Электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе гетероэпитаксиального варизонного HgCdTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии, с различными диэлектриками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Дзядух, Станислав Михайлович

• Дзядух, Станислав Михайлович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Дзядух, Станислав Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ МДП-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ HgCdTe.

1.1 Фундаментальные свойства HgCdTe.

1.2 Методы получения HgCdTe.

1.3 Детекторы на основе HgCdTe.

1.4 Пассивация детекторов на основе HgCdTe.

1.5 Электрические характеристики МДП-структур на основе HgCdTe. 43 2 ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1 Образцы.

2.2 Экспериментальные установки.

2.3 Методики измерения электрических характеристик.

2.4 Расчет элементов эквивалентной схемы полупроводника из измеряемых величин емкости и проводимости МДП-структуры с учетом сопротивления объема.

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МДП-СТРУКТУР^

НА ОСНОВЕ ГЭС МЛЭ HgCdTe.

3.1. Расчет ВФХ с учетом вырождения и непараболичности.

3.2 Расчет вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе HgCdTe с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом.

3.3 Анализ влияния сопротивления объема эпитаксиальной пленки полупроводника на измеряемые методом полной проводимости параметры МДП-структуры.

3.4 Расчет компонент темпового тока неосновных носителей в инверсии

4. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МДП-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНОГО HgCdTe МЛЭ С НЕОДНОРОДНЫМ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ СОСТАВА.

4.1. Влияние приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом на электрофизические характеристики МДП-структур на основе ГЭС HgCdTe МЛЭ.

4.1.1. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур на основе n-HgCdTe МЛЭ при х=0.21-0.23.

4.1.2. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур на основе n-HgCdTe МЛЭ при х=0.29-0.38.

4.1.3. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур на основе p-HgCdTe МЛЭ при х=0.22 и 0.30.

4.1.4. Влияние подсветки на вольт-фарадные характеристики МДП-структур на основе ГЭС HgCdTe МЛЭ.

4.2 Влияние приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом на фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС HgCdTe МЛЭ.

4.2.1 Зависимости фотоЭДС от напряжения смещения.

4.2.2. Зависимости фотоЭДС от частоты модуляции интенсивности светового потока.

4.2.3. Зависимости фотоЭДС от температуры.

4.3 Электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур с неоднородными распределениями состава по толщине эпитаксиальной пленки.

4.3.1. МДП-структуры на основе p-HgCdTe (х=0.22) с различными профилями состава в варизонном слое.

4.3.2. МДП-структуры на основе n-HgCdTe (х=0.29-0.31) с периодически расположенными областями с резко повышенным составом.

5. СВОЙСТВА ГРАНИЦ РАЗДЕЛА ВАРИЗОННОГО HgCdTe С

РАЗЛИЧНЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ.

5.1. Особенности вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе ГЭС HgCdTe МЛЭ с различными диэлектриками.

5.2 Методики определения параметров границ раздела.

5.3. Результаты расчета параметров границ раздела.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе гетероэпитаксиального варизонного HgCdTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии, с различными диэлектриками»

В настоящее время Н£хСс11.хТе является основным материалом для создания высокочувствительных инфракрасных матриц фотодиодов и фоторезисторов для спектральных диапазонов окон прозрачности атмосферы 3-5 и 8-12 мкм. Структуры на основе 1^хСс11хТе перспективны для создания целого ряда приборов электроники и фотоники: лавинных фотодиодов, лазерных диодов, поверхностно-излучающих лазеров, фотодетекторов на основе поверхностно-барьерных структур, включая монолитные многоэлементные приборы [1]. Благодаря своим фундаментальным свойствам ЩхСс11хТе может использоваться для создания многоцветных фотоприемников, а также детекторов, действующих как в ближней инфракрасной области (1-3 мкм) [2], так и в дальней инфракрасной области (> 20 мкм) [3]. Долгое время не удавалось использовать потенциальные преимущества данного материала при создании новых типов приборов электроники и фотоники из-за серьезных технологических проблем, присущих материалу, полученному объемными методами, для которого типична неоднородность, нестабильность свойств, невысокая воспроизводимость параметров структур [4].

Метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) 1^1хСс1хТе наряду с широко распространенным методом жидкофазной эпитаксии предоставляет новые возможности создания монолитных вариантов фотоприемных устройств, которые включают в себя систему обработки сигнала, а также новых классов приборов (двухцветных, многоцветных, лазерных структур) на основе Н§1хСс1хТе. Преимущества молекулярно-лучевой эпитаксии 1^хСс1хТе заключаются в возможностях контролируемого изменения состава при выращивании сложных приборных структур, высокой воспроизводимости процессов при увеличении степени автоматизации, малой толщине контролируемого слоя (порядка одного монослоя), возможностях получения поверхностей с гладким рельефом, более низкой температуре подложки при выращивании [5].

В настоящее время уже распространенно создание структур с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом при выращивании материала Н^1хСс1хТе для матриц инфракрасных фотодиодов. Варизонные слои позволяют улучшить пороговые характеристики (например, обнаружительную способность) детекторов путем снижения роли поверхностной рекомбинации и туннельной генерации, а также уменьшить последовательное сопротивление фотодиодов на основе ^!хСс1хТе [5].

Актуальность исследуемой проблемы определяется необходимостью пассивации поверхности приборов оптоэлектроники на основе Н^1хСс1хТе (фотоприемных и светоизлучающих структур для различных спектральных диапазонов). Новые типы приборов на основе эпитаксиального варизонного Н^СсГГе нуждаются в пассивации поверхности [6, 7], для чего необходимо определение параметров границы раздела Ь^1хСс1хТе с различными диэлектриками из исследований электрофизических характеристик поверхностно-барьерных структур. Но в настоящее время не имеется разработанных моделей формирования электрических характеристик МДП-структур на основе варизонного ^!хСс1хТе, а опубликованные недавно результаты экспериментальных исследований свойств МДП-структур на основе МЛЭ ^1хС<ЗхТе с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом не носят систематического характера, и не дают полной картины функционирования таких структур [8, 9]. Использование гетероэпитаксиальных (ГЭС) варизонных структур с оптимизированным распределением состава предоставляет также возможности создания монолитных сенсоров на основе ^СсГГе [10], в том числе на основе поверхностно-барьерных структур [11].

В настоящее время отсутствуют данные о свойствах границ раздела варизонного гетероэпитаксиального ^1хСс1хТе, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии (ГЭС Щ1хСс1хТе МЛЭ), с различными диэлектрическими покрытиями, а также не разработаны методики определения свойств пассивирующих покрытий при помощи измерений электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе варизонного МЛЭ ^1хСёхТе. Следовательно, не выбраны оптимальные пассивирующие покрытия для различных типов приборов на основе варизонного МЛЭ Н§1хСс1хТе.

Цель настоящей работы - исследование электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе ГЭС Ь^]хС<1хТе МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями повышенного состава и определение параметров границ раздела варизонного Ь^1хСс1хТе МЛЭ с различными пассивирующими диэлектрическими покрытиями.

Объектом исследований данной диссертационной работы являются гетероэпитаксиальные структуры Н^СсГГе, выращенные методом молекулярно лучевой эпитаксии на подложках из ваАэ в ИФП СО РАН г. Новосибирск в лаборатории технологии эпитаксии из молекулярных пучков соединений А2Вб- Для согласования кристаллических решеток ваАз и ^Сс1Те, на подложке выращивались буферные слои ZnTe толщиной (0.05-0.1) мкм и СсГГе толщиной (6.2-6.4) мкм. В процессе выращивания с обеих сторон эпитаксиальных пленок Н§]хСс1хТе (х=0.21-0.38) толщиной (4.1 - 12.4) мкм, создавались эпитаксиальные слои с переменным составом СсГГе (широкозонные варизонные слои), а состав на поверхности достигал 0.58. Исследования проводились также на структурах с выращенными периодически расположенными тремя областями "барьерного типа" с составом х=0.71-0.94 и толщиной около 50 нм. Для создания МДП-структур на поверхность пленок Н§1.хСёхТе наносились различные диэлектрические покрытия: анодно-окисная пленка (АОП), двухслойный низкотемпературный диэлектрик вЮг^з^, а также СсГГе, С<ГГе/2пТе, СёТе/^пТе/ЗЮг/^з^. Перед нанесением диэлектрических покрытий для части образцов производилось удаление варизонного слоя путем травления.

В рамках общей задачи решались следующие вопросы:

1) выявление закономерностей формирования электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе ГЭС Щ1хСс1хТе МЛЭ при различных параметрах эпитаксиального ^1хСёхТе;

2) исследование влияния создания приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом на электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС ЩЬхСс1хТе МЛЭ;

3) разработка методик определения основных параметров МДП-структур на основе ГЭС ^1хС(1хТе МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом из результатов измерения электрофизических и фотоэлектрических характеристик;

4) определение основных параметров диэлектриков, приповерхностных слоев полупроводников и границы раздела варизонный Г^1.хСс1хТе МЛЭ пассивирующие покрытие для различных типов диэлектриков и разработка рекомендаций для применения пассивирующих диэлектрических покрытий.

5) разработка модели формирования электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе гетероэпитаксиального п(^-Н^1хСс1хТе МЛЭ (х=0.21-0.38) с учетом приповерхностных варизонных слоев и последовательного сопротивления эпитаксиальной пленки.

Основные положения диссертации, представляемые к защите:

1) МДП-структуры на основе гетероэпитаксиальных пленок я-1^1хСс1хТе МЛЭ (х=0.21-0.23), содержащих приповерхностные варизонные слои толщиной (0.250.70) мкм с экспоненциальным распределением состава СсГГе от значения в рабочем однородном слое до состава 0.43-0.48 на границе раздела диэлектрик-полупроводник, при температуре (78-100) К характеризуются по сравнению с аналогичными структурами без варизонных слоев увеличением в 1.2-2 раза глубины и ширины провала на низкочастотных ((1-200) кГц) зависимостях емкости от напряжения, а также отсутствием спада на зависимости фотоЭДС от напряжения в сильной инверсии, что связано с уменьшением скорости генерации неосновных носителей заряда в области пространственного заряда и подавлением процессов туннелирования через глубокие уровни.

2) Увеличение состава на границе раздела с диэлектриком от 0.34 до 0.49-0.58 при толщине приповерхностного варизонного слоя 1.6-1.8 мкм приводит к переходу вольт-фарадных характеристик МДП-структур на основе гетероэпитаксиальных структур Е^.хСсУГе МЛЭ (х=0.22) р-типа проводимости к высокочастотному виду на частотах, превышающих 10 кГц, а также к отсутствию спада на зависимости фотоЭДС от напряжения в сильной инверсии, что определяется увеличением дифференциального сопротивления области пространственного заряда и подавлением межзонной туннельной генерации при концентрации дырок до (10161017) см'3.

3) Создание в приповерхностном варизонном слое эпитаксиальной пленки п-1Н^1.хСс1хТе МЛЭ (х=0.30-0.32) периодически расположенных областей барьерного типа" с составом х=0.81-0.94 и толщиной около 50 нм приводит к снижению низкочастотной емкости в режиме обогащения на величину 10-15 пФ (при величине емкости диэлектрика около 50 пФ), уменьшению времени жизни неравновесных носителей заряда (от 31 мкс до 15 мкс) и постоянству температурной зависимости фотоЭДС в интервале (80-150)К, что обусловлено возникновением потенциальных барьеров для электронов и рекомбинационными процессами на границах областей с резкими неоднородностями по составу. 4) Нанесение в едином технологическом процессе выращивания полупроводниковой гетероэпитаксиальной структуры функциональных диэлектриков С<ЗТе или Сс1Те/2пТе на поверхность и(р)-Ь^1.хСёхТе МЛЭ (х=0.22-0.38) с приповерхностными варизонными слоями повышенного состава толщиной 0.25-0.70 мкм и составом на поверхности 0.42-0.50 обеспечивает следующие параметры созданных МДП-структур: плотности подвижного и фиксированного

9 2 10 2 зарядов не превышающие 9.0-10 см" и 5.5-10 см" , соответственно, плотность

11 1 поверхностных состояний не более 2.7-10 эВ" см" при Т=78К. Научная новизна:

1) впервые проведены систематические исследования электрофизических и фотоэлектрических свойств МДП-структур на основе гетероэпитаксиального Н§1.хСс1хТе, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии, в широком диапазоне параметров Ь^1хСс1хТе и условий измерения;

2) впервые предложены методики определения основных параметров МДП-структур на основе ГЭС ^1хСс1хТе МЛЭ, учитывающие влияиие на измеряемые характеристики приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом и сопротивления объема эпитаксиальной пленки;

3) впервые экспериментально исследованы закономерности формирования электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе ГЭС Г^!хС(1хТе МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом при различных параметрах варизонных слоев, а также с периодическими областями с резким изменением состава при различном расположении этих областей относительно границы раздела;

4) впервые определены основные параметры границы раздела ГЭС Hg!.xCdxTe МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом с различными диэлектрическими покрытиями (анодный оксид, SiCVSisN^ выращенные in situ CdTe и CdTe/ZnTe).

5) разработана модель формирования емкостных характеристик МДП-структур на основе гетероэпитаксиального w(^)-HgixCdxTe МЛЭ (х=0.21-0.38) с учетом варизонных приповерхностных слоев с экспоненциальным распределением состава CdTe и последовательного сопротивления эпитаксиальной пленки адекватно описывающая экспериментальные электрофизические характеристики.

Достоверность полученных результатов подтверждается: корректностью методик, использованных при исследованиях электрофизических и фотоэлектрических свойств, сопоставлением результатов, полученных при помощи различных методик. Основные выводы получены в результате экспериментального исследования характеристик большого числа образцов. Полученные в работе сведения о свойствах МДП-структур на основе ГЭС HgixCdxTe МЛЭ согласуются с результатами расчетов и известными результатами исследований других авторов. Результаты работы не противоречат современным представлениям о процессах в МДП-структурах на основе узкозоиных полупроводников.

Научная значимость работы определяется следующими результатами:

1) установлено, что создание приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом существенно изменяет электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС n(p)-HgixCdxTe (х=0.21-0.23) МЛЭ и выявлены основные особенности электрических характеристик МДП-структур на основе варизонного ГЭС IigixCdxTe МЛЭ в широком диапазоне параметров МДП-структур и условий измерения;

2) экспериментально и теоретически исследованы закономерности влияния сопротивления объема эпитаксиальной пленки ГЭС Hg).xCdxTe МЛЭ на измеряемые значения емкости и сопротивления МДП-структур, в том числе обнаружен эффект появления максимумов на вольт-фарадных характеристиках в режиме обогащения из-за немонотонной зависимости емкости МДП-структуры от емкости области пространственного заряда при значительном сопротивлении объема;

3) экспериментально исследованы электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС Hg!xCdxTe (х=0.3) МЛЭ, имеющего периодически расположенные области с резко повышенным составом при различном расположении этих областей относительно границы раздела диэлектрика с полупроводником;

4) впервые определены основные параметры МДП-структур на основе ГЭС Hgi.xCdxTe МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом с различными диэлектрическими покрытиями и установлено влияние приповерхностных варизонных слоев с повышенным составом на плотности фиксированного и подвижного зарядов в диэлектрике, а также на плотность поверхностных состояний.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1) Разработанные методики определения основных параметров МДП-структур на основе ГЭС I-Ig^CdxTe МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом могут использоваться для контроля параметров пассивирующих покрытий для различных приборов оптоэлектроники на основе ГЭС HgbxCdxTe МЛЭ.

2) Полученные данные об основных параметрах диэлектриков и границ раздела варизонного HgixCdxTe МЛЭ с различными диэлектрическими покрытиями могут применяться для выбора оптимального пассивирующего покрытия матричных фотоприемников инфракрасного диапазона на основе ГЭС Hgi.xCdxTe МЛЭ.

Показано, что для пассивации фотоприемных элементов на основе ГЭС Hg!.xCdxTe

МЛЭ могут использоваться низкотемпературный двухслойный диэлектрик

Si02/Si3N4, а также выращенные in situ в процессе эпитаксиалыюго роста \ структуры слои CdTe, в частности с дополнительными внешними подслоями.

3) Результаты исследований электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе ГЭС HgixCdxTe МЛЭ с приповерхностными варизонными слоями с повышенным составом могут использоваться для управления характеристиками приборов электроники и t» оптоэлектроники.

Личный вклад автора. При получении результатов данной работы автором внесен существенный вклад, состоящий в следующем: участие в постановке задач, в проведении экспериментов и численных расчетов; обработка и интерпретация результатов экспериментов и расчетов.

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении ряда НИР, в частности с ФГУП «НПО «Орион» (НИР «Исследование и разработка методов контроля электрофизических свойств приповерхностных слоев ГЭС КРТ МЛЭ методами CV-метрии», являющейся составной частью НИР «Разработка промышленной технологии выращивания гетероэпитаксиальных структур теллурида кадмия-ртути дырочного типа проводимости на оптически прозрачных подложках методом молекулярно-лучевой эпитаксии», шифр «Прозрачность», выполняемой на основании государственного контракта с Минпромторгом России в рамках Федеральной целевой программы «Разработка, восстановление и организация производства стратегических, дефицитных и импортозамещающих материалов и малотоннажной химии для вооружения, военной и специальной техники на 2009-2011 годы и на период до 2015 года».), с ИФП СО РАН (НИР «Исследование зонной диаграммы наноструктур и свойств границы раздела защитный диэлектрик-гетероэпитаксиальный полупроводник КРТ», проводимой на основании государственного контракта от 17 августа 2007 г. №02.523.12.3006 «Разработка базовой технологии полупроводниковых наноструктур для источников и приемников излучения систем оптического мониторинга») выполняемой в рамках ФЦП «Исследование и разработки по приоритетным направлениям развития иаучно-технологического комплекса России на 20072012 г.», АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2009 г., Per. номер 2.1.2/6551 (НИР «Физические принципы создания фоточувствительных и светоизлучающих наногетероструктур КРТ МЛЭ»).

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, одного приложения.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Дзядух, Станислав Михайлович

Выводы

1. Предложены методики определения основных параметров МДП-структур на основе ГЭС Щ1хСс1хТе МЛЭ с приповерхностным варизонным слоем с повышенным составом. При определении плотности поверхностных состояний для МДП-структур на основе ГЭС Щ^Сс^Те (х=0.21-0.23) МЛЭ предложено использовать низкочастотный метод при построении идеальной низкочастотной вольт-фарадной характеристики с учетом варизонного слоя.

2. Для МДП-структур на основе ГЭС Н§!хСс1хТе (х>0.3) для определения плотности поверхностных состояний предложено использовать метод Термана при определении концентрации основных носителей при помощи специальной процедуры, учитывающей влияние на емкость в сильной инверсии приповерхностного варизонного слоя с повышенным составом. При определении емкости диэлектрика необходимо учитывать влияние на вольт-фарадную характеристику сопротивления объема эпитаксиальной пленки, а также эффектов вырождения и непараболичности.

3. Нанесение в качестве пассивирующего покрытия анодно-окисной пленки (АОП) приводит к появлению большего положительного фиксированного заряда 1.3x1012 см"2. Плотность подвижного заряда составляет величину около

11 О

3.2x10 см", а плотности поверхностных состояний вблизи середины запрещенной зоны примерно 1.6x10й эВ~'-см"2. В данном случае, появление положительного фиксированного заряда, связано с наличием вакансий кислорода в анодно-окисной пленке. Для данного диэлектрического покрытия типично примерно одинаковое различие прямого и обратного хода вольт-фарадных характеристик в широком диапазоне напряжения. Этот тип гистерезиса может быть связан со смещением подвижного заряда в диэлектрике под действием напряжения смещения.

4. Диэлектрическое покрытие БЮг^з^ обладает большой электрической прочностью. Фиксированный заряд в диэлектрике зависит от технологии нанесения, и может достигать величины 1.3x10й см"2. Минимальная плотность подвижного заряда для структур без варизонного слоя, определенного вблизи

10 О напряжения плоских зон, составляет 3.2x10 см". Плотность поверхностных состояний вблизи середины запрещенной зоны для полупроводника с

11 1 2 варизонным слоем не превышает 1.2x10 эВ" -см" . При нанесении в качестве защитного покрытия двухслойного диэлектрика Si02/Si3N4 на поверхность варизонного HgCdTe, появляется небольшой гистерезис прямого и обратного хода развертки по напряжению на ВФХ, величина которого зависит от технологии нанесения полупроводника. Особенностью гистерезиса, который обычно наблюдается для МДП-структур на основе электронного HgCdTe с двухслойным диэлектриком, является то, что реализуется различие хода вольт-фарадных характеристик при напряжениях, соответствующих режимам обогащения и обеднения, а в инверсии различие хода вольт-фарадных характеристик отсутствует или минимально. Данный тип гистерезиса может быть связан с обратимой инжекцией электронов из полупроводника в приповерхностную область Si02/Si3N4 при более положительных смещениях и последующим захватом электронов на состояния в приграничной области диэлектрика. При более отрицательных напряжениях смещениях электроны выбрасываются с состояний в диэлектрике обратно в полупроводник и при дальнейшем росте смещения гистерезисных явлений не наблюдается. Для МДП-структур на основе дырочного HgCdTe возможен смешанный вид гистерезиса: максимальное различие хода емкостных характеристик наблюдается в инверсии, в то время как в слабом обогащении и обеднении гистерезис ВФХ несколько меньше.

5. Исследовано влияние на свойства границ раздела HgCdTe/защитный диэлектрик для различных видов диэлектриков. Установлено, что используемый в качестве защитного диэлектрика слой CdTe, толщиной 0.2 мкм, нанесенный in situ на поверхность варизонного HgCdTe, дает качественную границу раздела с

11 1 2 плотностью поверхностных состояний не превышающей 2.7-10 эВ" -см" . Минимальное значение фиксированного заряда 5.5Т010 см"2, а плотность подвижного заряда не превышает 9.0-109 см"2.

6. Для улучшения стабильности и увеличения электрической прочности диэлектрического покрытия на слой CdTe (0.2 мкм), нанесенный в едином технологическом цикле на поверхность HgxCd]xTe (х=0.22-0.23, х=0.32-0.36) наносят слой дополнительного диэлектрика (в данном случае ZnTe для х ~ 0.3 или Si02/Si3N4 для х ~ 0.2). Нанесение на поверхность CdTe дополнительных диэлектриков не ухудшает границу раздела диэлектрика с полупроводником, возможно лишь некоторое изменение фиксированного заряда в диэлектрике.

Величина и модуль результирующего заряда зависит от типа и технологии нанесения диэлектрика. Нанесение дополнительного 8Ю2/813]Ч4 двухслойного диэлектрика для повышения электрической прочности, приводило к некоторому увеличению фиксированного заряда например от 1.1-1011 см"2 до 1.3х10п см*2 для структуры 061122. Нанесение ZnTe на поверхность СсГГе, не приводит к увеличению фиксированного заряда. Величина результирующего фиксированного заряда при нанесении ZnTe принимала как отрицательные, так и положительные

10 2 значения по модулю не превышавшие 5.6х 10 см" .

Заключение

В работе исследованы электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС Г^1.хСс1хТе МЛЭ, в том числе с неоднородным распределением состава, и определены параметры границы раздела диэлектрик-полупроводник для различных пассивирующих диэлектрических покрытий. Получены следующие основные результаты.

1) Экспериментальные исследования электрофизических характеристик МДП-структур на основе однородного по составу ГЭС и(/?у)-Г^1.хСс1хТе (х=0.21-0.23, х=0.29-0.38) МЛЭ показали, что при температурах 77-100К доминирующим механизмом генерации неосновных носителей в режиме сильной инверсии для МДП-структур на основе и-Щ^СсуГе (х=0.21-0.23) МЛЭ является туннелирование через глубокие уровни, а для МДП-структур на основе р-Ь^.хСёхТе (х=0.22) важную роль играют процессы межзонного туннелирования при концентрации дырок, превышающей 1016 см"3. Высокотемпературный спад дифференциального сопротивления ОПЗ связан с диффузией неосновных носителей из квазинейтрального объема к поверхности при повышении роли межзонной Оже - рекомбинации.

2) Исследования фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе однородного по составу ГЭС Щ!хСс1хТе МЛЭ показали, что зависимости фотоЭДС от напряжения для МДП-структур на основе ГЭС я-^1хСс1хТе (х=0.21-0.23) МЛЭ имеют резко выраженный максимум в начале инверсии. Последующий спад зависимости фотоЭДС от напряжения связан с увеличением скорости туннельной генерации неосновных носителей через глубокие уровни в сильной инверсии. Зависимости фотоЭДС от напряжения для МДП-структур на основе более широкозонного ГЭС я-Е^1хСс!хТе (х>0.3) МЛЭ обычно имеют вид, близкий к «классическому»: фотоЭДС возрастает в режимах обеднения и слабой инверсии, а в режиме сильной инверсии постоянна и максимальна. Для части МДП-структур на основе ГЭС /?-Г^1.хСёхТе (х=0.22) МЛЭ наблюдалась значительная компонента фотоЭДС в обогащении, возможной причиной которой являются неоднородности по темновому сопротивлению из-за подлегирующего действия электрически активных дефектов.

3) Показано, что существенное влияние на измеряемую емкость и проводимость МДП-структур на основе ГЭС ^!хСс1хТе МЛЭ оказывает сопротивления объема однородной эпитаксиальной пленки. Обнаружен эффект спада емкости в обогащении при увеличении напряжения смещения на ВФХ МДП-структур на основе ГЭС «-Hgo.78Cdo.22Te МЛЭ с имеющим большую емкость анодным оксидом в качестве диэлектрика из-за влияния сопротивления объема эпитаксиальной пленки. Предложена методика обработки экспериментальных данных, позволяющая исключить влияние сопротивления объема эпитаксиальной пленки на измеряемые электрофизические характеристики.

4) Экспериментально показано, что создание приповерхностного варизонного слоя с повышенным составом приводит к изменению низкочастотной ВФХ МДП-структур на основе ГЭС МЛЭ: емкость в минимуме ВФХ принимает меньшие значения, а провал емкости становится более широким. Установлено, что для МДП-структур на основе ГЭС HglxCdxTe МЛЭ с диэлектриками типа АОП или БЮг^з^ создание варизонного слоя вызывает увеличение гистерезиса ВФХ, что связано с увеличением плотности подвижного заряда в диэлектрике.

5) В результате численного решения уравнения Пуассона для неоднородного по составу ГЭС Hg1xCdxTe МЛЭ проведен расчет зависимостей потенциала от напряжения и ВФХ МДП-структур на основе ГЭС ^1хСёхТе МЛЭ с приповерхностным варизонным слоем. Расчеты проводились для линейного и экспоненциального профилей состава с величиной состава 0.43-0.48 на поверхности при толщине варизонного слоя 0.2-0.5 мкм. Показано, что наличие варизонного слоя приводит к более глубокому и широкому провалу емкости на НЧ ВФХ, что связано с изменением условий генерации неосновных носителей заряда из-за уменьшения собственной концентрации в приповерхностном варизонном слое. Влияние наличия варизонного слоя на высокочастотной ВФХ проявляется в уменьшении емкости МДП-структуры в режиме сильной инверсии.

6) Установлено, что создание приповерхностного варизонного слоя существенно изменяет фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе ГЭС

2-Н£1.хСс1хТе (х=0.21-0.23) МЛЭ, что связано с подавлением туннельной генерации через глубокие уровни в ОПЗ. Создание варизонного слоя также уменьшает частоту среза на зависимости фотоЭДС от частоты, что связано с увеличением дифференциального сопротивления ОПЗ.

7) Экспериментально обнаружено появление максимумов на ВФХ в режиме обеднения при освещении структур инфракрасным излучением (А.=0.94 мкм) для МДП-структур на основе однородного по составу «-^1хСс1хТе (х=0.21-0.23), а также для МДП-структур на основе варизонного я-Щ1.хСс1хТе большего состава (х=0.34). Показано, что данные максимумы связаны с процессами перезарядки емкости глубоких уровней в ^1хСс1хТе МЛЭ при подсветке инфракрасным излучением.

8) Экспериментальные исследования характеристик МДП-структур на основе варизонного p-Hgo.7sCdo.22Te МЛЭ с различным составом на поверхности позволили установить, что при увеличении состава на поверхности от 0.34 до 0.49-0.58 при толщине варизонного слоя (1.6-1.8) мкм, наблюдается увеличение дифференциального сопротивления области пространственного заряда, что проявляется в переходе ВФХ, измеренной на частоте 10 кГц, к высокочастотному виду, также происходит подавление межзонной туннельной рекомбинации, что следует из перехода зависимости фотоЭДС к классическому виду.

9) Экспериментально исследовано влияние областей с периодическими резкими неоднородностями по составу толщиной 48-54 нм на электрофизические и фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе варизонного «-Ь^.^уГе МЛЭ (х=0.29-0.31), при различном расположении этих областей относительно границы раздела с диэлектриком. Показано, что наибольшее влияние на электрофизические и фотоэлектрические характеристики оказывают резкие неоднородности по составу, расположенные непосредственно вблизи границы раздела диэлектрик - полупроводник. Это влияние заключается в увеличении эффективной толщины диэлектрика, что может быть вызвано тем, что области повышенного состава образуют потенциальные барьеры для электронов, а также в уменьшении времени жизни неравновесных носителей, что может быть связано с рекомбинацией на границах областей с резким изменением состава.

10)Предложена физическая модель формирования электрофизических и фотоэлектрических характеристик МДП-структур на основе ГЭС «(/?)-Hgi.xCdxTe МЛЭ (х=0.21-0.38) с учетом варизонных приповерхностных слоев с экспоненциальным распределения состава CdTe и наличием последовательного сопротивления рабочего однородного слоя эпитаксиальной

3 6 структуры в диапазоне частот (10 -10 ) Гц, которая адекватно описывает экспериментальные характеристики.

11)Предложены методики определения основных параметров МДП-структур на основе ГЭС HgixCdxTe МЛЭ с приповерхностным варизонным слоем повышенного состава. Показано, что при определении плотности поверхностных состояний в МДП-структурах на основе варизонного ГЭС HgixCdxTe МЛЭ необходим учет наличия варизонного слоя, а также влияния, сопротивления объема эпитаксиальной пленки и эффектов вырождения и непараболичности зон.

12) Экспериментально показано, что нанесение в качестве пассивирующего покрытия АОП приводит к появлению большего положительного

12 2 фиксированного заряда 1.3 х 10 см' . Плотность подвижного заряда составляет

11 о величину около 3.2x10 см" , а плотности поверхностных состояний вблизи середины запрещенной зоны примерно 1.6хЮп эВ"'-см"2. В данном случае, появление положительного фиксированного заряда связано с наличием вакансий кислорода в анодно-окисной пленке. Для данного диэлектрического покрытия типична одинаковая разность хода прямой и обратной развертки вольт-фарадных характеристик для режимов обогащения - обеднения и слабой инверсии приповерхностной области полупроводника. Этот тип гистерезиса может быть связан со смещением подвижного заряда в диэлектрике под действием напряжения смещения.

13)При нанесении в качестве диэлектрика SÍO2/SÍ3N4 на поверхность варизонного HgCdTe, имеет место гистерезис прямого и обратного хода развертки по напряжению на ВФХ. Наблюдаемый вид гистерезиса, может быть связан с захватом электронов на состояния в приграничной области диэлектрика для режимов обогащения и обеднения с последующим выбросом из состояний в диэлектрике обратно в полупроводник в режиме инверсии. Фиксированный заряд в данном диэлектрике зависит от технологии его нанесения, и может достигать величины 1.3x1011 см"2. Минимальная плотность подвижного заряда для структур без варизонного слоя, определенного вблизи напряжения плоских зон, составляет 3.2x1010 см"2, а плотности поверхностных состояний не превышает величину 1.2x10й эВ"'-см"2. 14) В процессе исследования влияния различных видов диэлектриков на свойства границ раздела HgCdTe/защитный диэлектрик установлено, что используемый в качестве защитного диэлектрика слой CdTe, толщиной 0.2 мкм, нанесенный in situ на поверхность варизонного HgCdTe, дает качественную границу раздела с плотностью поверхностных состояний не более 2.7-1011 эВ"'см"2. Минимальное

1 Л значение фиксированного заряда составляет 5.5-10 см" , а плотность подвижного заряда не превышает величину порядка 9.0-109 см"2. По результатам работы опубликовано 19 статей [137-155]. Результаты докладывались на 16 конференциях [156-171]. Получен патент на фоточувствительную структуру и способ ее изготовления [172].

Считаю своим долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору Войцеховскому A.B. и научному консультанту кандидату физико-математических наук, старшему научному сотруднику Несмелову С.Н. за постоянное внимание и неоценимую помощь в ходе исследований; доктору физико-математических наук, профессору Сидорову Ю.Г., кандидату физико-математических наук Дворецкому С.А., кандидату физико-математических наук Михайлову H.H., кандидату физико-математических наук Варавину B.C., кандидату физико-математических наук Васильеву В.В., кандидату физико-математических наук Якушеву М.В., кандидату физико-математических наук Машукову Ю.П. и Захарьяш Т.И. за помощь в изготовлении образцов и нанесении диэлектрических покрытий, а также сотрудникам кафедры квантовой электроники и фотоники ТГУ и лаборатории фотоэлектроники ОСП "СФТИ ТГУ" за интерес к работе и полезные дискуссии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Дзядух, Станислав Михайлович, 2010 год

1. Chu J. Device Physics of Narrow Gap Semiconductors / J. Chu, A. Sher. New

2. York: Springer, 2010. 506 p.

3. Рогальский А. Инфракрасные детекторы: пер. с англ. / А. Рогальский; под ред.

4. A. В. Войцеховского. Новосибирск: Наука, 2003. - 636 с.

5. Chu J. Physics and properties of narrow gap semiconductors. / J. Chu, A. Sher New

6. York: Springer, 2008. 597 p.

7. Овсюк В. H. Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона /

8. B. Н. Овсюк, Г. JI. Курышев, Ю. Г. Сидоров и др. Новосибирск: Наука, 2001.-376 с.

9. Pal R. Engineering interface composition for passivation of HgCdTe photodiodes / R.

10. Pal, A. Malik, V. Srivastav, B. L. Sharma, V. R. Balakrishnan, V. Dhar, H. P. Vyas // IEEE Transaction on Electron Devices. 2006. - V. 53, № 11. - P. 2727-2734.

11. Бирюлин В. П. Исследование границы раздела ZnS-CdHgTe / В. П. Бирюлин, С.

12. A. Дудко, С. А. Коновалов, Ю. А. Пелевин, В. И. Туринов // ФТП. 2003. - Т. 37, вып. 12.-С. 1431-1434.

13. Васильев В. В. Вольт-фарадные характеристики структур на основе р

14. Cdo.27Hgo.73Te с широкозонным варизонным слоем на поверхности / В. В. Васильев, Ю. П. Машуков // ФТП. 2007. - Т. 41, вып. 1. - С. 38-43.

15. B. В. Васильев, Е. В. Дегтярев, С. А. Дворецкий, А. И. Козлов, А. Р. Новоселов, Ю. Г. Сидоров, Б. И. Фомин, A. JI. Асеев // Оптический журнал. -2009. -Т. 76, № 12. С. 55-62.

16. Damnjanovic V. Photo-electric characteristics of HgCdTe tunnel MIS photo-detectors / V. Damnjanovic, V. P. Ponomarenko, J. M. Elazar // Semicond. Sci. Technol. 2009. - V. 24. - P. 025003-025008.

17. Norton P. HgCdTe infrared detectors // Opto-Electron. Rev. 2002. - V. 10, № 3. -P. 159-174.

18. Hansen G. L. Energy gap versus alloy composition and temperature in Hgi-xCdxTe / G. L. Hansen, J. L. Schmidt, T. N. Casselman // J. Appl. Phys. 1982. - V. 53. - P. 7099-7101.

19. Wenus J. Two-dimensional analysis of double-layer heterojunction HgCdTe photodiodes / J. Wenus, J. Rutkowski, A. Rogalski // IEEE Trans. Electron Dev. -2001. V. 48, Issue 7. - P. 1326-1332.

20. Hansen G. L. Calculation of intrinsic carrier concentration in Hgi-xCdxTe / G. L. Hansen, J. L. Schmidt // J. Appl. Phys. 1983. - V. 54. - P. 1639-1640.

21. Weiler M. Magnetooptical properties of HgixCdxTe alloys / M. Weiler Ed. by R.K.

22. Willqardson and A.C. Beer // Semiconduct. and Semimet. 1981. - Vol. 16, pp. 119-191.

23. Miles R.W. Electron and Hole Effective Masses in HgCdTe // Properties of Narrow

24. Gap Cadmium-based Compounds / R.W. Miles; Ed. by P. Capper. Infra-Red Limited, London, United Kingdom: INSPEC, 1994. pp. 640.

25. Rothman J. Maximum Entropy Mobility Spectrum Analysis of HgCdTe Heterostructures / J. Rothman, J. Meilhan, G. Perrais, J. P. Belle, O. Gravrand // J. Electr. Mater. 2006. - V. 35. - P. 1174-1184.

26. Scott W. Electron Mobility in Hg!xCdxTe // J. Appl. Phys. 1972. - V. 43. - P.1055-1062.

27. Rogalski A. Narrow-Gap Semiconductor Photodiodes / A. Rogalski, K. Adamiec, and

28. J. Rutkowski Bellingham, WA: SPIE-The International Society for Optical Engineering, 2000. - pp. 438.

29. Kinch M. A. Metal-insulator-semiconductor infrared detectors // Semiconductors and Semimetals. 1981. - V. 18. - P. 313-385.

30. Войцеховский А. В. Фотоэлектрические МДП-структуры из узкозоных полупроводников / А. В. Войцеховский, Давыдов В. Н. Томск: Радио и связь, 1990.-327 с.

31. Pierre-Yves Emelie HgCdTe Auger-Suppressrd Infrared Detectors Under Non-Equlibrium Operation: A dissertation . Dr. of Phil. (Electrical Engineering) / The University of Michigan. Ann Arbor, 2009.- pp. 192.

32. Maier H. Growth, properties and applications of narrow-gap semiconductors // Crystal Growth, Properties and Applications / H. Maier, J. Hesse; Ed. by H.C. Freyhardt.-Berlin: Springer Verlag, 1980. pp. 145-219.

33. W.F.H. Micklethweite The crystal growth of mercury cadmium telluride / R.K. Willardson, A.C. Beer // Semiconductors and Semimetals.- 1981.- Vol. 18 pp. 48-119.

34. Wang Y. Growth and properties of 40 mm diameter Hg!xCdxTe using two- stage

35. Pressured Brigman Method / Y. Wang, Q. Li, Q. Han, Q. Ma, R. Ji, B. Song, W. Jie, Y. Zhou, Y. Inatomi // Journal of crystal growth. 2004. - V. 273. - P. 54-62.

36. Tennant W. E. Recent development in HgCdTe photovoltaic device grown on alternative substrates using heteroepitaxy // Tech. Digest IEDM. 1983. - Vol. 29. - P. 704-706.

37. Sidorov Yu. G. Molecular Beam Epitaxy of MCT Solid Solution on Alternative

38. Substrate / Yu. G. Sidorov, S. A. Dvoretsky, V. S. Varavin et al. // Semiconductor structures, Interfaces and Surfaces. 2001. - V. 35, № 9. - P. 1045-1053.

39. Гузев А. А. Фоточувствительные свойства структур ZnTe/CdTe/HgCdTe / А. А. Гузев, В. С. Варавин, С. А. Дворецкий, А. П. Ковчавцев, Г. JI. Курышев, И. И. Ли, 3. В. Панова, Ю. Г. Сидоров, М. В. Якушев // Прикладная физика. -2009. № 2. - С. 92-96.

40. Не L. МВБ HgCdTe on Si and GaAs substrates / L. He, L. Chen, Y. Wu, X. L. Fu, Y. Z. Wang, J. Wu, M. F. Yu, J. R. Yang, R. J. Ding, X. N. Hu, Y. J. Li, Q. Y. Zhang // Journal of Crystal Growth. 2007. - V. 301-302. - P. 268-272.

41. Gorbach Т. Y. Electrical behavior of HgCdTe/Si heterostructures / T. Y. Gorbach, P. S. Smertenko, S. V. Svechnikov, M. Kuzma, G. Wisz, R. Ciach // Applied Surface Science. 2000. - V. 154. - P. 495-499.

42. Пляцко С. В. Лазерная эпитаксия гетероструктур HgCdTe/Si / С. В. Пляцко, H. H. Бергуш // Физика и техника полупроводников. 2001. - Т. 35, вып. 4. - С. 387-389.

43. Rudyj I. О. Electron-diffraction investigation of HgCdTe laser deposited films / I. O. Rudyj, I. V. Kurilo, M. S. Frugynskyi, M. Kuzma, J. Zawislak, I. S. Virt // Applied Surface Science. 2000. - V. 154. - P. 206-210.

44. Virt I. S. Properties of HgCdTe films obtained by laser deposition on a sapphire / I.S.

45. Virt, M. Bester, L. X. Dumanski, M. Kuzma, I. O. Rudyj, M. S. Frugynskyi, I. V. Kurilo // Applied Surface Science. 2001. - V. 177, № 3. - P. 201-206.

46. Sagan P. Rheed study of CdTe and HgCdTe thin films grown on Si by pulse laserdeposition / P. Sagan, G. Wisz, M. Bester, I. O. Rudyj, I. V. Kurilo, I. E. Lopatynskij, I. S. Virt, M. Kuzma, R. Ciach // Thin Solid Films. 2005. - V. 480-481.-P. 318-321.

47. Liu M. Effect of temperature on pulsed laser deposition of HgCdTe films / M. Liu, B.

48. Y. Man, X. C. Lin, X. Y. Li, C. S. Chen // Applied Surface Science. 2007. - V. 253, №24.-P. 9291-9294.

49. Liu M. Effects of pressure on pulsed laser deposition of HgCdTe films / M. Liu, B. Y.

50. Man, X. C. Lin, X. Y. Li // Materials Chemistry and Physics. 2008. - V. 108, № 2-3.-P. 274-277.

51. Liu M. The effect of substrate material on pulsed laser deposition of HgCdTe films /

52. M. Liu, B. Y. Man, X. C. Lin, X. Y. Li, J. Wei // Applied Surface Science. 2009, V. 255, №9.-P. 4848-4851.

53. Liu M. The effect of incident laser energy on pulsed laser deposition of HgCdTe films

54. M. Liu, B. Man, X. Lin, X. Li // Journal of Crystal Growth. 2009. - V. 311, № 4. -P. 1087-1090.

55. Мынбаев К. Д. Легирование эпитаксиальных слоев и гетероструктур на основе HgCdTe / К. Д. Мынбаев, В. И. Иванов-Омский // Физика и техника полупроводников. 2006. - Т. 40, вып. 1. С. 3-22.

56. Формозов Б. Н. Аэрокосмические фотоприемные устройства в видимом и ИКдиапазонах: учебное пособие / Б. Н. Формозов. СПб.: СПбГУАП, 2002. - 120 с.

57. Elliott С.Т. Infrared detectors // Handbook on Semiconductors / C.T. Elliott, N.T.

58. Gordon Ed. by C. Hilsum Amsterdam: North-Holland, 1993. - V. 4. P. 841-936.

59. Piotrowski J. Hgl-xCdxTe detectors // Infrared photon Detectors / J. Piotrowski; Ed. by A. Rogalski Bellingham: SPIE Optical Enginiring Press, 1995. - P. 391-493.

60. Hall D. J. High-performance long-wavelength HgCdTe infrared detectors grown onsilicon substrates / D. J. Hall, L. Buckle, N. T. Gordon and etc. // Applied physics letters. 2004. - V. 85, № 11. - P. 2113-2116.

61. Nemirovsky Y. Passivation of mercury cadmium telluride surfaces / Y. Nemirovsky, G. Bahir // Vac. Sci. Technol. 1989. - V. A7. - P. 450-459.

62. Kolodny A. Properties of ion implanted janction in mercury-cadmium-telluride / A. Kolodny, I. Kidron // IEEE Transactions on Electron Devices. 1980. - V. ED-27.-P. 37-43.

63. Migliorato P. A. CdTd/HgCdTe indium-diffused photodiodes / P. A. Migliorato, R. F.

64. C. Farrow, A. B. Dean, G. M. Williams // Infrared Phy. 1982. - V. 22. -P. 331-336.

65. Nemirovsky Y. Anodic sulfide films on HgixCdxTe / Y. Nemirovsky, L. Burstein // Applied Physics Letters. 1984. - V. 44. - P. 443-444.

66. Weiss E. Composition, growth mechanism, and oxidation of anodic fluoride films on

67. HgixCdxTe (x=0.2) / E. Weiss, C.R. Helms // J. Electrochem. Soc. 1991. - V. 138. Issue 4.-P. 993-999.

68. Weiss E. Composition, growth mechanism, and stability of anodic fluoride films on

69. Hg.xCdxTe / E. Weiss, C.R. Helms // J. Vac. Sci. Technol. 1991. - V. B9. Issue 3. -P. 1879-1885.

70. Shacham-Diamand Y. The electrical properties of Hg-sensitized "Photox"-oxidelayers deposited at 80 C° / Y. Shacham-Diamand, T. Chuh, W. G. Oldham // Solid-St. Electron. 1987. - V. 30. - P. 277-233.

71. Kajihara N. Selicon nitride passivant for HgCdTe n+-p diodes / N. Kajihara, G. Sudo, Y. Miyamoto, K. Tonicawa // J. Electron. Soc. 1998. - V. 135. - P. 1252-1255.

72. Zimmermann P.H. Surface passivation of HgCdTe photodiodes / P. H. Zimmermann, M. B. Reine, K. Spignese, K. Maschhoff, J. Schirripa // J. Vac. Sci. Technol.v1990.-V. A8.-P. 1182-1184.

73. Bubulac L.O. P-on-n activated janction in LWIR HgCdTe/GaAs / L. O. Bubulac, D.

74. D. Edwall, D. McConnel, R. E. DeWames, E. R. Blazejewski, E. R. Gertner // Semicond. Sci. Technol. 1990. - V. 5. N. S3. - P. S45-S48.

75. Reine M.B. Photovoltaic infrared detectors / M.B. Reine, A.K. Sood, T.J. Tredwell Ed. by R.K. Willardson and A.C. Beer // Semiconductors and Semimetals.- New York: Academic press, 1981.-V. 18.-P. 201-311.

76. Rogalski A. Intrinsic infrared detectors / A. Rogalski, J. Piotrowski // Prog. Quant. Electr. 1988. - V. 12. Issues 2-3. - P. 87-289.

77. Byrne С. F. Infrared photodeodes formed in mercury cadmium telluride grown by

78. MOCVD / C. F. Byrne, P. Knowles // Semicond. Sci. Technol. 1988. - V. 3. -P. 377-381.

79. Wadsworth M. V. Monolithic CCD imagers in HgCdTe / M. V. Wadsworth, S. R.

80. Borrello, J. Dodge, R. Gooh, W. McCardel, G. Nado, M. D. Shilhanek // IEEE Trans. Electron Devices. 1995. - V. 42. - P. 244-250.

81. B.B. Тарасов, Ю.Г. Якушенков Инфракрасные системы "смотрящего" типа. -М.: Логос, 2004. 444 с. +8 с. цв. вкл.

82. Тарасов В. В. Двух- и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения / В. В. Тарасов, Ю. Г. Якушенков. М.: Университетская книга, Логос, 2007. - 192 с.

83. Кремис И. И. Повышение качества изображения тепловизоров на основе матричных HgCdTe фотоприемных устройств ИК- диапазона // Прикладная физика. 2010. -№ 1.-С. 108-114.

84. Baker I. М. Photovoltaic CdHgTe silicon hybrid focal planes / I. M. Baker, R. A.

85. Ballingall //Proc. SPIE. 1984. - V. 510. - P. 121-129.

86. Baker I. M. CdHgTe-CMOS hybrid focal plane arrays a flexible solution foradvanced infrared systrms /1. M. Baker, G. J. Crimes, J. E. Parsons, E. S. O'Keefe // Proc. SPIE. 1994. - V. 2269. - P. 636-647.

87. Kozlowski L. J. SWIR staring FPA performance at room temperature / L. J. Kozlowski, W. E. Tennant, M. Zandian, J. M. Arias, J. G. Pasko // Pros. SPIE. -1996.-V. 2746.-P. 93-100.

88. Kozlowski L. J. HgCdTe focal plane arrays for high performance infrared cameras //

89. Proc. SPIE. 1997. -V. 3179. - P. 200-211.

90. Morris H. B. Infrared Sensing Charge Imaging Matrix / H. B. Morris, S. R. Borrello, A. Simmons, R. A. Schiebel // Technical Digest of the International Electron Devices Meeting. 1982. - P. 153.

91. Borrello S. R. Charge imaging matrix for infrared scanning / S. R. Borrello, H. B. Morris, R. A. Schiebel, C. G. Roberts // Proc. SPIE. 1984. V. 409. - P. 69-75.

92. Ngoc N. T. B. The interface characteristics of passivity anodic oxide films on Hgo.8Cdo.2Te by C-V measurements / N. T. B. Ngoc, N. V. Nha // Thin Solid Films. 1998.-V. 334.-P. 40-43.

93. Bhan R. K. Effect of fixed charges due to a passivant on the performance of the HgCdTe overlap structure / R. K. Bhan, V. Gopal, R. S. Saxena // Semicond. Sci. Technol. 2002. - V. 17 - P. 590-598.

94. Berchenko N. N. Structural analysis of HgCdTe and PbSnTe native oxide films / N. N. Berchenko, M. S. Fruginskii, I. V. Kurilo, I. O. Rudyj, I. S. Virt // Surface and Interface Analysis. 2008. - V. 40, Issue 3-4. - P. 641 - 644.

95. Nemirovsky Y. Interface of p-type Hgi.xCdxTe passivated with native sulfides / Y. Nemirovsky, L. Burstein, I. Kidron // Journal of Applied Physics. 1986. -V. 58.-P. 366-374.

96. Jung J. W. A study on the double insulating layer for HgCdTe MIS structure / J. W.

97. Jung, H. C. Lee, J. S. Wang // Thin Solid Films. 1996. - Vol. 290-291. - P. 18-22.

98. Kim H. S. Electron-beam-deposited CdTe layers for passivating HgixCdxTe surfaces /

99. H. S. Kim, K. Kim, S. H. Lee, H. C. Lee, C. K. Kim // Journal of Korean Physical Society. 1997. - V. 30, № 2. - P. 271-274.

100. Lee S. H. Surface Treatment Effects on the Electrical Properties of the Interfacesbetween ZnS and LPE-Grown Hgo.7Cdo.3Te / S. H. Lee, S. H. Bae, H. C. Lee, С. K. Kim // Journal of Electronic Materials. 1998. - V. 27, №. 6. - P. 684-692.

101. Kim Y. H. Surface Leakage Current Analysis of Ion Implanted ZnS-Passivated n-on-p

102. HgCdTe Diodes in Weak Inversion / Y. H. Kim, S. H. Bae, H. C. Lee, С. K. Kim // Journal of Electronic Materials. 2000. - V. 29, № 6. - P. 832-837.

103. Jeon H. C. Effects of passivation treatments on the surface stability in indium-doped

104. Hgo.8Cdo.2Te epilayers grown on p-Cd0.96Zn0.04Te substrates / H. C. Jeon, T. W. Kang, T. W. Kim // Applied Surface Science. 2001. - V. 180. - P. 209-213.

105. An S. Y. Passivation of HgCdTe p-n diode junction by compositionally graded

106. HgCdTe formed by annealing in a Cd/Te atmosphere / S. Y. An, J. S. Kim, D. W. Seo, S. H. Suh // Journal of Electronic Materials. 2002. - V. 31, № 7. - P. 683687.

107. Jung Y. C. Ammonium sulfide treatment of HgCdTe substrate and its effects onelectrical properties of ZnS/HgCdTe heterostructure / Y. C. Jung, S. Y. An, S. H. Suh, D. K. Choi, J. S. Kim // Thin Solid Films. 2005. - V. 483. - P. 407-410.

108. Singh R. R. Studies on surface processing and passivation of p-Hgj-xCdxTe / R. R.

109. Singh, D. Kaushik, M. Sharma, D. K. Gupta, R К Pandey // Semiconductor Science and Technologi. 2008. - V. 23. - P. 1-8.

110. Ярцев А. В. Особенности адмиттанса МДП-структур на основе слоев КРТ,полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Автометрия. 2007. -Т. 43, № 4. - С. 83-88.

111. Васильев В. В. Плазмохимическое осаждение пленок оксинитрида кремния для пассивации поверхности КРТ / В. В. Васильев, Ф. Н. Дульцев, Ю. П. Машуков, И. О. Парм, А. П. Соловьев // Прикладная физика. 2006. № 2. - С. 59-62.

112. Васильев В. В. Плазмохимическое осаждение пленок диоксида и нитрида кремния для пассивации поверхности КРТ / В. В. Васильев, А. В. Войцеховский, Ф. Н. Дульцев, Т. А. Земцова, И. О. Парм, А. П. Соловьев // Прикладная физика. 2007. - № 5. - С. 62-66.

113. Машуков Ю. П. Низкочастотные диэлектрические характеристикинизкотемпературного двойного диэлектрика Si02/Si3N4 на CdxHgi.xTe // Автометрия. 1998. - № 5. - С. 92-98.

114. Kumar V. A CdTe passivation process for long wavelength infrared HgCdTephoto-detectors / V. Kumar, R. Pal, P. K. Chaudhury, B. L. Sharma, V. Gopal // Journal of Electronic Materials. 2005. - V. 34, № 9. - P. 1225-1229.

115. Вирт И. С. CdTe как пассивирующий слой в гетероструктуре CdTe/HgCdTe / И. С. Вирт, И. В. Курило, И. А. Рудый, Ф. Ф. Сизов, Н. Н. Михайлов, Р. Н. Смирнов // Физика и техника полупроводников. 2008. - Т. 42, вып. 7. - С. 788-792.

116. Lee М. Y. Behavior of elemental tellurium as surface generation-recombinationcenters in CdTe/HgCdTe interface / M. Y. Lee, Y. S. Lee, H. C. Lee // Applied Physics Letters. 2006. - V. 88. - P. 204101-204103.

117. Virt I. Properties of HgCdTe crystals passivated by A2B6 layers / I. Virt, M. Bilyk, I.

118. Stefaniuk, M. Kuzma // Solid State Electronics. 2001. - V. 45, № 10. - P. 17431746.

119. White J. K. Passivation effects on reactive-ion-etch-formed n-on-p junction in

120. HgCdTe / J. K. White, J. Antoszewski, R. Pal, C. A. Musca, J. M. Dell, L. Faraone, J. Piotrowski // Journal of Electronic Materials. 2002. - V. 31, № 7. - P. 743-748.

121. Зи С. Физика полупроводниковых приборов / С. Зи. М.: Энергия, 1973. - 656 с.

122. Маллер Р. Элементы интегральных схем / Р. Маллер, Т. М. Кейминс. М.: Мир, 1989.-630 с.

123. Ржанов А. В. Свойства структур металл-диэлектрик-полупроводник / А. В. Ржанов. М.: Наука, 1976. - 280 с.

124. Литовченко В. Г. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник / В. Г. Литовченко, А. П. Горбань. Киев: Наукова думка, 1978.-316 с.

125. Овсюк В. Н. Электронные процессы в полупроводниках с областями пространственного заряда / В. Н. Овсюк. Новосибирск: Наука, 1984. - 253 с.

126. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника / Л. Росадо. М.: Высшая школа, 1991.-351 с.

127. Гаман В. И. Физика полупроводниковых приборов: учебное пособие / В. И. Гаман. Томск: Изд-во НТЛ, 2000. - 426 с.

128. Moll J. L. Variable Capacitance with Large Capacity change // IRE Wescon Convention Record. 1959. - pp. 32-36.

129. Меньшикова Т. Г. Влияние флуктуаций встроенного заряда на электрофизические характеристики МДП структур / Т. Г. Меньшикова, А. Е. Бормонтов, В. В. Ганжа // Вестник ВГУ. Сер. Физика. Математика. 2005. -№ 1. - С. 75-79.

130. Гуртов В. А. Твердотельная электроника: учеб. пособие, 2-е изд., доп. / В. А. Гуртов. М.: Техносфера, 2005. - 408 с.

131. Bhan R. К. Zener tunneling effect on the C-V characteristics of Hg!xCdxTe MIS structures / R. K. Bhan, V. Dhar, P. K. Chaudhury, V. Gopal, К. C. Chhabra // Semicond. Sci. Technol. 1990. - V. 5. -P. 1093-1099.

132. Bhan R. K. Effect of 300 К ambient background on C-V characteristics of HgCdTe MIS-structures / R. K. Bhan, V. Dhar // Infrared physics and technology. 2000. -V.41.P. 155-162.

133. Овсюк В. H. Фоточувствительность структур In-SiO2-Cdo.28Hgo.72Te с непрозрачным полевым электродом / В. Н. Овсюк, В. В. Васильев, Ю. П. Машуков // Физика и техника полупроводников. 2000. - Т. 34, вып. 7. - С. 822-826.

134. Васильев В. В. Полевая зависимость фоточувствительности МДП-структур 1п-Si02-Hg0.72Cd0.28Te с непрозрачным полевым электродом / В. В. Васильев, А. Ф. Кравченко, Ю. П. Машуков // ФТП. 2002. - Т. 36, вып. 9. - С. 1068-1071.

135. Варламов И.В. Особенности вольт-фарадных характеристик варизонных МДП-структур / И. В. Варламов, Л. А. Вьюков // Физика и техника полупроводников. 1987. - Том 21, № 6. - С. 1064-1067.

136. Бузанева Е. В. Микроструктуры интегральной электроники / Е. В. Бузанева. -Москва: Радио и связь, 1990. 304 с.

137. Зон Б. А. Модель полупроводника с переходной областью переменного состава / Б. А. Зон, С. Э. Клейменов, А. Н. Лихолет, С. В. Фетисова // Микроэлектроника. 1992. - Т. 21, вып. 4. - С. 18-22.

138. Bahir G. Electrical properties of epitaxially grown CdTe passivation for long-wavelength HgCdTe photodiodes / G. Bahir, V. Ariel, V. Garber, D. Rosenfeld, A. Sher // Applied Physics Letters. 1994. - V. 65, № 21. - P. 2725-2731.

139. Tsau G. H. Low-frequency admittance measurements on the HgCdTe/Photox Si02 interface / G. H. Tsau, A. Sher, M. Madou, J. A. Wilson, V. A. Cotton, С. E. Jones // Journal of Applied Physics. 1986. - V. 59, № 4. - P. 1238 Yang M.J. 1244.

140. Yang M. J. Interface properties of HgCdTe metal-insulator-semiconductor capacitors / M. J. Yang, С. H. Yang, M. A. Kinch, J. D. Beck // Applied Physics Letters. 1989. - V. 54, № 3. - P. 265-267.

141. Jeon H. C. Surface passivation of Hgo.8Cdo.2Te grown by MBE / H. C. Jeon, J. H. Leem, Y. S. Ryu, С. K. Kang, N. H. Kim, T. W. Kang, H. J. Kim, D. Y. Kim, M. S. Han // Opto-electronics review. 1999. - V. 7 № 4. - P. 357-360.

142. Nakhmanson R. S. Freguency dependence of the photo-EMF of strongly inverted Ge and Si MIS-structures. Theory / R. S. Nakhmanson // Solid State Electronics. -1975. V. 18, Issues 7-8. - P. 617-626.

143. Nakhmanson R.S. Freguency dependence of the photo-EMF of strongly inverted Ge and Si MIS-structures. Experiments / R. S. Nakhmanson // Solid State Electronics. -1975. V. 18, Issues 7-8. - P. 627-634.

144. Колешко В. M. C-V методы измерения параметров МОП-структур / В. М. Колешко, Г. Д. Каплан // Обзоры по электронной технике. 1977. - Вып. 2(465). 82 с.

145. Nakhmanson R. S. On the theory of MIS capacitance / R. S. Nakhmanson // Solid State Electronics. 1976. - V. 19. - P. 745-758.

146. Карамышев В. П. Влияние функции распределения на теоретическую емкость области пространственного заряда полупроводника в МДП-структуре / В. П. Карамышев, Ю. И. Пашинцев // Электронная техника. Сер. 3, Микроэлектроника. 1976. - Вып. 3(63). - С. 13-19.

147. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.лит., 1970. - 720 с.

148. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.лит., 1986. - 544 с.

149. Фистуль В. И. Сильно легированные полупроводники / В. И. Фистуль. М.: Наука, 1967.-416 с.

150. Van Halen P. Accurate, short series approximations to Fermi-Dirac integrals of order -1/2, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2, 3, and 7/2 / Halen P. Van, D. L. Pulfrey // J. Appl. Phys. 1985. - V. 57, № 12. - P. 5271-5274.

151. Van Halen P. Erratum: "Accurate, short series approximation to Fermi-Dirac integrals of order -1/2, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2, 3, and 7/2" J. Appl. Phys. 57, 5271 (1985). / Halen P. Van, D.L. Pulfrey // J. Appl. Phys. 1986. v.59. №6. P. 2264-2265.

152. Блекмор Дж. Статистика электронов и дырок в полупроводниках / Блекмор Дж. -М.: Мир, 1964. 399 с.

153. Michael М. Е. MIS capacitance and derivative of capacitance with application to nonparabolic band semiconductors / M. E. Michael, W. F. Leonard // Solid State Electronics. 1974.-V. 17, № l.'-P. 71-85.

154. Leonard W. F. Carrier concentration of HgCdTe / W. F. Leonard, M. E. Michael // J. Appl. Phys. 1974. - V. 45, № 2. - P. 958-960.

155. Коренблит JI. Л. Структура зоны проводимости и механизм рассеяния электронов в арсениде индия / Л. Л. Коренблит, Д. В. Машовец, С. С. Шалыт // ФТТ. 1964. - Т. 6, вып. 2. - С. 559-575.

156. Кернер Б.С. Пороговые характеристики инфракрасных фоточувствительных приборов с зарядовой связью / Б.С. Кернер, В.В. Осипов, О.В. Смолин, А.Н. Суханов // Обзоры по электронной технике. Серия 2. Полупроводниковые приборы. -1989. Вып. 8. - С. 47.

157. Несмелов С.Н. Релаксационные процессы с МДП-структурах на основе Si, стимулированные слабым магнитным полем: Дис. . канд. физ. -мат.наук. / Томский государственный университет. Томск, 1998. - 190 с.

158. Nakhmanson R. S. Measuring of small signal photo-EMF of Si and Ge MIS-structures using scanning light probe / R. S. Nakhmanson, L. K. Popov // Physica status solidi (a). 1978. - V. 46, № 1. - P. 59.

159. Nemirovsky Y. Admittance measurements of metal-insulator-semiconductor devices in p-type HgCdTe / Y. Nemirovsky, I. Bloom // Journal of vacuum science and technology A. V. 6. - P. 2710-2715.

160. Триболе Ф. Большие смотрящие KPT-матрицы компании "Софрадир" / Ф. Триболе, Ж. Дестефанис // Прикладная физика. 2007. - № 2. - С. 54-64.

161. Войцеховский А. В. Влияние сопротивления объема эпитаксиальной пленки на вольт-фарадные характеристики МДП-структур HgCdTe/АОП и HgCdTe/Si02/Si3N4 / А. В. Войцеховский, С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух // Известия ВУЗов. Физика. 2005. - № 6. - С. 31-37.

162. Несмелов С. Н. Электрические свойства МДП-структур на основе варизонного теллурида кадмия ртути, созданного методом молекулярно-лучевой эпитаксии / С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух // Известия ВУЗов. Физика. 2005. - № 6. Приложение. - С.44^45.

163. Войцеховский А. В. Электрические свойства МДП-структур на основе варизонного КРТ МЛЭ / А. В. Войцеховский, С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух // Известия ВУЗов. Физика. 2006. - Т. 49, № 9. Приложение. - С. 154-158.

164. Войцеховский А. В. Исследование свойств границ раздела HgCdTe/АОП и HgCdTe/Si02-Si3N4 / А. В. Войцеховский, С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух // Известия ВУЗов. Физика. 2006. - Т. 49, № 9. Приложение. - С. 159-163.

165. Дзядух С. М. Электрические характеристики МДП-структур на основе МЛЭ HgCdTe / С. М. Дзядух, С. Н. Несмелов // Известия ВУЗов. Физика. 2006. -Т. 49, № 3. Приложение. - С. 196-197.

166. Войцеховский А. В. Электрические характеристики МДП-структур на основе гетероэпитаксиального HgCdTe с варизонными слоями / А. В. Войцеховский, С. М. Дзядух, С. Н. Несмелов, И. В. Романов // Известия вузов. Физика. 2008. - Т. 51, № 9/3. - С. 143-147.

167. Войцеховский А. В. Фотоэлектрические свойства МДП-структур на основе гетероэпитаксиального HgCdTe с варизонными слоями / А. В. Войцеховский, С. М. Дзядух, С. Н. Несмелов // Известия вузов. Физика. 2008. - Т. 51, 9/3. -С. 147-151.

168. Войцеховский А. В. Фотоэлектрические характеристики МДП-структур на основе материала кадмий-ртуть-теллур, полученного методом молекулярно-лучевой эпитаксии / А. В. Войцеховский, С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух, В. В.

169. Васильев, В. С. Варавии, С. А. Дворецкий, Н. Н. Михайлов, Ю. Г. Сидоров, Ю. П. Машуков, М. В. Якушев // Прикладная физика. 2010. - № 3. - С. 119123.

170. Войцеховский А. В. Исследование свойств границ раздела варизонного HgCdTe МЛЭ с различными диэлектриками / А. В. Войцеховский, С. М. Дзядух, С. Н. Несмелов // Известия вузов. Физика. 2010. - Т. 53, № 9/3. - С. 135-136.

171. Несмелов С. H. Электрофизические свойства МДП-структур HgCdTe/Si02-Si3N4 / С. Н. Несмелов, С. М. Дзядух // Доклады международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (ФХП-9). -2004.-Т. 2. С. 445-446.

172. Войцеховский А. В. Свойства МДП-структур на основе CdHgTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии / А. В. Войцеховский, С. Н.

173. Несмел ов, С. М. Дзядух // Сборник трудов III Международной конференции по физике кристаллов «Кристаллофизика 21-го века», 20-26 ноября 2006.-2006.-С. 314-315.

174. Международной научно-технической конференции по фотонике и приборам ночного видения 25-28 мая 2010, Москва. — 2010. С. 163-164.

175. Dzjadukh S.M. Electrical characteristics of MIS- structures based on MBE n-Hgl-xCdxTe (x=0.29-0.31) with nanostructures // German-Russian forum Nanophotonics and Nanomaterials. 16-17 сентября 2010. Tomsk. 2010. - P. 62.