних матеріалів.

Цьому сприяє та обставина, що більшість отриманих результатів має кількісний характер і відбито в дисертації конкретними чисельними значеннями, у т. ч. у вигляді таблиць, графіків, а також математичних виразів і апроксимаційних залежностей.

Достовірність результатів підтверджується комплексністю проведених досліджень, високим міжнародним рейтингом і impact-чинником наукових видань, у яких опубліковані основні роботи з теми дисертації, закордонних (“Semicond. Sci. and Technol.”, “ФТП”, Известия РАН “Неорганические материалы”, “Поверхность”, збірники наукових праць IEEE, SPIE і ін.) і видань України (“УФЖ”, “Оптоэлектроника и полупроводниковая техника”, “Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics”), а також широкою апробацією матеріалів роботи на конференціях, у т. ч. міжнародних (приведено у загальній характеристиці роботи).

деградація кристал телурид

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В РОБОТАХ

1. Власенко А. И., Горбунов В. В., Любченко А. В. Влияние -облучения на электрофизические и фотоэлектрические свойства кристаллов CdхHg1-хTe// Украинский физический журнал.- 1984.- Т. 29, №3.- С.423-428.

2. Дехтяр И. Я., Дехтяр М. И., Дякин В. В., Заитов Ф. А., Власенко А. И., Лихторович С. П., Любченко А. В., Сахарова С. Г., Силантьев В. И., Федченко Р. Г. Позитронная аннигиляция в облученных кристаллах CdHgTe// Физика и техника полупроводников.- 1984.- Т. 18, №11.- С.1970-1974.

3. Гнатюк В. А., Власенко А. И., Друзь Б. Л., Лукьяненко В. И., Мозоль П. Е., Сукач А. В. Особенности лазерной обработки эпитаксиальных слоев CdхHg1-хTe// Неорганические материалы.- 1992.- Т. 28, №12.- С.2399-2403.

4. Байдуллаева А., Даулетмуратов Б. К., Власенко А. И., Гнатюк В. А., Мозоль П. Е. Фотоэлектрические свойства пленок теллурида кадмия, подвергнутых лазерному облучению// Физика и техника полупроводников.- 1993.- Т. 27, №1.- С.56-59.

5. Артамонов В. В., Байдуллаева А., Беляев С. В., Власенко А. И., Гнатюк В. А., Мозоль П. Е. Влияние лазерного облучения на физические свойства высокоомных кристаллов ZnSe// Физика и техника полупроводников.- 1993.- Т. 27, №2.- С.228-233.

6. Бабенцов В. Н., Власенко А. И., Сочинский Н. В., Тарбаев Н. И. Влияние галлия на спектры низкотемпературной фотолюминесценции теллурида кадмия при диффузионном легировании// Физика и техника полупроводников.- 1993.- Т. 27, №10.- С.1599-1604.

7. Бабенцов В. Н., Байдуллаева А., Власенко А. И., Горбань С. И., Даулетмуратов Б. К., Мозоль П. Е. Механизмы образования нарушенного слоя в p-CdTe под действием лазерных импульсов наносекундной длительности// Физика и техника полупроводников.- 1993.- Т. 27, №10.- С.1618-1623.

8. Мозоль П. Е., Гнатюк В. А., Сукач А. В., Власенко А. И., Копишинская Е. П., Лукьяненко В. И. Влияние особенностей структуры эпитаксиальных слоев CdхHg1-хTe на электрические и фотоэлектрические свойства при лазерном облучении// Физика и техника полупроводников.- 1993.- Т. 27, №11/12.- С.1820-1829.

9. Babentsov V. N., Vlasenko A. I., Tarbaev N. I. Luminescence profiling - a diagnostics method for impurities - defects system in semiconductor materials// Proc. SPIE. “Optical Diagnostics of Materials and Devises for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics''. - 1993.- V. 2113.- P.104-110.

10. Власенко А. И., Гнатюк В. А., Копишинская Е. П., Кладько В. П., Крыштаб Т. Г., Лукьяненко В. И., Мозоль П. Е., Сукач А. В. Изменения структуры и морфологии поверхности эпитаксиальных слоев CdхHg1_хTe при наносекундном лазерном облучении// Поверхность.- 1994.- №2.- С.60-66.

11. Власенко А. И., Любченко А. В. Эффект вытягивания неосновных носителей в фоторезистивных кристаллах CdхHg1_хTe с различным типом проводимости// Физика и техника полупроводников.- 1994.- Т. 28, №7.- С.1219-1222.

12. Власенко А. И., Гнатюк В. А., Копишинская Е. П., Лукьяненко В. И., Мозоль П. Е., Сукач А. В. Фотоэлектрические свойства поликристаллических слоев CdхHg1_хTe на сапфире// Неорганические материалы.-1995.- Т. 31, №10.- С.1335-1337.

13. Бабенцов В. Н., Власенко А. И., Тарбаев Н. И. Трансформация системы дефектов по толщине пластины CdTe при диффузионном легировании галлием// Физика и техника полупроводников.- 1995.- Т. 29, №2.- С.328-334.

14. Бабенцов В. Н., Власенко А. И., Тарбаев Н. И. Эволюция примесно-дефектной системы нелегированного CdTe n- и p- типа при комнатной температуре// Физика и техника полупроводников.- 1995.- Т. 29, №9.- С.1563-1569.

15. Mozol' P. E, Borsch V. V., Gnatyuk V. A., Kopishynskaya E. P. and Vlasenko A. I. Photoelectrical properties of CdхHg1_хTe epitaxial layers irradiated by nanosecond laser pulses// Semicond. Sci. Technol.- 1995.- V.10, №1- P.61-64.

16. Babentsov V. N., Kletskii S. V., Kopishynskaya E. P., Rudoy I. A., Vlasenko A. I. Complex defects generated in VPE HgCdTe/CdTe heterostructures during growth and laser annealing// “Heterostructures in Science and Technology''.- Wrzburg.- 1995.- P.74-75.

17. Vlasenko A., Babentsov V., Rudoy I., Vlasenko Z. Advanced study of ISO VPE IR Photosensitive HgCdTe/CdTe structure// Proc. 20th Intern. Conf. on Microelectronics.- Nich (Serbia) IEEE Cat N95TH8108.- 1995.- V.1.- P.53-56.

18. Babentsov V. N., Vlasenko A. I., Mozol' P. E, Kopishynskaya E. P. A complex diagnostic of CdTe after under threshold laser irradiation by photoluminescence, photoconductivity and electrophysical methods// Proc. of SPIE. “Optical Diagnostics of Materials and Devises for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics''.- 1995.- V. 2648.- P.369-376.

19. Власенко А. И., Любченко А. В., Чалая В. Г. Эволюция структурных макродефектов в твердых растворах CdхHg1_хTe// Физика и техника полупроводников.- 1996.- Т. 30, №2.- С.377-382.

20. Байдуллаева А., Власенко А. И., Власенко Ю. В., Даулетмуратов Б. К., Мозоль П. Е. Изменение электрофизических свойств монокристаллов CdTe при прохождении ударной волны от импульса излучения лазера// Физика и техника полупроводников.- 1996.- Т. 30, №8.- С.1438-1445.

21. Власенко А. И. Особенности экстракции носителей заряда в CdxHg1-xTe (x 0,2) n-типа при объемном и поверхностном возбуждении// Оптоэлектроника и полупроводниковая техника.- 1996.- №31.- С.189-191.

22. Бабенцов В. Н., Власенко З. К., Власенко А. И., Любченко А. В., Понедилок А. В. Легирование кристаллов CdTe мелкой донорной примесью// Оптоэлектроника и полупроводниковая техника.- 1996.- №31.- С.113-120.

23. Kopishynskaya E. P., Mozol' P. E., Rarenko I. M., Vlasenko A. I. Influence of laser irradiation on Hg1-xMnxTe photoelectrical properties// Proc. of SPIE “Mat. Sci. and Mat. Proper. for Infr. Optoelectronics.- V.3182.- 1996.- P.336-339.

24. Бабенцов В. Н., Власенко З. К., Власенко А. И., Любченко А. В. Распределение мелкой донорной примеси в пластине p-CdTe при ее отжиге в парах Cd// Физика и техника полупроводников.- 1997.- Т. 31, №5.- С.523-525.

25. Власенко А. И., Бабенцов В. Н., Власенко З. К., Свечников С. В., Раренко И. М., Захарук З. И., Никонюк Е. С., Шляховый В. Л. Акцепторы в Cd1-xMnxTe (x<0,1)// Физика и техника полупроводников.- 1997.- Т. 31, №8.- С.1017-1020.

26. Власенко А. И., Власенко З. К., Любченко А. В. Экстракция носителей заряда в полупроводниках с монополярной компонентой фотопроводимости// Физика и техника полупроводников.- 1997.- Т. 31, №11.- С.1323-1326.

27. Власенко А. И. Спектральное распределение фоточувствительности варизонных p-n-p-структур CdхHg1_хTe// Оптоэлектроника и полупроводниковая техника.- 1996.- №31.- С.191-194.

28. Власенко А. И., Гнатюк В. А., Копишинская Е. П., Мозоль П. Е. Влияние лазерного облучения на фотопроводимость и шумы в монокристаллах n- CdхHg1_хTe //Физика и техника полупроводников.- 1997.- Т.31, №7.-С.820-822.

29. Байдуллаева А., Власенко А. И., Мозоль П. Е. Влияние различных видов обработки поверхности на фотоэлектрические и оптические свойства CdTe//Физика и техника полупроводников.- 1997.- Т.31, №12.-С.1428-1430.

30. Gnatyuk V. A., Baidullaeva A., Vlasenko A. I. and Mozol' P. E. Defect formation in ZnSe optical components of laser devices//Defect Recognition and Image Processing in Semiconductors.- Bristol (UK): Institute of Phys. Conf. Ser. № 160. -1997.- P.421-424.

31. Власенко О. І. Витягування електричним полем неосновних носіїв у CdHgTe (0,1 еВ) при поверхневому збудженні// Український фізичний журнал .- 1997.- Т.42, №6.- С.748-750.

32. Власенко О. І. Взаємодія механізмів міжзонної рекомбінації в твердих розчинах CdHgTe в області домішкової провідності// Український фізичний журнал .- 1997.- Т.42, №7.- С.856-860.

33. Vlasenko O. I., Babentsov V. N., Vlasenko Z. K., Kremenitskiy V. V., Ponedilok A. V., Rudoy I. A. CdхMn1_хTe/CdyHg1_yTe heterostructures: structure and optical properties//Proc. of SPIE. «Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics».- 1997.- V. 3359.- P. 449-453.

34. Olikh Ya. M., Savkina R. K., Vlasenko O. I. Investigation of acoustostimulated changes of the electrical and photoelectrical properties of CdхHg1_хTe (x=0,2) crystals//Proc. of SPIE. «Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics».- 1997.- V. 3359.- P. 232-235.

35. Курило І. В., Рудий І. О., Власенко О. І. Пружні властивості і дефекти гетероструктур CdHgTe/CdTe//Український фізичний журнал.- 1998.- Т.43, №2.- С.207-212.

36. Gnatyuk V. A., Vlasenko O. I., Mozol P. E., Gorodnychenko O. S. Role of laser-induced stress and shok waves in modification of the photoconductivity of CdхHg1_хTe films //Semicond. Sci. and Technol.- V.13.-№11.-1998.- PP.1298-1303.

37. Gnatyuk V. A., Gorodnychenko O. S., Mozol P. E., Ponedilok A. V., Vlasenko O. I. Photoelectric properties of polycrystalline CdхHg1_хTe film grown on alternative substrates //Semicond. Sci. and Technology.- V.13.-№11.-1998.- PP.1304-1308.

38. Vlasenko O. I., Babentsov V. M., Vlasenko Z. K., Ponedilok A. V., Kurilo I. V., Rudyj I. O., Kremenitskiy V. V. Distribbution of components in epitaxial graded band gap heterostrucrures Cd(Mn,Zn)Te - Cd(Mn,Zn)HgTe and their photoelectrical properties // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics.- 1998.- V.1, №1.- P.75-81.

39. Власенко А. И., Власенко З. К., Любченко А. В. Спектры фотопроводимости кристаллов CdHgTe с фотоактивными включениями// Физика и техника полупроводников.- 1999.-Т.33, №1.- С. 47-51.

Размещено на Allbest.ru