Исследование фотоэлектрических явлений в тонкопереходных структурах в системе арсенид галлия- сульфид кадмия Едгорова, Дилбара Мустафаевна

Введение к работе

Актуальность темы. В последнее время бурное развитие полупроводниковой технологии привело к разработке ряда гетерострук-тур с уникальными свойствами на основе соединения А*В^Я, в частности на арсениде галлия. Использование соединений ярсени-дов индия и алюминия позволяло получить фотоприемники для Ш диапазона и элективные, излучавшие структуру /1/.

Широкие возможности сравнительно новой мол~кулярно-лучевоя епитаксии в области управления, толщинами и составом получаемых слоев позволяют надеяться на улучшение параметров и расширение возможностей структур на основе соединений А^гВ^в. В случае создания структур в геїеросистеме с хорошим согласием параметров решеток эта проблема, по-видимому, будет решаться без существенных препятствий. Однако, в гетеропарах имевших некоторые отличия параметров решеток (~4 %) и отличаются простотой технологии получения, широкой управляемостью исходными параметрами, изучение конкретных пар представляет научный интерес. В числу таких пар можно отнести арсенид галлия и сульфид кадмия, на основе которой получены радиационностойкие солнечные элементы с малыми обратными токами (ИГ* А/см*) /2/. Вместе с тем физические процессы в фотодиодных структурах с двумя и тремя барьерами, отличающиеся малими рабочими напряжениями, двухсторонней чувствительностью и фотоэлектрическим усилением при любой, полярности напряжения, требуют более подробных исследований /3/. Проведение комплекса физических исследований в многобарьерных фотодиодных структурах в системе арсенид галлия -сульфид кадмия позволит расширить круг физичиских представлений.

,_v...... Цель диссертационной работы - установление характера влияния параметров областей, образующих гомо- и гетеропереход, на протекающие в них физические процессы, исследование фотоэлектрических явлений в многобарьерной структуре с гетеропереходом арсенид галлия - сульфид кадмия, выявление механизма фоточувствительности и изучение электрических характеристик под воздействием гамма облучения и электрического поля.

Научная новизна

і. Впервые получена тыльно-барьериая «-<р-р-п-сад'ктура с p-n-переходом (GaAS-CdS), в кспорт ешьте тм инр-переходз и совершенство эпитаксиального р-'р-перехода нейтрализуют влияние уровня захвата квазинейтральной р-области на функциональные характеристики.

1. Построена энергетическая зонная диаграмма трех- ш-pGaAs-nGaAs-m и двухбарьерной ш-рОаАа-пСйЗ-структур. На их основе объяснены механизмы токопереноса.

2. Обнаружены- Физико-технологические основы нейтрализации влияния явления поляризационных аффектов объемного арсени~ да галлия на фотоэлектрические характеристики (Я = 0.2*0.6 мкм) многобарьр.рных структур «а его основе.

3. Предложена модель фоточувствительвости в многобарьерной системе объяснявшая процессы генепацик Фототока с участием уровней захвата дырочного арсениді галлия вблизи области пространственного заряда.

Практическая ценность

і. Особенность поведения температурной зависимости фототока от интенсивности освещения и их пороговый характер могут быть использованы для создания различных датчиков (в частности,, пожарной сигнализация).

2. Предложены технологические пути избавления от влияния неуправляемых процессов происходящих в объемных областях на выходные характеристики многобаръерных структур. Основные положения, выносимые на зашиту

1. Взаимосвязь отрицательных физических эффектов, происходящих в нейтральной области (из объемного кристалла) гомо- и гетероструктур, с выходними характеристиками можно ликвидировать путем нанесения на эту область более чистого изотипного слоя арсенида галлия с толщиной не меньшей глубины модуляции слоя объемного заряда.

2. Уменьшение рекомбинации электронов из зоны проводимости с дырками на акцепторе в активной р-области полупроводникового (m-pGaAs) перехода способствует получению линейной зависимости фоточувствительности от напряжения.

3. Чередуя характер изменения поля от напряжения между полупроводниковым ( р-п-> и металло-полупроводниковам переходами

можно получить управляемую напряжением двухстороннюю фоточувствительность в широком диапазоне спектра в m-pGaAa-pGaAs-riCdS-структуре.

4. Возникновение отрицательной дифференциальной проводимости в ni-pGaAjs-nCdS-CTpyKType при температурах свыше 100 С обусловлено воздействием определенных (титан, железе) примесей, содержащихся в сульфиде кадмия.

5. В структурах с р-п-переходом с активной областью из арсенида галлия максимальную фоточувствительность в области спектра большей собственной мовно получі.гь за счет электропоглощения и уменьшения концентрации носителей области р-типа при наличии фоточувствительных акцепторных уровней.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах лабораторий полупроводникового направления Физико-технического института НПО "Физика-Солнце" АН РУ.; на I Международной конференции "Новые материалы и приборы" (Ташкент,' 2-4 ноября 1994 г.); на VIII международном симпозиуме по вторичной электронной и фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела (Ташкент, 12-14 октября 1994 г.); на 1-Международной конференции молодых физиков по "твердотельной электронике" (Наманган, 5-7 октября 1994 г.).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ:

1. Азимходкаев X. Э., Кулиева( Едгорова) Д.М. Процессы ионизации в периодических колебаниях фототока в CdS. //ФТП, -1933, - т. 17, - № 3, - С 557.

2. Едгорова Д. й., Каримов А. Б., Куркузиев Г. Гетеропереход ароенид галлия - сульфид кадмия. // Док. АН РУз, - 1993, № 4, с. 26-27.

3. Каримов А. В., Едгорова Д. М., Агзамова М. X. Исследование особенностей гетероперехода сульфид" кадмия - арсенид галлия. //Гелиотехника, 1995, J6 4, с. 106-108.

4. Каримов А. В., Едгорова Д. М., Агзамова И. X. Температурная зависимость ВАХ фотодиодов на основе арсенида галлия. //УФЖ, - 1995, J* 3, с. 61-64.

5. Каримов А.В., Едгорова Д.М. "Влияние радиации на физические явпения в фоточувствительных структурах". //Гелиотехника, - 1996, * 1, с. 78-80.

6. Каримов А. В., Едгорова Д. М. Особенности поведения радиационных дефектов в фоточувствительных структурах. /Гелиотехника, - 1995, ft 6, с 19. .

7. Каримов А. Б., Едгорова Д. М.. Исследование особенностей гетероперехода сульфид кадмия - арсенид галлия. /Тезисы докл., Наманган, - май, 1994 г.

8. Каримов А. В., Едгорова Д. М. Температурная зависимость вольтамперной характеристики фотодиодов на основе арсенида галлия. /Тезисы докл., Таш.ГТУ. - 12-14 октября 1994 г., - с. 61-62.

9. Каримов А. В., Едгорова Д. И., Агзамова М. X., Кулкев Ш. И. Влияние параметров подложки на фотоэлектрические свойства арсенидгаллиевых структур. /Тезиси докл. I М/н научной конф. "Новые материалы и приборы'. Ташкент, - 2-4 ноября 1994 г., - с. 133-134.

10. Каримов А. В., Едгорова Д.М., Агзамова М. X., Кулиев НИ. Особенности спектральных характеристик гетероперехода арсенид галлия - сульфид кадмия. /Тезисы докл. I М/н научной конф. "Новые материалы и приборы'. Ташкент; - 2-4 ноября 1994 г., - с. 91.

Объем работы

Материал диссертация излокен на 131 страницах, из которых 97 страниц машинописного текста, содержит 34 рисунка и 5 таблиц, библиографию из 104 наименований. ^ .

Похожие диссертации на Исследование фотоэлектрических явлений в тонкопереходных структурах в системе арсенид галлия- сульфид кадмия

Газовая чувствительность поверхностно-барьерных структур на основе кремния, арсенида галлия и сульфида кадмия с сверхтонкими пленками титана и никеляБомк, Олег Иосифович

Получение однородных структур большой площади из арсенида галлия в хлоридной газотранспортной системеКуликов, Александр Юрьевич

Исследование фотоэлектрических явлений в структурах с Р-П-переходом на базе антимонида индияГим Гван Дё, 0

Исследование физических явлений в структурах для приборов вакуумной электроники на основе автоэмиссии и вторичной эмиссии электронов из алмазных пленокКулешов Александр Евгеньевич

Исследование особенностей инжекционных явлений в структурах р+-р-р+ и р+-n-р+ на базе сильно компенсированного кремнияАюпов, Кутуп Саутович

Температурная зависимость теплоемкости твердых растворов системы арсенид галлия - фосфид индия - арсенид индия в области 5 - 300 К. Новиков Владимир Васильевич

Эффекты локализации и интерференции в низкоразмерных системах на основе кремния и арсенида галлияОльшанецкий, Евгений Борисович

Влияние сложного легирования изоэлектронными примесями кислорода и теллура на оптические свойства сульфида кадмия и селенида цинкаНазарова, Лариса Дмитриевна

Электрические и оптические свойства монокристаллов сульфида кадмия с дефектами радиационного происхожденияДавидюк, Георгий Евлампиевич

Экспериментальное исследование явлений переноса в полупроводниках в квантующем магнитном поле и при большом градиенте температурыГаджиалиев, Магомед Магомедович