Публикации автора

Для эпитаксиальных структур CdHgTe (КРТ) с варизонным слоем разработана технология получения пассивирующего покрытия “диоксид кремния—нитрид кремния” с использованием плазмохимических процессов. Проведено комплексное физико-химическое и электрофизическое исследование диэлектриков. Определены оптимальные технологические условия синтеза двухслойного диэлектрика. Для определения основных параметров МДП-структур использованы измерения высоко- и низкочастотных вольт-фарадных характеристик (ВФХ). Определены значения напряжений плоских зон, плотности фиксированного заряда. Показано, что для структур CdHgTe/SiO2/Si3N4 типичен малый отрицательный заряд, плотность которого не превышает 2⋅10-5 Кл/м2. Тангенс угла диэлектрических потерь составляет 1⋅10-2 на частоте 500 кГц. Плотность токов утечки при температуре 80 К не превышает 1⋅10-9 А/см2 при 5⋅105 В/см.

Методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках Si (310) выращены слои Hg1-хCdхTe с составом х = 0,3—0,34. В выращенных структурах методом Холла измерены концентрация и подвижность носителей, методом селективного травления определена плотность дефектов упаковки, прорастающих дислокаций и антифазных границ, определена плотность макроскопических V-дефектов. Изготовлена матрица фотодиодов размерностью 128x128 с длинноволновой границей фоточувствительности λ1/2(77 К) = 4,07 мкм с высокими фотоэлектрическими характеристиками.

Экспериментально исследовано влияние сопротивления объема и приповерхностных варизонных слоев на электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур, созданных на основе гетероэпитаксиального КРТ, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Показано, что для структур без варизонного слоя при составе x = 0,22 в сильной инверсии дифференциальное сопротивление ОПЗ ограничено процессами туннельной рекомбинации через глубокие уровни.

Имплантацией мышьяка в слои HgCdTe n-типа, выращенные методом МЛЭ на подложках из GaAs, изготовлены p+-n-переходы. Профили распределения мышьяка после легирования были измерены с помощью вторичной ионной масс-спектроскопии (ВИМС). Для электрической активации атомов мышьяка применялся двухстадийный отжиг. Тестовые фотодиоды были изготовлены по меза-технологии. Плотность темнового тока для полученных фотодиодов при смещении U = –0,1 В составляет ∼0,04 А/см2. Значение произведения R0⋅A лежит в диапазоне 20—28 Ом⋅см2 (λs = 9,7 мкм). Оценка интегральной ампер-ваттной чувствительности дает значение S = 1,92 А/Вт.

Экспериментально исследованы свойства границ раздела HgCdTe с двухслойным диэлектриком SiO2 /Si3N4 и с анодным оксидом с помощью МДП-структур, созданных на основе гетероэпитаксиального HgCdTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Показано, что двухслойный диэлектрик SiO2 /Si3N4 хорошо подходит для пассивации поверхности матричных фотодиодов из-за возможностей управления зарядами в диэлектриках и на границе раздела.

Обнаружено, что вольт-фарадные характеристики (ВФХ) структуры на основе p-Cd0,27Hg0,73Te демонстрируют характерный гистерезис: при прямом ходе развертки (от минуса к плюсу) ВФХ близка к обычной высокочастотной, а при обратном ходе имеется протяженная полочка, на которой емкость области пространственного заряда (ОПЗ) становится примерно в два раза больше. Для объяснения хода ВФХ рассматриваются особенности зонной структуры варизонного полупроводника.

Увеличение массива фотоприемных ячеек в инфракрасных фотоприемных устройствах (ИК—ФПУ) приводит к росту физических размеров фотоприемных микросхем. Этому препятствуют увеличение вероятности возникновения неработающих ячеек во время изготовления и увеличение вероятности разрыва индиевых столбов связи между КРТ-фотоприемниками и кремниевой микросхемой считывания при термоциклировании во время эксплуатации. Применение концентрированного лазерного излучения для скрайбирования позволяет избежать эти проблемы.

Предложена технология инфракрасных (ИК)-детекторов, основанная на монолитных интегрированных ИК-матрицах фокальной плоскости, которая может стать заменой традиционной технологии гибридных матриц фокальной плоскости. Исследованы критические вопросы, касающиеся выращивания слоев HgCdTe на кремниевой считывающей интегральной схеме (ИС) и создания монолитных матриц фокальной плоскости: 1 — модель кремниевой считывающей ИС и макеты матриц фокальной плоскости; 2 — устойчивость считывающей ИС к высокотемпературному отжигу в вакууме; 3 — низкотемпературная очистка Si(310)-подложек; 4 — рост слоев CdTe и HgCdTe в окнах вскрытых в диэлектрике, нанесенном на поверхность Si(310); 5 — создание меза-структуры и соединяющих контактов. Полученные результаты показывают, что монолитное интегрирование ИК-матриц фокальной плоскости на основе HgCdTe на кремниевую считывающую ИС является вполне осуществимым процессом.

Проведены исследования механизмов токопереноса фотодиодов типа n+-n–-p и n+-p, полученных при ионном легировании бором гетероэпитаксиальных слоев (ГЭС) теллурида кадмия и ртути (КРТ) р-типа проводимости, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Результаты моделирования характеристик токопереноса при Т = 77 К показали, что темновой ток изготовленных фотодиодов типа n+-n–-p лимитируется диффузионным током в переходе и током через уровень ловушек донорного типа в запрещенной зоне с энергией Et = 0,7 Eg.