Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние проблемы и задачи исследования 12
1.1 Фотоприемники ИК диапазонов 3...5и8...14 мкм 12
1.2 Состояние проблемы согласования параметров приемников и оптико-электронных 16 систем
1.3 Задачи исследования 21
2 Параметры фотодиодов ИК диапазонов 3... 5 и 8... 14 мкм 23
2.1 Чувствительность и обнаружительная способность фотодиодов 23
2.2 Коэффициент поглощения в кейновских полупроводниках 25
2.3 Квантовая эффективность фотодиодов 29
3 Измерение параметров материалов и исследование их свойств 32
3.1 Разработка методов и средств контроля электрофизических и фотоэлектрических 32 параметров материалов InSb, РЬТе и CdHgTe
3.2 Исследование электрофизических свойств InSb и РЬТе 35
3.3 Исследование электрофизических свойств CdHgTe 40
3.4 Выводы 59
4 Фотодиоды на InSb, РЬТе и CdHgTe 61
4.1 Технология изготовления фотодиодов на InSb, РЬТе и CdxHgi xTe 61
4.2 Исследование электрических характеристик фотодиодов на InSb и РЬТе 67
4.3 Исследование электрических характеристик фотодиодов на CdHgTe 75
4.4 Квантовая эффективность, чувствительность и обнаружительная способность фото- 96 диодов на InSb, РЬТе и CdHgTe
4.5 Фотогальванические многоцветные приемники инфракрасного диапазона 118
4.6 Конструкция и параметры фотодиодов ИК диапазона 133
4.7 Выводы 140
5 Фотоприемники в составе оптико-электронных систем 143
5.1 Крутизна преобразования фотодиодов с кейновской зонной структурой 143
5.2 Оптическая передаточная функция фотодиодов ИК диапазона с кейновской зонной структурой
5.3 Фотодиоды для гетеродинного детектирования на СОг-лазере 153
5.4 Пороговая разность температур оптико-электронной системы с фотодиодами на основе твердых растворов
5.5 Фотодиоды ИК спектра с охлаждаемыми длинноволновыми фильтрами 173
5.6 Анализ параметров фотоприемных устройств с фотодиодами на CdHgTe 177
5.7 Иммерсионные фотодиоды ИК диапазона на CdHgTe 180
5.8 Выводы 196
6 Характеристики тепловых объектов и применение фотодиодов 198
6.1 Пространственно-частотная характеристика объекта переменной яркости 198
6.2 Передача контраста переменного по яркости объекта фото детектором с кольцевыми 202 p-w-переходами
6.3 Методы определения теплофизических характеристик материалов 210
6.4 Многоспектральная ИК дефектоскопия 222
6.5 Оптимизация блоков устройства для ИК дефектоскопии 233
6.6 Выводы 240
Заключение 242
Литература
Приложение 267
- Состояние проблемы согласования параметров приемников и оптико-электронных 16 систем
- Коэффициент поглощения в кейновских полупроводниках
- Исследование электрофизических свойств InSb и РЬТе
- Исследование электрических характеристик фотодиодов на InSb и РЬТе
Введение к работе
Из всей ИК области спектра к теме данной работы относятся два диапазона, 3...5и8...14 мкм, соответствующих окнам прозрачности атмосферы, на которые ориентируются разработчики оптико-электронных систем и приемников, функционирующих при температуре жидкого азота и конструктивно изготавливаемых в вакуумных криостатах.
Известна широкая гамма приемников на эти диапазоны, действующих на различных физических явлениях. В свою очередь системы можно разделить на три группы по способу сканирования пространства тепловых объектов. Это системы с одиночными приемниками, с линейками приемников и матрицами. К теме нашего исследования относятся приемники для систем первого и второго типов, таких как тепловизоры для медицинской диагностики, приборы ночного видения, приборы для наблюдения тепловых изображений промышленных зданий и линий электропередач, устройства для ИК дефектоскопии материалов, диагностики газов, приборы для поисковых и полицейских задач, охранные устройства, и ряд аналогичных им.
Тепловые, пироэлектрические приемники и примесные фоторезисторы не подходят для целей обозначенного применения. Эти приемники могут конкурировать с фотодиодами по основному параметру, обнаружительной способности D , а точнее по пороговой разности температур АГпор в составе систем, только в матричном исполнении.
Когда же требуется высокая чувствительность и быстродействие, то на диапазон 3.. .5 мкм отдают предпочтение приемникам на InSb [1], а на 8... 14 мкм приемникам из CdHgTe [2]. Отметим, что акцент разработок на этих материалах сместился в последнее время на создание фотодиодных линеек и матриц [3-5].
Приемники из РЬТе чувствительны в том же спектральном диапазоне, что и приемники из InSb. По D они находятся на уровне приемников из InSb, но из-за высокого значения диэлектрической константы, е8 = 400 [6] (по данным работы [7] eg = 800 при Т = 78 К), они не в состоянии конкурировать с приемниками из InSb на частотах выше/ 20 кГц, т. е. в системе со сканированием одиночными приемниками. Однако при современной тенденции перехода на матричное исполнение приборов ИК диапазона они вполне могут конкурировать с приемниками из InSb, когда частотный диапазон работы матричного приемника определяется только частотой кадра изображения. В этом случае та же е8 выступает уже как преимущество матрицы на РЬТе, более стойкой к электромагнитным помехам по сравнению с матрицей из InSb ( = 17.78 (78К) [6]). К тому же энтальпия образования PbTe#0f(298) = -16.39 ккал/моль в 2.3 раза выше, чем у InSb#0f(298) = -7.3 ккал/моль, и по величине сравнима с энтальпией образования такого широкозонного полупроводника как GaAs Н0{(29&) = -17.7 ккал/моль [6]. То есть приемники из РЬТе могут выдерживать без значительного ухудшения параметров дозы радиационного облучения примерно в 2.3 раза выше, чем приемники из InSb [8]. Это является одной из причин интереса к разработке и исследованию приемников на РЬТе, наряду с приемниками из InSb.
В области разработок тепловизионных систем широкого применения, предназначенных для наблюдения тепловых полей низкотемпературных объектов на уровне естественного фона, идет интенсивное освоение спектрального диапазона 8.14 мкм, приемники для которого разрабатывают в основном из CdHgTe [9-12]. Полупроводниковые твердые растворы CdHgTe, также как например PbSnTe и PbSnSe, привлекают внимание разработчиков тем, что они дают возможность, варьируя составом х, выбирать граничную длину волны Xm приемников и тем самым оптимизировать спектральные характеристики и интегральные параметры приемников и систем, в частности, проводить согласование со спектральными характеристиками пропускания атмосферы.
До начала постановки данной темы приемники на InSb в стране разрабатывали и изготавливали в виде фоторезисторов. Фотодиоды изготавливали меза-технологией из р-п-переходов, получаемых методом вытягивания из расплава. Из материала же CdxHgi-xTe изготавливали только фоторезисторы. Поскольку у фоторезисторов и меза-переходов ниже точность выдержки размеров, и связанных с ними фотоэлектрических параметров, чем у /?-«-переходов, получаемых методами ионной имплантации и планарной технологии, то это изначально накладывало ограничения на многие сферы их применения. Этот недостаток выступил на первый план особенно явно тогда, когда начался переход на создание линеек и матриц из этих материалов, например, с размерами /?-л-переходов 50x50 мкм и меньше, с зазором между ними меньше 10 мкм. Конструктивно приемники разрабатывали исключительно в металло-стеклянном исполнении. Основной недостаток таких криостатов - низкая термическая и механическая прочность.
Указанные материалы являются соединениями разных групп AInBY, А В™ и твердыми растворами переменного составах;, но по структуре энергетических зон относятся к так называемым кейновским узкозонным полупроводникам, что дает основание рассматривать и обобщать физические процессы в фотодиодах этой группы с единой точки зрения, при этом изготовленных единообразной технологией. Эти материалы имеют ряд особенностей, как, например, маленький коэффициент краевого поглощения и высокую подвижность электронов, что вызывает, в частности, при диффузии сильное размывание "пакета" фотоносителей по отношению к первичному потоку фотонов, поступающих на чувствительную площадку, и влияет на параметры фотодиодов. В литературе не ставились вопросы о влиянии этого эффекта на частотно-контрастную характеристику (ЧКХ) фотодиодов, и как это отражается на оптической передаточной функции (ОПФ) системы. Не решалась и такая задача, как согласование переменного по размерам и яркости теплового объекта, создаваемого на поверхности непрозрачного твердого материала излучением лазера, с условиями считывания сигналов системой, задача, которая относится к ИК дефектоскопии. Не рассматривалась и задача о ЧКХ фотодиода в виде кольцевогор-и-перехода, т. е. пространственный спектр, который он пропускает, и ряд других задач, указанных ниже в пункте научной новизны работы.
Сказанное выше определяет актуальность постановки работы, в которой необходимо было охватить проблему как создания фотодиодов ИК диапазонов 3.5 и 8.14 мкм методами современной ионной имплантации в сочетании с планарной технологией, пассивирующими и просветляющими покрытиями для обеспечения высокой квантовой эффективности TJ, конструктивно выполненных в полностью металлических криостатах с оптимальными масса-габаритными показателями, надежными и долговечными в эксплуатации, так и исследование их параметров во взаимосвязи с решением теоретических задач, рассматривающих функционирование их в составе систем.
Целью настоящей работы являлось разработка и исследование фотодиодов на InSb, РЬТе и CdHgTe ИК диапазонов 3...5и8...14 мкм и установление критериев согласования их параметров и параметров оптико-электронных систем для оптимального обнаружения и пространственного разрешения тепловых объектов.
Достижение поставленной цели требовало разработать основы единообразной технологии фотодиодов, определить их максимально достижимые теоретические и экспериментальные параметры, провести исследования функционирования фотодиодов в системах по обнаружению и распознаванию сложных, различной природы тепловых объектов в предельных условиях их применения, - на больших дистанциях наблюдения, при выявлении низкоконтрастных объектов, объектов с различной или переменной излучательной способностью є, - и установить критерии, с помощью которых можно прогнозировать параметры систем, а значит и новые области их применения.
При этом необходимо было выполнить следующие задачи.
1. Разработать основы единообразной технологии (планарной, с ионной имплантацией) фотодиодов на InSb, РЬТе и CdHgTe, провести исследование их с выявлением зависимости их параметров от свойств исходных материалов и режимов эксплуатации.
2. Решить теоретические задачи согласования фотодиодов с системами, с целью увеличения вероятности распознавания тепловых объектов путем улучшения контрастности их изображений, оптимизации системы и фотодиодов с атмосферным "окном" и с электронным трактом.
3. Разработать и теоретически обосновать новые методы измерения теплофизических констант материалов, позволяющие упростить процедуру измерений, уменьшить влияние є на результаты измерений, повысить точность измерений, расширить интервал значений измеряемой величины и номенклатуру возможно исследуемых материалов.
Научная новизна работы
1. Показано, что для отбора материала CdxHgi.xTe для изготовления фотодиодов с прогнозируемыми параметрами, помимо измерений RR И р0 при Т = 78 К, необходимо измерять температурные и полевые зависимости Rn(TJi) и p0(TJ$), спектры фотопроводимости материала и температурные зависимости поперечного магнитосопротивления &р/р(В). Для отбора же материала, который пойдет на изготовление фотодиодных линеек и матриц, этих измерений недостаточно, необходим еще контроль структурного совершенства материала, в частности, рентгено-структурные измерения.
2. У CdxHgi-xTe в запрещенной зоне выявлены мелкие уровни с Et - Ev = 8...12 мэВ, создаваемые однозарядными вакансиями Унй+ и связанные с зоной Ev, и глубокие уровни cEi=Ev+ 0.6g, связанные с зоной Ес. Было определено, что они ведут себя как ловушки и слабо влияют на параметры фотодиодов. Рекомбинационными уровнями, сильнее влияющими на параметры фотодиодов, являются уровни с Et - К,« 36 мэВ. Среди этой группы уровней есть уровни cEt»Ev + 0.26g, т. е. связанные с зоной Ес, и есть не зависящие отЕ6, следовательно от состава х CdxHgi.xTe, и, вероятнее всего, последние создают примесные атомы.
3. Получено теоретическое выражение для крутизны преобразования St фотодиодов из материалов с кейновской зонной структурой, и на его основе проведены теоретические исследования ЧКХ фотодиодов на CdxHgi.xTe с Лео от 1.8 до 18.0 мкм и ряда размеров г0 чувствительной площадки. По ЧКХ фотодиодов определены условия согласования г0 с размером пятна рассеяния изображения точечного объекта в зависимости от Яс0 фотодиодов на CdxHgi.xTe, необходимые для передачи контраста объекта, максимально приближенного к истинному.
4. Показано, что АГПор тепловизионной системы критично к выбору по Я», фотоприемника. Особенно резко зависимость ДГПор(Л») системы проявляется при наблюдении удаленных тепловых объектов, когда имеется затухание излучения в атмосфере в ИК диапазонах 3...5и8...14 мкм. Кроме того, показано, что системы с фотодиодами как того, так и другого диапазона не являются оптимальными по A7nop при наблюдении как низкотемпературных, так и высокотемпературных объектов.
5. Впервые предложена автором и теоретически обоснована идея применения "сэндвич" фотоприемников для ИК дефектоскопии [13], реализованная в фотоакустическом микроскопе ФМ-5М [14-20]. Это позволило уменьшить влияние на результаты измерения такого неопределенного параметра как излучательная способность є объектов.
6. Дано теоретическое обоснование преимущества использования иммерсионных линз в фотоприемниках на CdxHgi.xTe диапазона 8... 14 мкм, что было подтверждено экспериментально на тепловизоре ТВ-03.
7. Решены следующие теоретические задачи и на их основе предложены и разработаны новые методы измерения параметров тепловых объектов: задача согласования переменного по размерам и яркости теплового объекта с параметрами считывания сигналов системой; задача о спектре ЧКХ фотоприемника в виде кольцевого т -л-перехода; задача, связанная с новым методом измерения параметров тепловых объектов с помощью ИК фотоприемника из двух кольцевых/ -«-переходов, упрощающим измерение коэффициента температуропроводности а тепловых объектов и уменьшающим влияние є на результаты измерения, а при известном а из рассмотренной теоретически задачи следует, что данным методом можно измерять геометрические размеры теплового объекта переменного по размерам и яркости. Рассмотрены и решены теоретические задачи определения параметров объекта из измерений теплового излучения, принимаемого от объекта "сэндвич" фотоприемником в диапазонах 3.5 и 8...14 мкм. Проведен теоретический анализ пространственной фильтрации тепловых объектов системой с "сэндвич" приемником ИК диапазона с двумя полупрозрачными транспарантами с решеткой Фурье и Френеля и рассмотрены два варианта пространственной селекции объектов по размерам, представляющих практический интерес.
Совокупность полученных в работе экспериментальных данных и теоретических положений можно рассматривать как решение крупной научной проблемы: целевой разработки фотоприемников под активные и пассивные оптико-электронные системы среднего и дальнего ИК диапазонов для получения новой информации о тепловых объектах и повышения ее достоверности.
Научные положения, выносимые на защиту
1. Установлено, что для фотодиодов на InSb оптимальными режимами эксплуатации по D следует считать температуры Т , 100 К и смещения t/ —100...—150 мВ, причем в диапазоне температур Т= 90... 100 К D ограничена генерационными процессами в ОПЗ перехода, а режим ограничения фоном/) начинается при Т 90 К.
2. Получено, что в запрещенной зоне CdxHgi_xTe мелкие уровни с Et - Еу = 8... 12 мэВ и глубокие уровни с Et—Е, + 0.6g являются ловушками, они слабо влияют на параметры фотодиодов, а рекомбинационными уровнями, сильнее влияющими на параметры фотодиодов, являются уровни с + 0.26 .
3. Установлено, что у реальных фотодиодов с Лт 4 мкм их оптическая передаточная функция увеличивает весовую долю низкотемпературных участков объекта и занижает -высокотемпературных. Это искажение тем сильнее, чем меньше размер фотодиода Го, больше его Л» и шире спектральный диапазон чувствительности. Для передачи контраста объекта, максимально приближенного к истинному, при согласовании размера чувствительного слоя г0 с размером пятна рассеяния изображения точечного объекта за оптимальное следует считать условие, когда пятно вписывается в размер г0 по уровню м » 0.3 от максимальной освещенности в центре пятна. С уменьшением частоты сканирования/, или размера г0 оптимум сдвигается к w » 0.4. При увеличении Лео фотодиодов их передаточная функция расплывается, и система становится не столь критична к согласованию размера rQ с размером пятна рассеяния.
4. Показано, что при наблюдении удаленных объектов в диапазоне 8... 14 мкм, когда происходит затухание излучения в атмосфере, для достижения минимальной АГдор тепловизионной системы в ней следует применять фотодиоды на CdxHgi-xTe сЛсо=\\±\ мкм, а для спектрального диапазона 3... 5 мкм фотодиоды с Л = 4.0 ±0.1 мкм. Система с фотодиодами на CdxHgi_xTe с Яа, = 4.0 мкм дает улучшение АГпор примерно в 2 раза по сравнению с системами с фотодиодами на InSb с Л» = 5.4 мкм и является оптимальной по АГПор в диапазоне 3... 5 мкм.
5. Методы измерения теплофизических характеристик непрозрачных твердых материалов с помощью устройств с фотодиодами ИК диапазонов, имеющими предложенную конфигурацию чувствительных элементов, и выведенные аналитические соотношения позволяют уменьшить влияние излучательной способности материала на результаты измерения, понизить тепловые нагрузки на материал, получать информацию о дефектах в поверхностных слоях твердых непрозрачных материалов и идентифицировать их по размеру и коэффициенту температуропроводности.
Апробация работы. Результаты диссертации изложены в 16 научных статьях в ж. АН СССР (РФ), в 2-х статьях в ж. SPffi и в 1-ой статье в ж. The Optical Society of America. Опубликованы также в 2 обзорах, в 24 научных статьях в ряде серий отраслевого сб. Электронная техника, в 25 тезисах докладов на Всесоюзных н.-т. конференциях, в 9 н.-т. отчетах по НИОКР. По теме работы получено 9 патентов и 1 авторское изобретение.
Практическая значимость работы. По выполненным автором и внедренным в производство на ФГУП «НЛП «Исток» ОКР было произведено, начиная с 1981 г. по 1991 г., и поставлено заводу «Агат» 1100 приборов ФД-511-1 на общую сумму 1.76 млн. руб. (по курсу 80-х гг.) для комплектования фотодиодами серийно выпускаемого тепловизора ТВ-03, который широко использовался в народном хозяйстве страны в 80-е и в начале 90-х годов. В 2003 г. возобновлены поставки заводу «Агат» фотодиодов ФД-511-1 при плане 50 шт. в год для комплектования тепловизоров ТВ-04, новой разработки такого типа приборов заводом «Агат». Кроме того, фотодиоды ФД-511 и ФД-294 были поставлены в ИТПМ г.Новосибирск, институту Оптики Атмосферы г.Томска, ВНИИОФИ, МИФИ, НПО «Алмаз», ВНИИМИСП, НПО Лазерные Измерительные Системы, ФИАН, ИОФАН, ИВТАН г.Москва, ОКБ завода «Тантал» г.Саратова, институту Прикладной Оптики г.Казань и в ряд других городов и организаций страны. Разработанные двухдиапазонные, на 3...5 и 8...12 мкм, ИК фотоприемники "Дцран" с чувствительными элементами типа "сэндвич" изготавливались и поставлялись штучно по заказам.
Результаты диссертационной работы были использованы ИОФАН, г. Москва, в экспериментах по исследованию загазованности городских улиц с помощью изделия ФД-294-2 (фотодиоды из CdxHgi_xTe, АЛ = 8... 12 мкм) на длине волны излучения Я = 10.6 мкм. Использование фотодиодов ФД-294-2 и научных положений диссертации позволило в МИФИ, на кафедре «Лазерная физика», увеличить точность детектирования химических и биологических веществ разработанным на кафедре спектрополяриметром ИК диапазона на СОа-лазере. Организацией «Спецгаздиагностика» были успешно внедрены изделия ФД-294-1 (фотодиоды из InSb, ДА = 3... 5 мкм) в устройство по обнаружению утечек метана в магистральных газопроводах по поглощению излучения гелий-неонового лазера на Я = 3.39 мкм, что привело к значительному увеличению дальности зондируемой лучом лазера трассы, с 80 до 200 м.
Расчетные данные, изложенные в диссертационной работе, по оптимизации у двухдиапазонного тепловизора каналов 3...5 и 8...12 мкм при наблюдении удаленных объектов, когда учитывается пропускание излучения атмосферой, легли в обоснование выбора спектральных диапазонов. А при разработке многоспектрального томографа ФМ-5М, получившего серебряную медаль на международном салоне по перспективным работам и изобретениям "ЭВРИКА-95" в ноябре 1995 г., г. Брюссель, применялся двухдиапазонный "сэндвич" фотоприемник "Ядран" и развитые теоретические положения об уменьшении влияния излучательной способности на результаты измерения. Это позволило, например, при контроле с помощью томографа ФМ-5М высоковольтных кремниевых транзисторов типа КТ-872 увеличить глубину обнаружения дефектов пайки в два раза, с 350 мкм до 700 мкм, а при исследовании лазерных швов у высоконадежных титановых корпусов кардиостимуляторов (вживляемых в организм, срок функционирования не менее 20 лет) уверенно выявлялись дефекты сварки швов и трещины размером -0.1.1.0 мкм, которые не удавалось обнаружить другими методами контроля.
Развитые теоретические положения об уменьшении влияния излучательной способности на результаты измерений, вместе с изделием "Ядран", были использованы также в Физико-энергетическом институте в г. Обнинске для контроля перегрева ТВЭЛов, что обеспечило существенное ослабление влияния неоднородностей степени черноты поверхности контролируемого изделия на измерение температуры, что является необходимым условием повышения достоверности обнаружения и определения тепловых параметров дефектов типа отслоения между топливным сердечником и оболочкой ТВЭЛа.
Структура изложения материала диссертационной работы
В первой главе приводится краткий литературный обзор состояния с разработкой приемников диапазонов 3...5и8...14 мкм и вопросами их согласования с системами, и определена цель и задачи исследований.
Во второй главе даны соотношения для основных параметров фотодиодов ЙК диапазона, характеризующих их как преобразователей теплового излучения в электрический сигнал.
В третьей главе отражены результаты разработки комплекса методик и установок контроля электрофизических и фотоэлектрических параметров узкозонных полупроводников, а также результаты измерения параметров материалов после технологических обработок, связанных с изготовлением /т-и-переходов, исследование электрофизических и фотоэлектрических свойств материалов InSb, р-РЬТе и CdHgTe.
В четвертой главе изложена технология изготовления ионной имплантацией в сочетании с планарной технологией /?-л-переходов на InSb, РЬТе и CdHgTe, исследование электрических характеристик/?-й-переходов и их связь с электрофизическими параметрами исходных материалов, влияние глубоких уровней в запрещенной зоне на параметры фотодиодов. Приведены результаты экспериментального исследования и теоретические расчеты квантовой эффективности rj, токовой чувствительности Si и обнаружительной способности D фотодиодов. Приведены результаты разработки фотогальванических двухдиапазонных фотоприемников типа "сэндвич" структур и теоретические расчеты их параметров. Рассмотрены теоретически также амплитудные и фазовые спектры "сэндвич" приемника ИК диапазона с транспарантами Фурье и Френеля. Там же представлены технические характеристики разработанных фотодиодов ФД-511-1, ФД-511 -2, ФД-294-1 и ФД-294-2 на спектральные диапазоны 3...5и8...12 мкм для эксплуатации в тепловизионных системах.
Пятая глава посвящена теоретическому анализу функционирования фотодиодов спектральных диапазонов 3...5 и 8...14 мкм в составе оптико-электронных систем и условиям оптимального согласования параметров фотодиодов с параметрами систем, настроенных на обнаружение тепловых объектов.
В шестой главе приведены результаты теоретического рассмотрения ПЧХ объекта переменной яркости и переменного размера и его пространственной селекции, представлены результаты теоретического обоснования новых методов определения коэффициента температуропроводности а тепловых объектов.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 266 страниц, включая машинописный текст, 239 иллюстраций и 17 таблиц. Список использованной литературы состоит из 360 наименований.
Состояние проблемы согласования параметров приемников и оптико-электронных 16 систем
В монографиях М.М. Мирошникова [66], ЮГ. Якушенкова [67], М.А. Тришенкова [68], Ллойда Дж. [69], Л.Ф. Порфирьева [70], в кн. Г.Г. Ишанина с соавторами [71], в кн. Круза П., Макглоулина Л.Ю., Макквистана Р. [72] и в ряде других приводятся подробные выводы теоретических соотношений для параметров фотоприемников ИК диапазона и тепловизионных систем, характеризующих их как преобразователей теплового излучения в электрический сигнал для обнаружения и последующей визуализации наблюдаемых тепловых объектов. При всей значимости таких монографий и представленных в них материалов имелась, однако, необходимость провести анализ условий согласования систем с приемниками, изготовленными из конкретных материалов. При этом следовало рассмотреть как их максимально достижимые, т. е. теоретические параметры, так и параметры экспериментальных приборов на время их разработок, поскольку только на основе их можно было прогнозировать поведение реальных систем в предельных условиях применения, например, на больших дистанциях наблюдения или при выявлении низкоконтрастных объектов.
В оптико-электронных системах излучение от объекта наблюдения после прохождения оптического тракта поступает на приемник излучения, расположенный в плоскости изображения, в виде пятна рассеяния с освещенностью, распределенной по некоторому закону, зависящему от оптической передаточной функции объектива, преобразующего распределение яркости в плоскости объекта в распределение освещенности в плоскости изображения. При этом функцию рассеяния объектива обычно рассматривают либо в виде дифракционного диска Эйри, либо гауссоиды вращения, либо распределения освещенности по закону косинусов, либо по более сложному закону, то есть в большинстве случаев приемники работают в условиях неравномерной освещенности чувствительного слоя. Однако процессы, происходящие в приемниках, анализируют, как правило, на основе одномерной модели, а их фотоэлектрические параметры -квантовую эффективность и чувствительность - рассчитывают путем решения одномерного уравнения непрерывности и равномерной освещенности чувствительного слоя при объемном поглощении [73-75], используя сложные одномерные модели [76-78], а для двухмерного случая диффузионную задачу рассматривают при равномерном освещении чувствительного элемента и поверхностном [79] либо объемном поглощении излучения [80,81]. При согласовании размера пятна рассеяния объектива с размером чувствительной площадки элемента принято, что согласование выполнено, если пятно рассеяния с интенсивностью освещенности по закону Гаусса вписывается по уровню 0.606 от максимальной интенсивности в центре пятна в размер чувствительной площадки. Это условие справедливо для приемников видимого и ближнего ИК диапазонов, имеющих большие коэффициенты краевого поглощения. Для приемников среднего и дальнего ИК диапазонов, работающих при азотных температурах и выполненных на основе узкозонных, так называемых кеиновских полупроводников, к группе которых относятся исследуемые нами материалы, с малыми коэффициентами краевого поглощения и большими диффузионными смещениями носителей заряда, при выполнении этого условия неизбежно должны появляться потери в чувствительности. Для корректного расчета параметров фотоприемников эти потери необходимо было учитывать и провести их оценку, поскольку в литературе отсутствовали сообщения по рассмотрению этого эффекта.
При расчете спектра сигнала оптико-электронной системы обычно частотно-контрастную характеристику (ЧКХ) фотоприемника вычисляют в предположении независимости его крутизны преобразования от координаты в пределах чувствительной площадки [66,82,83], получая тем самым упрощенную оптическую передаточную функцию. Это, вообще говоря, справедливо только для фотоприемников, у которых не происходит "искажение" за счет диффузии пространственного распределения потока фотоносителей по отношению к первичному пространственному распределению потока фотонов. Это условие достаточно хорошо выполняется для фотоприемников видимого и ближнего ИК диапазонов, имеющих большие коэффициенты краевого поглощения излучения. Для фотоприемников среднего и дальнего ИК диапазонов справедливость этого условия вызывало сомнение. Поэтому следовало провести анализ точной оптической передаточной функции, зависящей от координаты чувствительной площадки фотоприемника, и определить границы применимости этого условия.
Первые эксперименты по гетеродинному детектированию на Я = 10.6 мкм с лазером на СС 2 проводились с использованием в качестве смесителей фотосопротивлений Ge:Cu [84], работающих при гелиевых температурах, и фотогальванических приемников на Pbi.xSnxSe состава х = 0.064 [84]. Проводились также эксперименты на фотодиодах из Pbi.xSnxTe [85,86], работающих при азотных температурах. Низкая рабочая температура фотосопротивлений Ge:Cu усложняла работу с ними и увеличивала размеры системы. В то же время высокая диэлектрическая проницаемость твердых растворов на основе халькогенидов свинца ограничивала эффективную работу таких смесителей на высоких частотах. Поэтому только с созданием фотодиодов на основе твердых растворов CdxHgi.xTe наметился существенный прогресс в разработке фотосмесителей для гетеродинных систем на Я = 10.6 мкм [87]. Первые разработанные фотодиоды на CdxHgi-xTe состава х - 0.20 на X = 10.6 мкм имели низкое дифференциальное сопротивление Rd = 50 Ом, величины которого, однако, было достаточно для согласования с ВЧ предусилителями [88]. В тоже время имелась необходимость провести анализ NEP (Noise Equivalent Power - эквивалентная мощность шума) на современном уровне разработок я+-р-переходов на CdxHgi.xTe (х = 0.20) в зависимости от параметров переходов, электрофизических свойств исходного материала базовой / -области, промежуточной частоты/ и оптической мощности гетеродина, и определить те из них, которые оказывают основное влияние на величину NEP.
Ряд основных параметров тепловизионных систем, таких как температурное разрешение AT (пороговая разность температур АГпор), контраст и т. п., помимо зависимости от параметров оптических элементов и электронного тракта системы, зависят от электрофизических и фотоэлектрических параметров приемников излучения. И необходимой предпосылкой получения высокого температурного разрешения системы является условие согласования с ней приемника излучения. В качестве удобного объекта для такого анализа согласования хорошо подходит тепловизионная система с фотодиодами на CdxHgi.xTe, так как при изменении состава CdxHgi.xTe у него плавно изменяется Ег и все его электрофизические параметры, и есть возможность проследить тенденцию изменения АГпор системы с такими фотодиодами при изменении Лео по широкому спектральному ИК диапазону.
Все разрабатываемые фотоприемники ИК диапазона предназначены, как правило, для эксплуатации в определенных оптико-электронных системах, в частности в тепловизионных. В настоящее время такие системы нашли применение в медицинской диагностике, для неразрушающего контроля распределения тепловых полей интегральных схем, печатных плат и т. п. В этих условиях эксплуатации системы можно пренебречь затуханием излучения объекта наблюдения в атмосфере. Если же оптико-электронная система рассчитана на применение в условиях наблюдения удаленных объектов, то рабочий спектральный диапазон системы согласуют с "окнами" прозрачности атмосферы и учитывают ее характеристики. Поэтому в ряде случаев целесообразно было применение у фотоприемников охлаждаемых оптических фильтров, отрезающих нерабочие участки спектра, излучение которых является источником дополнительного радиационного шума у фотоприемников, обнаружительная способность D\ которых ограничена радиационным шумом, или имеет его большую составляющую. И для проверки этого предположения следовало провести теоретическое исследование ЛГпор системы с фотодиодами на CdxHgi.xTe с граничной длиной волны в диапазонах 3...5и8...14 мкм.
Коэффициент поглощения в кейновских полупроводниках
Квантовая эффективность т\ фотодиодов на основе / -CdxHgi_xTe и теоретически и экспериментально была исследована недостаточно. Это было связано, в том числе, с отсутствием надежных данных о коэффициенте краевого поглощения оф о). Использование ограниченного числа имеющихся экспериментальных зависимостей афоі) [ 108,109,117] приводит к большой ошибке в определении 77, особенно если расчеты S-, проводятся по широкому спектральному диапазону от 3 до 20 мкм [110,111]. Однако, поскольку исследования зонной структуры показали, что как InSb, так и Cdjflgi-хТе хорошо описываются зонной моделью Кейна [ 112,119], то зависимость a(hco) для CdxHgi_xTe в широком диапазоне составов х и температуры Г можно получить расчетным путем.
В общем случае, при произвольной степени вырождения, атакже при рассмотрении эффектов поглощения в п- р-переходах, когда концентрация носителей от «""-области до/ -области изменяется в широких пределах, рекомендуется пользоваться для точных расчетов параметров фотодиодов выражением (2.21).
При выводе выражений квантовой эффективности фотодиодов ц в функции длины волны падающего излучения и геометрических параметров р-и-переходов обычно пользуются простой одномерной моделью, хотя в литературе обсуждались и приведены выражения //для относительно слож ных [76,77], в том числе двухмерных моделей [80]. Такой подход, использование одномерной модели, в общем, обоснован удовлетворительным соответствием экспериментальных и теоретических значений. И эту модель мы будем использовать дальше для расчета параметров фотодиодов.
Для наиболее распространенной структуры фотодиодов с освещаемой тонкой, в рассматриваемом примере базовой п+-областью толщиной Ь+ 0.1...1.0 мкм (рисунок 2.1), которая много меньше диффузионного смещения фотоносителей Lp в ней, диффузионная теория не применима.
Характерной особенностью узкозонных твердых растворов CdxHgi_xTe является уменьшение коэффициента поглощения а при уменьшении состава х (рисунок 2.1), обусловленное уменьшением эффективной массы электронов тп п зоны проводимости (соответственно приведенной плотности состояний при оптических межзонных переходах) при стремлении ширины запрещенной зоны . (с уменьшением состава х) к бесщелевому состоянию. Этот эффект приводит к увеличению проникновения излучения в полупроводник и к изменению функции генерации фотоносителей по глубине материала, следствием чего является увеличение размытия "пакета" фотоносителей по отношению к функции генерации при их диффузии к »+-/?-переходу. Для устранения влияния этого действия на квантовую эффективность фотодиодов необходимо для каждого состава CdxHgi_xTe либо оптимизировать ширину ОПЗ и глубину Ь+ залегания й+-/?-перехода, либо учитывать этот эффект в геометрических размерах л+-р-переходов. 3 Измерение параметров материалов и исследование их свойств
Для производства приборов ИК диапазона 3... 5 мкм ПХМЗ выпускает серийно широкую гамму марок полупроводникового соединения InSb п- и/»-типа проводимости [123]. Материал InSb производится в виде слитков 0 35... 50 мм, которые выращиваются методом Чохральского в направлении кристаллографической оси 211 . Качество выпускаемых слитков гарантируется хорошо отработанной технологией и ТУ 48-4-292-85.
Для изготовления фотодиодных структур на РЬТе в данной работе были использованы образцы /ьтипа, выращенные из паровой фазы [124]. Образцы /?-РЬТе соответствовали стандартному состоянию Лнш, к которому приводится соединение после многократной сублимационной очистки через паровую фазу от остаточных примесей и сверхстехиометрического компонента, и имели высокое структурное совершенство и химическую чистоту.
Твердый раствор CdxHgi_xTe является единственным полупроводниковым узкозонным материалом, промышленно выпускаемым в стране для разработки приемников ИК диапазона 8. .14 мкм. Материал CdxHgi_xTe производится и-типа проводимости специально для фоторезисторов. Для изготовления быстродействующих фотодиодов спектрального диапазона 8... 14 мкм более подходящим является материал р-типа из-за высокой подвижности неосновных носителей пр в /7-базе гҐ-р-переходов, изготовленных на/мгипа материале. Поэтому фоторезистивный материал л-типа подвергался термоконверсии, и затем уже нар-типа материале изготавливались л+-р-переходы. Наиболее важными параметрами твердых растворов CdxHgi_xTe, измерение которых необходимо было проводить не только на входном контроле, но и в дальнейшем после термообработок, являются следующие: тип проводимости, концентрация, подвижность и время жизни носителей тока, граничная длина ВОЛНЫ Лео фоточувствительности материала, необходимая для подбора соответствующего спектрального диапазона фотодиодов и зависящая от состава х, и однородность материала по составу х. Для фотодиодных структур с пассивирующим диэлектриком важно было также контролировать электрофизические свойства границы раздела полупроводник-диэлектрик: знак заряда и плотность поверхностных состояний.
Исходя из сказанного выше, для целей данных исследований были разработаны следующие установки: установка измерения эффекта Холла (константа Холла Rn) и удельного сопротивления/), установка измерения спектральных характеристик полупроводниковых материалов, установка измерения времени жизни носителей тока и установка измерения С-/-характеристик МДП-структур [125-127]. Установки прошли соответствующую аттестацию метрологической службой НПП «Исток». Технология производства самого материала CdxHgi_xTe и до настоящего времени не позволяет получать образцы в виде пластин размером в исходный слиток. Это, как правило, небольшие размером пластины произвольной формы, поэтому измерения /?и/?н проводят методом Ван дер Пау. При измерении RH методом постоянного тока и постоянного магнитного поля достигается высокая точность измерения холловских сигналов, однако в этом случае приходится выполнять большое число коммутационных переключений. Особенно трудоемки эти измерения при снятии зависимостей Ra и р материала от температуры и магнитной индукции В методом Ван дер Пау.
В литературе имеются сообщения [128,129] об установках измерения Rn. Это сложные уникальные установки, созданные в основном для лабораторных исследовательских целей. Причем в некоторых из них автоматизация включает в себя не только считывание и электронную обработку измеряемых сигналов, но и коммутационные переключения магнитного и электрического полей.
Исследование электрофизических свойств InSb и РЬТе
Лнтимонид индия. Гальваномагнитные эффекты в InSb изучены довольно хорошо [ 133], технология самого материала отработана с получением однородных по электрофизическим свойствам слитков большого диаметра, поэтому мы не проводили полного исследования всех марок этого материала, а проводили только измерения Ли ир образцов с целью отбора оптимального материала по свойствам для изготовления фотодиодных структур с необходимыми фотоэлектрическими параметрами. Предварительные эксперименты по изготовлению/"-«-переходов выявили подходящую для этого марку ИСЭ-1 в. На рисунках 3.4-3.6 приведены типичные температурные зависимости /?н, Р и уын образцов этой марки с концентрацией носителей тока w(78K) = (1...3)1014 см-3 и подвижностью / н(78К) = (4...9)105 см2/(Вх), и с термической 8 = 0.227 эВ (Т = 78 К) (рисунок 3.5), что хорошо согласуется cEg - 0.225 эВ [134], полученной из спектральных характеристик (рисунок 3.7). При создании двухдиапазонного "сэндвич" фотоприемника "Ядран" были проведены также исследования электрофизических свойств сильно компенсированного примесного материала w-biSb (любезно предоставленного А.Н. Блаут-Блачевым, ГИРЕДМЕТ, легированы Cd [135]), чувствительного в спектральном диапазоне 3... 5 мкм, а также имеющего примесную фотопроводимость в диапазоне 8... 14 мкм, и изготовлены двухдиапазонные фоторезисторы. По зависимости/э(103/Т) для примесного образца w-InSb с л(78К) = 6.5 1012 см 3 в диапазоне температур 100... 125 К (рисунок 3.6) была определена энергия ионизации уровня Ed = 0.085 эВ (ответственного за примесную фотопроводимость), если расчет Ed производить по формуле для некомпенсированного примесного материала d = 7372). При использовании же формулы для компенсированного, Ed =Д7 /4), получается Ed=0.100 эВ. А измерения RH =Д 7) на этом же образце (рисунок 3.4) дали соответственно Ed = 0.097 эВ и 0.112 эВ. Из спектров же фотопроводимости (полоса примесной фотопроводимости в диапазоне — 9.5... 11.5 мкм) получено значение а = 0.107 эВ (рисунок 3.8). То есть наши измерения подтвердили, что образцы являются компенсированными, поскольку оптические методы определения энергетических зазоров в полупроводниках считаются более точными по сравнению с температурными [136], и можно принять Ел = 0.107 эВ. Это же относится и к определению величины . В области собственной проводимости (Г 200 К) по зависимости/) =J{T) оценки Е$ у примесного InSb дали Е% = 0.235 эВ при Т= 78 К. По спектральным же характеристикам получено Е% = 0.206.. .0.217 эВ (рисунок 3.8). В данной работе не ставилась задача выяснения природы наблюдаемой примесной фотопроводимости. Образцы исследовались только на предмет пригодности их для создания двухдиапазонных фотоприемников. Сами авторы, изготовившие данные образцы [135], высказывают только предположение, что природой наблюдаемого уровня могут быть комплексы в виде вакансии на решетке и примеси, например, Si, попадающего в кристалл в процессе его получения.
Дополнительно были исследованы также опытные образцы (ГИРЕДМЕТ) нелегированного п-InSb (рисунки 3.4-3.6). У этих образцов экспериментально наблюдалась зависимость , =Д7), характерная для чистого, структурно совершенного w-InSb. У примесных, с высокой степенью компенсации образцов температурные зависимости //„ были аналогичны зависимостям для чистых образцов, но по величине ниже, что согласуется с данными о смешанном механизме рассеяния у и-InSb в интервале температур 50... 300 К. У образцов ИСЭ-1 в (ПХМЗ) ход температурной зависимости /4 существенно иной и характерен для материала с высокой плотностью дислокаций, а также наличием малоугловых границ. В дальнейшем рентгенотопограммы и практика работы с этим материалом подтвердили эти данные. На образцах ИСЭ-1 в при полирующем травлении, как правило, появлялись фигуры травления произвольной формы, а выход годных фотодиодных структур был ниже, чем, например, на опытном материале ГИРЕДМЕТ.
Теллууид свиниа. В таблице 3.1 и на рисунках 3.9-3.11 приведены параметры образцов РЬТе, использованных для изготовления фото диодных структур. Валентная зона РЬТе вблизи уровня Фер ми состоит из двух подзон [140,141]. Зоны легких (экстремум 111 ) и тяжелых дырок (экстремум 110 ), разделенных энергетическим зазором при Т= 78 К, АЕ=0.17 эВ, который изменяется с температурным коэффициентом fi=-4-10 эВ/К. В случае сильного вырождения, т. е. прир 1019 см 3, энергия дырок сравнима с зазором между подзонами и переход в зону тяжелых дырок происходит уже при температуре жидкого азота. Это приводит к уменьшению средней подвижности дырок и к возрастанию Лн, начиная практически с 78 К (рисунок 3.9). Если концентрация дырок уменьшается, разность энергий Ef-En возрастает, и увеличивается температура начала перехода дырок между подзонами и температура монотонного возрастания Яц. При некоторой предельной концентрации р(78К) 2.5-1017 см-3 в исследуемом интервале температур не происходит переход во вторую валентную зону, а падение /?н с увеличением температуры для этих образцов связано с собственной проводимостью. Температурный ход р (рисунок 3.10) имеет характерный вид, свойственный полупроводникам с фононным механизмом рассеяния [140]. Холловская подвижность (рисунок 3.11) для всех исследуемых образцов имеет зависимость вида //н - Т , где а изменяется от 1.8 до 2.5.
Производные dRnldB в области сильных полей (В 5000 Гс) хорошо коррелируют с Лн(/отж). Численные значения dRn/dB указаны на рисунке 3.12 для Ах = 0.205. ..0.215. Для других диапазонов Ах наблюдалась аналогичная корреляция. Известно [145], что в условиях изотермического отжига при температурах выше 300С твердые растворы CdxHgi-xTe составов х 0.2 имеютр-тип проводимости. Известно также [146], что эти растворы инвертируют проводимость с п- нар-тип при кратковременном нагреве выше 300С и последующей закалке. Считается, что в этих отжигах за дырочный тип проводимости ответственны вакансии ртути VHg, являющиеся акцепторами [147,148]. Объяснение наблюдаемых аномалий в зависимостях Лщ7отж) можно дать, предположив, что в исходном материале имелись электрически нейтральные сложные дефекты из вакансий кадмия Vcd и вакансий ртути VHg. Энергии образования вакансий в твердом растворе CdxHgi.xTe с х « 0.2 имеют следующие значения: AEvCd » 1.0 эВ, AvHg « 0.85 эВ и АуТе« 0.75 эВ [149]. Поэтому на подрешетке металла легче образуются вакансии VHg, дислокации и другие дефекты с их участием. Исходя из этого и того, что энергии образования вакансий отличаются незначительно, температуру too 360С можно считать пороговой температурой разрушения сложных дефектов из Vcd, a / 340С - пороговой температурой разрушения сложных дефектов из VHg. При переходе от составов х = 0.22 к х = 0.195 в твердых растворах на подрешетке металла изменяется содержание Hg и Cd, и в соответствии с этим исчезают наі?н( яж) эффекты с Vcd и появляются, и усиливаются эффекты с VH8. На образование сложных нейтральных дефектов из вакансий ртути, как на возможный механизм уменьшения концентрации вакансий ртути при длительном гомогенизирующем отжиге, указывали авторы работы [150]. По-видимому, в наших экспериментах эти дефекты при повторном отжиге материала разрушаются и дают избыточную, над равновесной, концентрацию акцепторов.
Исследование электрических характеристик фотодиодов на InSb и РЬТе
Фотодиоды на InSb. Природа токов у экспериментальных/ь-и-переходов на InSb, полученных различными технологическими методами, исследовалась во многих работах [1,187], поэтому здесь мы ограничились интерпретацией результатов измерений температурных зависимостей В АХ / -и-переходов в линейке, рассчитанной на работу при Т 78 К, исходя из нашей задачи: определить величину минимального коэффициента взаимной электрической связи соседних/?-л-переходов при сохранении у них высокой чувствительности.
При исследовании электрических характеристик фотодиодных линеек на InSb из 8 элементов, рассчитанных на эксплуатацию при температурах выше азотной, Т 78 К, в специально разработанном микрокриостате для целевого применения, у некоторых/ -и-переходов на ВАХ при небольших напряжениях смещения U вблизи нуля, U 0 ±koT/q (Т= 78 К) наблюдались аномалии Ra в виде дополнительного пика (рисунок 4.3). Это побудило к проведению более подробного исследования характеристик линеек и технологических процессов их изготовления.
При обратных смещениях ВАХ/7-и-переходов на InSb описываются зависимостями вида 1= (id + I )[exp(qU/ckoT) -1] = IsiexpiqU/скоТ) -1], где h - диффузионная составляющая тока, в общем случае (при пр =/?„, концентрации неосновных носителей тока вр- и и-области перехода соответственно) состоит из электронной и дырочной компонентр- и «-областей перехода, Ie = qnxWlx0 - генерационный ток ОПЗ, W- ширина ОПЗ, т0 - эффективное время жизни носителей заряда (рисунок 4.5). Во всем исследованном интервале температур ВАХ имеют зависимость /=/s. Однако ток /s не выходит на насыщение, хотя и медленно, но возрастает. Природу тока /s можно определить по его температурной зависимости (рисунок 4.6). При С/« -0.2 В и температурах вблизи 78 К ток /s слабо изменяется с увеличением температуры, что не соответствует ни зависимости тока U, ни /g от темпе ратуры. Такое поведение тока/5 объясняется утечками по поверхности [189], хотя и слабыми. При Т 110 К и U -0.2 В ток Is изменяется с температурой по экспоненциальному закону. При выявлении природы этого тока, а также тока на участке нарастания ВАХ (К Is) при обратных смещениях были проведены измерения RiAp-n-переходоь от U и температуры (рисунок 4.7). При Т 110К и I IS на кривых R A fiU) наблюдались изломы, характерные для смены механизма тока. Температурные зависимости рис. 11.6 R&A Х103/Г), построенные для трех фотодиодов при U= -75 мВ и 1/=-250 мВ, дают ясное представление о природе токов, так как величина (RuA)im 1 Ді изменяется с температурой как 1/«І2, тогда как (RtA\ l//g 1/«І. Из данных рисунка 4.8 следует, что при Т 110 К и U 0.1В доминирует диффузионная компонента тока / ь а при U -0.1 В ток через переход определяется генерационной составляющей 1%.
На этих линейках были проведены исследования в растровом микроскопе методом наведенного тока [ 190] диффузионной длины фотоносителей, проходящих через /т-л-переходы. В этом методе выявляются не только дефекты нанесения пленки ZnS, которые скрыты под ней, не видны на изображениях, полученных в растровом микроскопе в режиме вторичных электронов (фотографии 4.3а 4.5а), но и неоднородность плотности фототока через/т-и-переход при локальной фотопроводимости. Наиболее характерные такие дефекты приведены на фотографиях 4.36-4.56. У/ -«-перехода на фотографии 4.3 пленка ZnS качественная, но ток течет в основном под металлическим контактом. Этор-и-переход с аномалией R A (рисунок 4.3, его же зависимость / =ДЮ3/7) приведена на рисунке 4.6, фотодиод 5). У таких элементов получались и заниженные значения токовой чувствительности $. У / -и-перехода на фотографии 4.4 плотность тока равномерно распределена по всей площади р-п-перехода, но имеются дефекты нанесения пленки ZnS, показанные на фотографии 4.6 при увеличении х2000, которые, однако, не сказались на его Si. У р-п-перехода. на фотографии 4.5 качество пленки ZnS лучше, чем у элемента на фотографии 4.4, но была больше вдоль поверхности длина диффузионного смещения фотоносителей, дырок Lp в и-области перехода, что привело к увеличению коэффициента взаимной связи между элементами линейки. При большом увеличении х2400 (фотография 4.7) на поверхности этого/ -и-перехода был замечен линейный дефект, связанный возможно со скоплением дислокаций или малоугловой границей. В таблице 4.1 приведены результаты измерения коэффициента взаимной связи фотодиодов линейки с фотографии 4.4. Видно, что среднее значение коэффициента взаимной связи соседних фотодиодов не превышает 4.3%. Эта величина несколько выше величины в 3% известной из литературы [191]. Среднее значение коэффициента связи фотодиодов, расположенных через один - не превышало 0.7%.
