Гетероструктуры (Al)GaN/AlN для полупроводниковой фотоэлектроники ближнего УФ-диапазона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Мазалов, Александр Владимирович

• Мазалов, Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Мазалов, Александр Владимирович

Оглавление

Введение

Глава 1. Фотоприемные приборы УФ-диапазона на основе гетероструктур (Al)GaN/AlN

1.1. Естественное ультрафиолетовое излучение

1.2. Основные параметры полупроводниковых фотоприемных приборов УФ-диапазона

1.3 Основные типы полупроводниковых фотоприемных приборов УФ-диапазона

1.4 Преимущества использования гетероструктур (Al)GaN/AlN для создания фотоприемных приборов УФ-диапазона

1.5. Выращивание гетероструктур (Al)GaN/AlN методом МОС-гидридной эпитаксии

1.6. Принципы работы УФ-ФК. Влияние основных параметров гетероструктур (Al)GaN/AlN на характеристики приборов

Глава 2. Эпитаксиальное оборудование для формирования гетероструктур (Al)GaN/AlN. Характеристики измерительного оборудования, использовавшегося для исследования гетероструктур

(Al)GaN/AlN

2.1 Установка МОС-гидридной эпитаксии

2.2. Измерительное оборудование, использовавшееся для исследования

гетероструктур (Al)GaN/AlN

Глава 3. Разработка эпитаксиальных гетероструктур (Al)GaN/AlN для УФ-

фото катодов

3.1. Создание оконных слоев A1N для УФ-фотокатодов

3.2 Исследование роста активной области p-GaN на оконном слое

A1N

3.3. Влияние толщины оконного слоя AIN на параметры активной области p-GaN УФ-ФК

3.4. Оптимизация условий легирования активной области УФ-ФК

3.5. Оптимизация условий термического отжига активной области УФ-

ФК

3.6 Создание УФ-фотокатодов и исследование их характеристик

Глава 4. Разработка гетероструктур для солнечно-слепых и видимо-слепых

p-i-n ФП

4.1. Использование сверхрешетки AlGaN/AIN для уменьшения плотности

дефектов в рабочих слоях p-i-n УФ-ФП

4.2 Разработка активных слоев солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n

ФП

4.3. Создание солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n ФП и исследование их характеристик

Выводы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гетероструктуры (Al)GaN/AlN для полупроводниковой фотоэлектроники ближнего УФ-диапазона»

Введение

Привлекательность работы фотоэлектронных устройств ближнего УФ-диапазона, в первую очередь, связывают с наличием поглощения света в диапазоне 200-280 нм верхними слоями атмосферы [1]. Это позволяет считать, что солнечное излучение не влияет на работу фотоприемных приборов данного спектрального диапазона при регистрации источников УФ-излучения. Широкое многообразие задач, связанных с необходимостью детектировать излучение УФ-диапазона, предопределило целый ряд подходов по практической реализации соответствующих фотопреобразователей, в том числе на основе полупроводниковых материалов. В последнее время обозначилась тенденция к все более расширяющемуся использованию нитридов III-группы для решения указанных задач. Особенно привлекательным выглядит применение гетероструктур (Al)GaN/AlN для создания УФ-фотоприемников (УФ-ФП) и УФ-фотокатодов (УФ-ФК), благодаря непрерывному ряду твердых растворов и широкому диапазону изменения ширины запрещенной зоны от GaN (3,42 эВ) до A1N (6,2 эВ). Известная проблема в технологии гетероструктур (ГС) на основе нитридов III-группы заключается в отсутствии коммерчески доступных собственных подложек. В настоящее время в качестве подложечного материала широко используется сапфир (AI2O3), прозрачный во всем видимом и ближнем ультрафиолетовом диапазонах длин волн. Это позволяет осуществлять ввод излучения через подложку, что важно для ряда практических применений. Существенным недостатком таких подложек является сильное несоответствие периодов кристаллических решеток сапфира и нитридов III-группы, что затрудняет прямое получение ГС с высоким кристаллическим совершенством.

Для получения УФ-изображений перспективными являются приборы на основе ФК, работающих на просвет, и матричные p-i-n ФП.

Для создания УФ-ФК, чрезвычайно важно получить тонкий (100-200 нм) активный слой p-GaN высокого качества, сформированный на подложке прозрачной для УФ-излучения. Традиционные подходы с использованием

низкотемпературных зародышевых слоев GaN или A1N, широко распространенные при создании светодиодов, ориентированы на получение слоев GaN толщиной 3-5 мкм [2]. Такие толщины GaN неприемлемы для создания УФ-ФК, работающих на просвет. Для получения на сапфировых подложках эпитаксиальных слоев GaN требуемой толщины необходимо разработать подходы с использованием согласующих оконных слоев A1N или AlGaN, прозрачных в УФ области спектра.

Как и в случае УФ-ФК, для создания p-i-n УФ-ФП требуется формирование на сапфировых подложках тонкого слоя GaN с использованием широкозонных оконных слоев A1N или AlGaN, прозрачных в УФ области спектра. Кроме того, характерной особенностью p-i-n УФ-ФП является наличие сильно легированных фильтрующих и оконных слоев AlGaN п- и р- типа проводимости с высоким содержанием А1 [ 3 ]. Технические характеристики указанных приборов в значительной степени определяются параметрами и качеством ГС (Al)GaN/AlN, поэтому их совершенствование представляется актуальным для создания оптических систем и комплексов УФ-диапазона.

Целью диссертационной работы является разработка технологических подходов и выбор режимов формирования ГС (Al)GaN/AlN методом МОС-гидридной эпитаксии для фотоприемных приборов, работающих в ближнем УФ диапазоне, и определение взаимосвязи между приборными характеристиками и параметрами ГС.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать особенности формирования оконного слоя A1N, осажденного на сапфировой подложке.

2. Разработать процесс получения тонкого (0,1-0,2 мкм) активного слоя GaN на оконном слое A1N.

3. Определить режимы легирования и условия термического отжига эпитаксиальных слоев (Al)GaN:Mg для получения р-типа проводимости в широком диапазоне концентрации носителей заряда.

4. Разработать конструкцию и процесс формирования ГС для изготовления УФ-ФК (200-365 нм), солнечно-слепых (250-280 нм) и видимо-слепых (320-360 нм) p-i-n ФП.

5. Изучить характеристики фото приемных приборов УФ-диапазона на основе ГС (Al)GaN/AlN и установить взаимосвязь их выходных характеристик с параметрами ГС.

Научная новизна работы:

1. Высококачественные оконные слои A1N для фотоприемных приборов УФ-диапазона с вводом излучения через подложку получены путем совместного использования высокой температуры роста и переменного отношения V/III.

2. Для получения р-типа проводимости активной области p-GaN УФ-ФК, контактного p-GaN и фотодиодного p-Alo,45Gao,55N слоев p-i-n ФП использовался двухступенчатый быстрый термический отжиг, обеспечивающий эффективную активацию примеси Mg.

3. Установлена взаимосвязь между квантовой эффективностью УФ-ФК и структурным совершенством активной области ГС (Al)GaN/AlN.

4. Экспериментально показано, что введение в состав широкозонного оконного слоя короткопериодной сверхрешетки AlGaN/AIN позволяет формировать слои n-Alo^Gao^N и p-Alo^sGao^sN требуемого качества в составе одной ГС, обеспечивающие изготовление солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n ФП на их основе.

Практическая значимость результатов работы:

1. Предложены режимы формирования оконного слоя A1N для приборных структур p-i-n УФ-ФП и УФ-ФК.

2. Предложен и апробирован подход по активации примеси р-типа проводимости в эпитаксиальных слоях GaN:Mg с использованием двухступенчатого быстрого термического отжига, позволяющий получать сильнолегированные слои с концентрацией дырок р>1018 см"3.

3. Разработана конструкция и методика получения ГС (Al)GaN/AlN для УФ-ФК. На основе полученных образцов изготовлены фотоприемные модули, показавшие квантовую эффективность 20-26 % на длинах волн 240-300 нм.

4. Созданы ГС (Al)GaN/AlN и на их основе изготовлены матричные солнечно-слепые и видимо-слепые p-i-n ФП, формата 320x256 с шагом 30 мкм и размером фоточувствительной площадки 25x25 мкм. Спектральная чувствительность составляла 30-35 мА/Вт для солнечно-слепого (250-270 нм) и 40-41 мА/Вт для видимо-слепого (330-350 нм) p-i-n ФП.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Для формирования высококачественного оконного слоя A1N фотоприемных приборов УФ-диапазона, работающих с вводом излучения через подложку, необходимо использовать комбинацию высокотемпературных режимов получения с низким отношением V/III, изменяющимся в процессе роста.

2. Применение двухступенчатого быстрого термического отжига позволяет сформировать активную область УФ-ФК и контактный слой p-i-n ФП с концентрацией дырок р>1018 см"3.

3. Использование тонкого оконного слоя AIN (d=20-40 нм) является одним из способов обеспечения высокой спектральной чувствительности (>45 мА/Вт) УФ-ФК на основе ГС (Al)GaN/AlN.

4. Использование короткопериодной сверхрешетки AlGaN/AIN в дополнение к высокотемпературному оконному слою A1N позволяет формировать высококачественные ГС (Al)GaN/AlN, обеспечивающие возможность создания на их основе солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n ФП со спектральной чувствительностью более 30 мА/Вт в соответствующих диапазонах À=250-270 нм и >.=330-350 нм.

Основные научные положения и выводы подтверждаются использованием современных измерительных установок и приборов, публикациями в рецензируемых журналах и обсуждениями на международных конференциях.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XXI Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения (Москва, Россия, 2010), X Юбилейной Международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии» (Ставрополь, Россия, 2010); XIV Национальной конференции по росту кристаллов (Москва, Россия, 2010); 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» (Санкт-Петербург, Россия, 2011); XXII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения (Москва, Россия, 2012); XV-той Международной конференции Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы (Ульяновск, Россия, 2012); 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (St. Petersburg, Russia, 2012); 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» (Москва, Россия, 2013); XI Российской конференции по физике полупроводников (Санкт-Петербург, Россия, 2013).

По материалам диссертации опубликовано 18 работ, из которых 4 в рецензируемых журналах и 14 в сборниках материалов и трудов конференций.

Глава 1. Фотоприемные приборы УФ-диапазона на основе гетероструктур (Al)GaN/AlN

1.1. Естественное ультрафиолетовое излучение

В УФ-диапазоне обычно выделяют три части: -длинноволновый, или UV-A: 1=315-380 нм; -средневолновый, или UV-B: А,=280-315 нм; -коротковолновый, или UV-C: >.=200-280 нм.

Граница 320 нм диапазона UV-A определяется коротковолновой границей пропускания обычных стекол. Излучение UV-C короче 280 нм поглощается в озоновом слое атмосферы на высоте 40-50 км. Озон образуется из кислорода при облучении его ультрафиолетовым излучением с энергией фотонов hv > 5,12 эВ (1 < 242 нм). Процесс протекает в две стадии. Первая это диссоциация молекулярного кислорода на атомы. Вторая стадия это объединение атома и молекулы кислорода в молекулу озона. Схематически процесс представлен следующими реакциями [1]:

(1.1.1) (1.1.2)

(1.1.3)

Коэффициент поглощения света газообразным озоном в видимой области спектра очень мал (< 0,06 см"1), но в ультрафиолетовой области при X, = 200 - 300 нм достигает значений 150 см"1, причем максимум поглощения расположен на 255 нм рис. 1.1.1 Общее содержание озона определяется равновесием между образованием, переносом и разрушением озона. Разрушение озона происходит под действием света и реакции с атомарным кислородом:

(1.1.4)

(1.1.5)

02 + hv —► 20 02 + О —► 03 302 + 68 ккал -»• 203

03 + hv —► 02 + О 03 + О —> 202

Также убывание озона может происходить в результате каталитических процессов:

Х+03-+Х0+02 Х0+0^Х+02 Оз+О—>202

(1.1.6)

(1.1.7)

(1.1.8)

где катализаторами X могут быть, например, радикалы ОН, Н, NO, CI, Вг [1].

1800 §_ 1600 ^g 1400 ^

1200 f

1000

Q

* «S4

в

0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 Wavelength, jam Рис. 1.1.1 - Спектр излучения Солнца вне земной атмосферы; 2 - на поверхности Земли; 3 - спектр поглощения солнечного света озоном. [1]

В результате естественный УФ-фон на поверхности Земли состоит только из UV-A и частично UV-B спектров, что составляет не более 1,5% от солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, при исходной доле УФ-спектра в

излучении Солнца около 5%. Наименьшая наблюдавшаяся длина волны на Земле - 286 нм — была выявлена в полярной области Земли. Кроме озона сильное поглощение УФ излучения в атмосфере дает и молекулярный кислород 02, полосы поглощения которого начинаются с 200 нм и короче и имеют максимум поглощения на 186 нм. Полосы поглощения УФ в атмосфере имеют также монооксид углерода СО: А,=130 нм; водяные пары Н20: 1=140 нм; метан: А,=147 нм; аммиак: А,=220 нм. Излучение короче 120 нм ("вакуумный УФ") быстро поглощается во всех материалах и газах и используется только в вакуумной спектроскопии и внеатмосферной астрофизике.

Так как излучение Солнца в диапазоне иУ-С почти полностью поглощается верхними слоями атмосферы, то на поверхности Земли оно может присутствовать только в искусственных высокотемпературных источниках, например в спектре излучения сильно нагретых газов (Т>4000 К), электрических разрядов и дуг. Этот факт, позволяет считать, что солнечное излучение не влияет на УФ-детекторы ЦУ-С диапазона (рис. 1.1.1) при обнаружении и идентификации источников УФ-излучения, в том числе и на фоне ярких источников видимого и ИК-излучения. [4]

1.2. Основные параметры полупроводниковых фотоприемных приборов

УФ-диапазона

Полупроводниковые фотоприемники обычно характеризуются различными параметрами такими, как [5,6]:

- спектральная область фоточувствительности АХ;

- квантовая эффективность С)Е = (1 - Я)г](1 - а) или токовая фоточувствительность Б] = (^Е/Ьу;

- площадь фотоприемной поверхности 8ея$

- рабочее напряжение Ур;

- темновой ток

-удельная обнаружительная способность Б* = (20/Ьс1)1/2

- быстродействие т (или граничная рабочая частота

- емкость С;

- операционные параметры - стабильность, устойчивость к ионизирующему излучению, максимально допустимое рабочее напряжение Утах, масса, габариты.

Здесь X - длина волны падающего излучения, Я - коэффициент отражения света от поверхности структуры, г) - внутренний квантовый выход, а - коэффициент потерь, Ьу - энергия кванта света, в - скорость генерации носителей, Ь — постоянная Планка, с — скорость света, I — толщина детектора.

Длинноволновая граница идеального фотоприемника должна соответствовать границе видимой и УФ областей (А. = 0,38 мкм), т.е. коэффициент поглощения света в исходном полупроводнике должен быть как можно меньшим при X > 0,38 мкм и как можно большим при X < 0,38 мкм.

Существует несколько способов создания необходимой спектральной области фоточувствительности [1]:

1) использование широкозонных полупроводниковых материалов с Eg, близкой к 3,2 эВ, таких как ваИ, АЮаТЧ, 6С-81С, 4Н-8Ю.

2) использование непрямозонных полупроводников с величиной Eg существенно меньшей 3,2 эВ, но с пороговой энергией прямых переходов Е0, близкой к этой величине, - например, ваР (Eg = 2,26эВ, Е0 = 2,8 эВ); при этом предполагается, что коэффициент поглощения света при Ьу < Е0 должен быть достаточно мал, а при Иу > Ео - достаточно велик;

3) использование хорошо освоенных промышленностью полупроводников, таких как 81, в сочетании с корректирующими УФ светофильтрами.

Диоды Шоттки (поверхностно-барьерные диоды) со структурой металл-полупроводник (т — б) широко используются в качестве УФ фотоприемников, поскольку область поглощения коротковолнового излучения находится вблизи поверхности полупроводника, в слое объемного заряда, где присутствует высокое электрическое поле и, следовательно, поверхностная рекомбинация не оказывает существенного влияния на процесс фотоэлектропреобразования. Высота идеального барьера Шоттки цсрв на основе полупроводников, в которых плотность

поверхностных состояний мала, определяется работой выхода электронов из металла Фти сродством к электрону полупроводника (рис. 1.2.1) [1].

Рис. 1.2.1. Энергетическая диаграмма барьера Шоттки для структуры Рё-р-

Al0.06Ga0.94N. [1]

Существуют три основных механизма протекания темнового тока ^ в барьерах Шоттки на основе широкозонных полупроводников с высокой подвижностью основных носителей заряда [7]:

1) Если концентрация носителей заряда мала (потенциальный барьер широкий), то ток протекает за счет термического возбуждения электронов и их перехода из полупроводника в металл или обратно (термоэлектронная эмиссия).

2) Если концентрация носителей заряда в полупроводнике очень велика (потенциальный барьер достаточно узок), то ток протекает за счет туннелирования сквозь барьер по всей его высоте (полевая эмиссия).

3) Если концентрация носителей заряда в полупроводнике не так велика, чтобы носители могли туннелировать через барьер по всей его высоте, то ток обусловлен термическим возбуждением носителей и туннелированием их сквозь вершину барьера.

Фоточувствительность диодов Шоттки (т-з-структур) определяется двумя процессами. Первый это генерация электронов в металле и переход их в полупроводник при энергии фотонов Иу > qфв [ 8 ]. Второй это генерация электронно-дырочных пар в полупроводнике и разделение их полем объемного заряда при энергии фотонов Ьу > Eg [9]. Второй процесс — существенно более эффективный, чем первый.

По сравнению с диодами Шоттки высота потенциального барьера в р-п-переходах имеет большую величину и близка к ширине запрещенной зоны полупроводника Eg (рис. 1.2.2).

Быстродействие фотоприемников с р-п-структурой определяется временем диффузии от места их генерации до слоя объемного заряда временем переноса заряда электрическим полем через обедненную область тс, и постоянной времени ЯС -цели ткс. Для диодов Шоттки практически всегда быстродействие определяется постоянной времени ЯС-цели тас, поскольку тс очень мало, а время диффузии несущественно. Поэтому быстродействие диодов Шоттки оказывается на 2-3 порядка выше, чем у фотоприемников на основе р-п переходов. [1]

Шумовые свойства структур с потенциальным барьером определяются:

—тепловым шумом, возникающим вследствие хаотического теплового движения электронов.

—дробовым шумом, связанным с хаотическими флуктуациями тока через барьер. Дробовой шум преобладает в структурах большой площади, работающих

в режиме фотодиода, при больших токах утечки и в случае детектирования особо слабых сигналов.

-фликкер-шумом (1/0? обусловленным хаотическими изменениями сопротивления структуры (хаотическими изменениями концентрации и подвижности носителей заряда) [1].

1.3 Основные типы полупроводниковых фотоприемных приборов УФ-

диапазона

На рис. 1.3.1 представлены основные полупроводниковые материалы и ширина запрещенной зоны этих материалов. Также приведены значения длин волн соответствующие ширине запрещенной зоны. [10]

Кремниевые р-п-фотоприемники - до сих пор самый распространенный тип фотоприемных устройств. Это связано, прежде всего, с низкой себестоимостью 81 пластин и хорошо освоенной технологией производства. Кроме того, 81 хорошо

зарекомендовали себя в качестве солнечных элементов. Поскольку скорость поверхностной рекомбинации в велика (Ч ~ 104см/с), а она оказывает существенное влияние на квантовую эффективность фотоэлектропреобразования р-п-структур, то для ее уменьшения используются структуры Бь-БЮг (уг~ 104см/с) [11] или изготавливаются структуры с тянущим полем, например, за счет неоднородного легирования.

italics - indirect gap Block - direct gap

>AIN О

MgO

13 MkO

BN

•(WZ) U (ZB) III - nitride

g (ZB) III - V C(WZ) Ö (ZB)II-VI O(H) g (C) IV-IV О (D) IV

Q Diamond

ZnS

О

GaH

_Q

CdO Jr&b-ßO-SiC CdO О g 8

InN Cold!

InN С new)

CdS

О BP CdS «

Si

0Ш lnP

л ■ a AlSb CdTe GaAs G^Sb

àe inAsI

00

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

Lattice constant, a (A)

6.0

6.5

200

E с

CD С О) О

400 Ш

600

800 1000

2000 4000 10000

Рис. 1.3.1. Основные полупроводниковые материалы. [10]

Разработаны три основных типа Бьдетекторов: с инверсионным слоем, с р^-п'исп- р-структурой. В структурах первого типа [12] между подложкой р^ и окисным слоем создается тонкий инверсионный слой п-Бц В структурах второго типа (р" - п) [13] для расширения спектральной области изготавливаются два перехода, один - мелкий (~ 0.1 мкм), второй - более глубокий 5 мкм): на подложке из р-81 эпитаксиально выращивается слои п-Б^ в него проводится двойная диффузия бора. Приборы оказались недостаточно стабильными из-за неконтролируемой диффузии атомов В от поверхности в слой окисла. Наиболее стабильны п-р-фотоприемники [14]. Они создавались путем диффузии Аб (или Р)

в р-Б! (с удельным сопротивлением р = 100 Ом см), изготовления охранных колец р+- и п+-типа и антиотражающего покрытия толщиной ~ 60 нм. [1]

Коммерческие 8ьфотодиоды имеют спектральную область фоточувствительности X = 0,2 -1,1 мкм (рис. 1.3.2), причем максимум спектра находится в ИК области (0,8 - 1 мкм). Их фоточувствительность достигает 0,5А/Вт при X. = 0,8 — 1 мкм и 0,1 А/Вт при X = 0,2 - 0,25 мкм, обнаружительная способность составляет Б* ~ 1015 Вт1 • Гц1/2 •см в максимуме спектра, темновои ток ^ ~ 2 нА, оптимальное рабочее напряжение Уор = 10 В. [15]

Wavelength, цт

Рис. 1.3.2. Спектр фоточувствительности промышленного 81-фотоэлектропреобразователя с р-п переходом. Т = 300 К. [15]

В то же время р — п-фотоприемники на основе 81 имеют два существенных недостатка: во-первых, их фоточувствительность в ИК и видимой областях спектра существенно превосходит чувствительность в УФ области, что приводит к большим ошибкам измерений, так как обычно слабый УФ сигнал измеряется на фоне мощного видимого или ИК излучения, несмотря на применяемые

светофильтры. Вторым недостатком является деградация фото приемных структур под действием УФ-излучения. [1]

Дальнейшие исследования в области УФ фотоприемных устройств были направлены на использование более широкозонных полупроводников, таких как ваАз [16] и 1пР [17]. Фоторезисторы на основе 1пР (Е = 1,344 эВ) имели широкий спектр квантовой эффективности (0,2 - 1 мкм) с максимумом ((^Е ~ 0,65), расположенным в ИК области (~ 0,9мкм) [17].

В работах [18,19] были обоснованы преимущества фотоприемников на основе СаАзо,бзРо,з7 (Её = 1,848 эВ при 300 К) по сравнению р-п структурами на основе 81: существенно меньшая чувствительность к ИК излучению (спектральная область 0,2-0,68 мкм); высокая стабильность; хорошее согласование с оптическими фильтрами. Токовая фоточувствительность таких структур 81 ~ 0,2 А/Вт в максимуме и 8] = 0,02 - 0,03 А/Вт при 0,254 мкм. Удельная обнаружительная способность ~ 10|4-1015 Вт"1 • Гц'/2 см. Использование ОаР в фотоэлектропреобразователях для УФ области спектра основано на том, что, хотя ваР имеет Eg =2,27эВ, что значительно меньше энергии квантов УФ излучения, этот полупроводник непрямозонный и имеет пороговую энергию прямых оптических переходов с высоким коэффициентом поглощения света (Е0 = 2,8 эВ), достаточно близкую к границе УФ области спектра.

Спектральная область чувствительности фотодиодов Шоттки Аи-ваР составляла 0,2 - 0,55мкм (рис. 1.3.3) с максимумом при ~ X = 0,4мкм [20,21]. Величина 81 достигала 0,12 А/Вт в максимуме спектра и 0,03 А/Вт при 0,254мкм. Величина Э* в этих структурах достигала 1013 - 1014 Вт^Тц'Лсм [20]. Использование 1ТО (оксид 1п и 8п) вместо Аи в качестве материала для создания барьера Шоттки позволило увеличить фоточувствительность до 0,3-0,34 А/Вт [ 22 ]. Для устранения чувствительности к видимому свету ваР-фотодиоды комплектуются УФ светофильтрами.

Для регистрации коротковолнового излучения (<200 пш) обычно используются фотокатоды на основе Сз-1, СБ-Те и ЯЬТе, а для регистрации длинноволнового (>400 пт) мультищелочные фотокатоды и фотокатоды на

основе ОаАБ. Фотокатоды на основе СзТе и ШэТе могут использоваться в спектральном диапазоне 100-300 нм, однако они имеют не слишком высокую квантовую эффективность. Мультищелочные фотокатоды имеют хорошую

Х,МНМ

Рис. 1.3.3. Спектр чувствительности фотоприемников с барьером Шоттки: (а)

1ТО-СаР; (б) Аи-ваР. [22]

Поэтому для работы этих приборов в солнечно слепом диапазоне необходимо использовать фильтры видимого света, для того чтобы избежать паразитной засветки. Ниже 200 нм достаточно эффективными являются фотокатоды на основе Сз-1 (>50% на длине волны 100 нм и ниже) [23].

Наиболее высокие характеристики полупрозрачных С82Те-фотокатодов, пригодных для создания ФПМ, регистрирующих изображение, были получены специалистами четырёх ведущих мировых компаний: Ргохкгошс (Германия),

Photek (Великобритания), DEP (Голландия) и Hamamatsu (Япония). Основные характеристики Сз2Те-фотокатодов, представленные на сайтах этих компаний за последние ~ 10 лет практически не изменились. Таким образом, можно полагать, что характеристики Сз2Те-фотокатодов приблизились к своим предельным значениям и их существенное улучшение в будущем маловероятно. Наибольшая квантовая эффективность Cs2Te - фотокатодов, равная 22 -24% на длине волны ~ 250 нм, была достигнута те Proxitronic [24]. Несколько меньшие значения квантовой эффективности Cs2Te - фото катодов, равные 17-19%, были достигнуты специалистами Phtonis (DEP) [25] и Photek [26]. Квантовая эффективность аналогичных фотокатодов «от Hamamatsu» ещё ниже и не превышает 12-15% [27]. Спектр квантовой эффективности Cs2Te фотокатода, показан на рис. 1.3.4.

0.12-

0.09-

л н о о к

PQ

К н и

<D

, Q |

^ 0.06 «

сЗ PQ О

н к а

PQ

0.03

200 250 300 350

Длина волны, нм

Рис. 1.3.4. Спектр квантовой эффективности Cs2Te фотокатода производства «Hamamatsu». [31]

Формы спектральных зависимостей квантовой эффективности этих фотокатодов, представленные на сайтах указанных выше компаний, примерно совпадают. Из рисунка видно, что коротковолновая граница рабочего диапазона этого фотокатода расположена при длине волны, примерно равной ~ 200 нм.

Длинноволновая граница рабочего диапазона, на которой квантовая эффективность уменьшается до 10% от своего максимального значения, лежит в интервале длин волн от 320 нм до 350 нм.

Фотоприемники на основе полупроводниковых нитридов перспективны для УФ области спектра, поскольку это прямозонные материалы, их ширина запрещенной зоны близка к границе видимой и УФ областей спектра. Система АШ-СаИ образует непрерывный ряд прямозонных твердых растворов, позволяющих создавать фотоприемники с высокой квантовой эффективностью и резким длинноволновым краем фоточувствительности, расположенным практически в любом месте ближней УФ области. [1]

Диоды Шоттки на основе структур Pd-n-GaN-n+-GaN (п = 3-1016-1017 см"3, п+ =

1 О Л

3-10 см" ) имели спектральную область чувствительности 0,25-0,37 мкм, величину 81 = 0,18 А/Вт (С)Е = 60 %), которая мало изменялась во всем спектральном диапазоне (рис. 1.3.5). Основным шумом в структурах был шум типа \И [28]. Другой тип структур, металл-полупроводник-металл (т-з-т), был реализован в работах [29,30]. Приборы имели такую же спектральную область и 81= 0,17 А/Вт. Диоды Шоттки типа «сэндвич» Ag-GaN:Mg-Au [31], в которых ОаК сильно легирован магнием, имели резкий край спектра фототока при X = 0,36 мкм (С)Е = 0,4, 81 = 0,11 А/Вт при X = 0,32мкм, ^=10"" А при У= -1 В). С ростом обратного смещения до - 5 В величина 81 существенно возрастает, а затем достигает насыщения [32]. В работах [29,30] были изготовлены вертикальные и латеральные СаК-фотоприемники с барьером Шоттки и показано, что приемники с вертикальной структурой имеют большую эффективность благодаря улучшенным характеристикам тыльного омического контакта и большую обнаружительную способность благодаря меньшему уровню шума типа \И из-за меньшего влияния дислокаций на транспорт носителей. Свойства фотоприемников (в частности, т-з-т-структур) существенно зависят от структурных свойств исходного материала и, следовательно, от величины рассогласования постоянных решетки подложки и слоя Да/а. Обычно GaN выращивается на сапфире (Да/а = 16%) или (Да/а = 3,2%). В качестве полупроницаемого для

света металла в ваИ-диодах Шоттки вместо Аи можно использовать 1ТО, что, как и в случае ваР, приводит к росту квантовой эффективности (от 27 до ~ 40%) [33]. Фотодиоды Шоттки на основе п-ваК (п = 3-1016 см"3), пассивированные слоем БЮг, имели постоянную времени 15 не, определяемую 11С-цепыо, причем наблюдалось внутреннее усиление при прямом смещении [34].

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Мазалов, Александр Владимирович

Выводы

1. Исследованы особенности формирования оконного слоя A1N, осажденного на сапфировой подложке. Для формирования оконных слоев требуемого качества необходимо использовать комбинацию высокотемпературных режимов получения с низким отношением V/III (от 1 до 100), изменяющимся в процессе роста.

2. Определены режимы легирования и условия термического отжига эпитаксиальных слоев (Al)GaN:Mg для получения р-типа проводимости. Установлена зависимость концентрации дырок от расхода легирующей примеси Cp2Mg. Для получения р-типа проводимости исследованы различные режимы отжига слоев (Al)GaN.Mg а атмосфере азота. Предложен и апробирован подход по активации примеси р-типа проводимости в эпитаксиальных слоях GaN:Mg с использованием двухступенчатого быстрого термического отжига, позволяющий получать сильнолегированные слои с концентрацией дырок р>1018 см"3.

3. Исследовано влияние толщины оконного слоя A1N на характеристики УФ-ФК. С уменьшением толщины оконного слоя A1N квантовая эффективность УФ-ФК увеличивается. Наибольшие значения квантовой эффективности были получены у образцов с тонким оконным слоем (20 нм) и составляли 26 %.

4. Экспериментально показано, что введение в состав широкозонного оконного слоя короткопериодной сверхрешетки AlGaN/AIN позволяет формировать слои n-Alo^Gao^N и p-Alo^sGao^sN требуемого качества в составе одной ГС, обеспечивающие изготовление солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n ФП на их основе.

5. Сформированы фильтрующие слои n-Alo^Gao^N, n-Al0;25Gao,75N и фотодиодный слой p-Alo^Gao^N для солнечно-слепых и видимо-слепых p-i-n ФП. Для n-Alo,6Gao,4N получены значения удельного электрического сопротивления, подвижности и концентрации носителей заряда на уровне а = 0,022 Омсм, ц = 33,5 см2/В-с и п = 8,5-1018 см"3. Для n-Alo^GaojsN значения электрофизических параметров составляли о = 0,027 Ом см, ц = 70 см7В с и

18 3

n = 3-10 см" . Для фото диодного слоя p-Alo,45Gao,55N полученные значения составляли о = 8 Ом-см, ц = 701 см2/В с и р = 81017 см"3.

6. Созданы ГС (Al)GaN/AlN и на их основе изготовлены матричные солнечно-слепые и видимо-слепые p-i-n ФП, формата 320x256 с шагом 30 мкм и размером фоточувствительной площадки 25x25 мкм. Спектральная чувствительность составляла 30-35 мА/Вт для солнечно-слепого (250-270 нм) и 40-41 мА/Вт для видимо-слепого (330-350 нм) p-i-n ФП.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1. Мармалюк A.A., Андреев А.Ю., Ладугин М.А., Мазалов A.B., Падалица A.A., Рябоштан Ю.Л., Телегин К.Ю. МОС-гидридная эпитаксия в технологии фотоэлектронных приборов // Тезисы докладов XXI Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. -Москва, Россия. - 2010. - 25-28 мая. - С. 23.

2. Акчурин Р.Х., Мармалюк A.A., Мазалов A.B., Падалица A.A., Сабитов Д.Р. Исследование процесса получения A1N на подложках АЬ03 в условиях МОС-гидридной эпитаксии // Материалы X Юбилейной Международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии». — Ставрополь, Россия. -2010. - 17-22 сентября. - С. 151-153.

3. Мазалов A.B., Падалица A.A., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Исследование процесса роста A1N при помощи «in situ» методов контроля в условиях МОС-гидридной эпитаксии // Материалы XIV Национальной конференции по росту кристаллов. - Москва, Россия. - 2010. - 6-10 декабря. -Том 2.-С. 96.

4. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Выращивание высококачественных слоев A1N методом МОС-гидридной эпитаксии // Тезисы докладов 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». - Санкт-Петербург, Россия. - 2011. - 26-28 мая. - С. 39-40.

5. Бакин В.В., Косолобов С.Н., Шайблер Г.Э., Терехов A.C., Лундин В.В., Николаев А.Е., Сахаров A.B., Цацульников А.Ф., Мармалюк A.A., Мазалов A.B. Пространственная однородность и температурная стабильность полупрозрачного фотокатода p-GaN(Cs0)/AlN/c-Al203 // Тезисы докладов 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». -Санкт-Петербург, Россия. - 2011. - 26-28 мая. С. 91-92.

6. Мазалов A.B., Падалица A.A., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Влияние расхода легирующей примеси на фотолюминесцентные

характеристики слоев GaN:Mg, полученных методом МОС-гидридной эпитаксии // Тезисы докладов 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». - Санкт-Петербург, Россия. - 2011. - 26-28 мая. - С. 224-225.

7. Мармалюк A.A., Мазалов A.B., Курешов В.А., Сабитов Д.Р., Падалица A.A. МОС-гидридная эпитаксия для полупроводниковой фотоэлектроники УФ-диапазона // Труды XXII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. - Москва, Россия. - 2012. - 22-25 мая. - С. 47-48.

8. Балясный JI.M., Чистов О.В., Широков Д.А., Мармалюк A.A., Мазалов A.B. Обзор направлений использования УФ фотоэмиссионных приемников излучения на основе разработанного GaN фотокатода // Труды XXII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. - Москва, Россия. - 2012. - 22-25 мая. - С. 332-334.

9. Mazalov A.V., Sabitov D.R., Kureshov V.A., Padalitsa A.A., Marmalyuk A.A., Akchurin R.Kh. High quality GaN layer grown on sapphire substrate using AIN/AlGaN buffer for UV applications // Proc. 4th International Symposium on Growth of Ill-Nitrides. - St. Petersburg, Russia. - 2012. - 16-19 July. - P. 245.

10. Романов И.С., Мармалюк A.A., Курешов В.А., Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Войцеховский A.B., Коханенко А.П. Оптимизация технологических параметров роста пленок GaN:Mg // Известия вузов. Физика. - 2012. - Том. 55. - № 8/3. - С. 58-59.

11. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Влияние температуры отжига на положение пика фотолюминесценции слоев GaN:Mg // Труды XV-той Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы». — Ульяновск, Россия. - 2012. - 4-7 сентября. - С. 306.

12. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Влияние условий роста на структурное совершенство слоев A1N,

полученных методом МОС-гидридной эпитаксии // Известия вузов. Материалы электронной техники. - 2013. - № 1. - С. 45-48.

13. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Исследование процесса термической активации акцепторной примеси в эпитаксиальных слоях GaN:Mg // Известия вузов. Материалы электронной техники. - 2013. - № 3. - С. 43-46.

14. Болтарь К.О., Чинарева И.В., Седнев М.В., Лопухин A.A., Мармалюк A.A., Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A. Гетероструктуры AlGaN/AIN и солнечно-слепые p-i-n-фотоприемники на их основе // Успехи прикладной физики. - 2013. - Т. 1. - № 4. - С. 488-492.

15. Падалица A.A., Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Мармалюк A.A., Брыковский A.A., Акчурин Р.Х. Методы повышения структурного совершенства слоев A1N, полученных в условиях МОС-гидридной эпитаксии // Тезисы докладов 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы». - Москва, Россия. - 2013. - 13-15 июня. - С. 33-34.

16. Мазалов A.B., Эйдук О.Б., Падалица A.A., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х. Двухстадийная термическая активация эпитаксиальных слоев GaN:Mg // Тезисы докладов 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». -Москва, Россия.-2013,-13-15 июня.-С. 176-177.

17. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Акчурин Р.Х., Чинарева И.В., Хакуашев П.Е., Болтарь К.О., Федиев Н.В., Бурлаков И.Д. Получение гетероструктур AlGaN/GaN для фотоприемников УФ-диапазона // Тезисы докладов 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». — Москва, Россия. - 2013. - 13-15 июня.-С. 178-179.

18. Мазалов A.B., Сабитов Д.Р., Курешов В.А., Падалица A.A., Мармалюк A.A., Бурлаков И.Д., Болтарь К.О., Седнев Н.В. Фотоприемники УФ-диапазона на основе гетероструктур (AI)GaN/AIN // Тезисы докладов XI Российской

конференции по физике полупроводников. - Санкт-Петербург, Россия. — 2013. — 16-20 сентября. - С. 447.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мазалов, Александр Владимирович, 2013 год

Список литературы

1. Бланк Т.В., Гольдберг Ю.А. Полупроводниковые фотоэлектропреобразователи для ультрафиолетовой области спектра // Физика и техника полупроводников. -2003. - № 37. - Вып. 9. - С. 1025-1055.

2. Nakamura S. GaN growth using GaN buffer layer // Japanese Journal of Applied Physics. - 1991. - Vol. 30. - P. L1705-L1707.

3. McClintock R., Yasan A., Mayes K., Shiell D., Darvish S.R., Kung P., Razeghi M. High quantum efficiency AlGaN solar-blind p-i-n photodiodes // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 84. - P. 1248-1250.

4 Артюков И. Детекторы ультрафиолетового излучения // Фотоника. - 2008. -№5.-С. 26-33.

5. Goldberg Yu.A. Semiconductor near-ultraviolet photoelectronics // Semiconductor Science and Technology. - 1999. - Vol. 14. - № 7. - P. R41-R60.

6. Полупроводниковые фотоэлектрические детекторы и фотоприемники. ГОСТ-17772-1988.

7. Родерик Э.Х. Контакты металл-полупроводник. М.: Радио и связь. - 1982.

8. Anderson C.L., Crowell C.R., Као T.W. Effect of thermal excitation and quantum-mechanical transmission on photothreshold determination of Schottky barrier height // Solid State Electronics. - 1975. - Vol.18. - № 8. - P. 705-717.

9. Gartner W.W. Depletion-layer photoeffects in semiconductors // Physical Review. 1959.-Vol. 116.-P. 84-87.

10. Kiyoshi Takahashi, Akihiko Yoshikawa and Adarsh Sandhu. Wide Bandgap Semiconductors. Springer. - 2006. - 460 P.

11. Williams R. L. Fast High-Sensitivity Silicon Photodiodes // Journal of the Optical Society of America. - 1962. - Vol. 52. - P. 1237-1244.

12. Hansen Т.Е. Silicon UV-Photodiodes using Natural Inversion Layers // Physica Scripta. - 1978. - Vol. 18. - P. 471-475.

13. W. Munch. Jap. J. Appl. Phys, 16 (Suppl.), 271 (1977).

14. Canfield L.R., Kerner J., Korde R. Stability and quantum efficiency performance of silicon photodiode detectors in the far ultraviolet // Applied Optics. - 1989. - Vol. 28.-P. 3940-3943.

15. Si p-i-n Photodiodes. Hamamatsu Catalog. - 2008.

16. Caria M., Barberini L., Cadeddu S., Giannattasio A., Rusani A., Sesselego A., Lai A., D'Auria S., Dubecky F. Gallium arsenide photodetectors for imaging in the far ultraviolet region // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 81. - P. 1506-1508.

17. Deutsch T.F., Leonberger F.J., Foyt A.G., Mills D. High-speed ultraviolet and X-ray-sensitive InP photoconductive detectors // Applied Physics Letters. - 1982. - Vol. 41.-P. 403-405.

18. Wilson A.D., Lyall H.. Design of an ultraviolet radiometer. 1: Detector electrical characteristics. Applied Optics. - 1986. - Vol. 25. - P. 4530-4539.

19. Wilson A.D., Lyall H.. Design of an ultraviolet radiometer. 2: Detector optical characteristics. Applied Optics. - 1986. - Vol. 25. - P. 4540-4546.

20. Стафеев В.И., Анисимова И Д. Фотодиоды с барьером Шоттки на основе GaP, GaPxAsi_x и GaAs для УФ и видимого диапазонов спектра // Физика и техника полупроводников. - 1994. - Том 28. - С. 461-466.

21. Hughes R.C., Zipperian Т.Е., Dawson L.R., Biefeld R.M., Walko R.J., Dvorack M.A. Gallium phosphide junctions with low leakage for energy conversion and near ultraviolet detectors // Japanese Journal of Applied Physics. - 1991. - Vol. 69. - P. 6500-6505.

22. Малик А.И., Грушка Т.Г. Оптоэлектронные свойства гетеропереходов окисел металла - фосфид галлия // Физика и техника полупроводников. — 1991. — Том 25. -С. 1691-1695.

23. Oswald H.W. Siegmund, Anton S. Tremsin, John V. Vallerga, Jason B. McPhate, Jeffrey S. Hull, James Malloy and Amir M. Dabiran. Gallium Nitride Photocathode Development for Imaging Detectors // SPIE USE. - 2008. - Vol. 2 - P. 7021-50.

24. http://www.proxitronic.de/datasheets/20091027_ebv.pdf

25. http://www.photonis.com/upload/industryscience/pdf/iit/LLLI-SEP08s.pdf

2 6. http://www.photek.com/support/ti_pc_response.htm

27. http://sales.hamamatsu.com/assets/pdf/catsandguides/II_TII0004E02.pdf

28. Chen Q., Yang J.W., Osinsky A., Gangopadhyay S., Lim B., Anwar M.Z., Khan M.A., Kuksenkov D., Temkin H. Schottky barrier detectors on GaN for visible-blind ultraviolet detection // Applied Physics. Letters. - 1997. - vol. 70. - P. 2277-2279.

29. Katz O., Garber V., Meyler B., Bahir G., Salzman J. Anisotropy in Detectivity of GaN Schottky UV Detectors // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 80. - P. 347-349.

30. Monroy E., Palacios T., Hainaut O., Omnes F., Calle F., Hochedez J.-F. Assessment of GaN metal-semiconductor-metal photodiodes for high-energy ultraviolet photodetection // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 80. - P. 3198-3200.

31. Shigeru Yagi. Highly sensitive ultraviolet photodetectors based on Mg-doped

hydrogenated GaN films grown at 380°C // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76. -P. 345-347.

32. Zhao Z.M., Jiang R.L., Chen P., Xi D.J., Luo Z.Y., Zhang R„ Shen B., Chen Z.Z., Zheng Y.D. Metal-semiconductor-metal GaN ultraviolet photodetectors on Si(lll) // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - P. 444-446.

33. Necmi Biyikli, Tolga Kartaloglu, Orhau Aytur, Ibrahim Kimukin, Ekmel Ozbay. High-speed visible-blind GaN-based indium-tin-oxide Schottky photodiodes // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 79. - P. 2838-2840.

34. Adivarahan V., Simin G., Yang J.W., Lunev A., Asif Khan M., Pala N., Shur M., Gaska R. Si02-passivated lateral-geometry GaN transparent Schottky-barrier detectors // Applied Physics Letters, - 2000. - Vol. 77. - P. 863-865.

35. Katz O., Garber V., Meyler B., Bahir G., Salzman J. Gain Mechanism in GaN Schottky UV Detectors // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 79. - P. 1417-1419.

36. Deelman P.W., Bicknell-Tassius R.N., Nikishin S., Kuryatkov V., Temkin H. Low-noise GaN Schottky diodes on Si(lll) by molecular beam epitaxy // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 78. - P. 2172.

37. Van Hove J.M., Hickman R., Klaassen J.J., Chow P.P., Ruden P.P. Ultraviolet-sensitive, visible-blind GaN photodiodes fabricated by molecular beam epitaxy // Applied Physics Letters. - 1997. - Vol. 70. - P. 2282-2284.

38. Osinsky A., Gangopadhyay S., Gaska R., Williams B., Khan M.A., Kuksenkov D., Temkin H. Low noise p- k -n GaN ultraviolet photodetectors // Applied Physics Letters. - 1997.-Vol. 71.-P. 2334-2336.

39. Carrano J.C., Lambert D.J.H., Eiting C.J., Collins C.I., Li T., Wang S„ Yang B., Beck A.L., Dupuis R.D., Campbell J.C. GaN avalanche photodiodes // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76. - P. 924-926.

40. Mcintosh K.A., Molnar R.T., Mahoney L.T., Molvar K.M., Efremow N., Verghese Jr. S. Ultraviolet photon counting with GaN avalanche photodiodes // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76. - P. 3938-3940.

41. Asif Khan M., Kuznia J.N., Olson D.T., Van Hove J.M., Blasingame M., Reitz F. High-responsivity photoconductive ultraviolet sensors based on insulating single-crystal GaN epilayers // Applied Physics Letters. - 1992. - Vol. 60. - P. 2917-2919.

42. Walker D., Zhang X., Kung P., Saxler A., Javadpour S., Xu J., Razeghi M. AlGaN ultraviolet photoconductors grown on sapphire// Applied Physics Letters. - 1996. -Vol. 68.-P. 2100-2101.

43. Misra A., Moustakas T.D., Vaudo R.P., Singh R., Shah K.S. Photoconducting ultraviolet detectors based on GaN films grown by electron cyclotron resonance molecular beam epitaxy // Proc. SPIE. - 1995. - Vol. 2519. - P. 78-86.

44. Basrur IP., Choa F.S., Liu P.-L., Sipior J., Rao G., Carter G.M., Chen Y.J. The process and efficiency of ultraviolet generation from gallium nitride blue light emitting diodes // Applied Physics Letters. - 1997. - Vol. 71. - P. 1385-1387.

45. Pau J.L., Monroy E., Naranjo F.B., Munoz E., Calle F., Sanchez-Garcia M.A., Calleja E. High Visible Rejection AlGaN Photodetectors on Si(lll) Substrates // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76. - P. 2785-2787.

46. Monroy E., Calle F., Pau J.L., Sanchez F.J., Munoz E., Omnes F., Beaumont B., Gibart P. Analysis and modeling of AlxGai_xN-based Schottky barrier photodiodes // Journal of Applied Physics. - 2000. - Vol. 88. - P. 2081-2091.

47. Tarsa E.J., Kozodoy P., Ibbetson J., Keller B.P., Parish G., Mishra U. Solar-blind AlGaN-based inverted heterostructure photodiodes // Applied Physics Letters. - 2000. -Vol. 77.-P. 316-318.

48. Walker D., Kumar V., Mi K., Sandvik P., Kung P., Zhang X.H., Razeghi M. Solarblind AlGaN photodiodes with very low cutoff wavelength // Applied Physics Letters. -2000. - Vol. 76. - P. 403-405.

49. E. Monroy, F. Calle, E. Munoz, F. Omnes, P. Gibart, J.A. Munoz. AlxGai_xN:Si Schottky barrier photodiodes with fast response and detectivity // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 73. - P. 2146.

50. V. Adivarahan, G. Simin, G. Tamulaitis, R. Srinivasan J. Yang, M. Asif Khan, M. S. Shur, R. Gaska. Indium-silicon co-doping of high-aluminum-content AlGaN for solar blind photodetectors // Applied Physics Letters. 2001. - Vol. 79. - P. 1903-1905.

51. E. Monroy, F. Calle, XL. Pau, FJ. Sanchez, E. Munoz, F. Omnes, B. Beaumont, P. Gibart. Analysis and modeling of AlxGai_xN-based Schottky barrier photodiodes // Journal of Applied Physics. - 2000. - Vol. 88. - P. 2081-2091.

52. G.Y. Xu, A. Salvador, W. Kim, Z. Fan, C. Lu, H. Tang, H. Morkoc, G. Smith, M. Estes, B. Goldenberg, W. Yang, S. Krishnankutty // Applied Physics Letters. - 1997. -Vol. 71.-P. 2154.

53. C.J. Collins, T. Li, D.J.H. Lambert, M.M. Wong, R.D. Dupuis, J.C. Campbell. Selective regrowth of AlojOGaojON p-i-n photodiodes // Applied Physics Letters. -2000. - Vol. 77. - P. 2810-2812.

54. C.J. Collins, U. Chowdhury, M.M. Wong, B. Yang, A.L. Beck, R.D. Dupuis, J.C. Campbell. Improved solar-blind detectivity using an AlvGai-xN heterojunction p-i-n photodiode // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 80. - P. 3754.

55. V.V. Kuryatkov, H. Temkin, J.С. Campbell, R.D. Dupuis. Low-noise photodetectors based on heterostructures of AlGaN-GaN // Applied Physics Letters. -2001.-Vol. 78.-P. 3340.

56. Р.Г. Веренчикова, Ю.А. Водаков, Д.П. Литвин, E.H. Мохов, А.Д. Роенков, В.И. Санкин. Ультрафиолетовые карбид-кремниевые фотоприемники. // Физика и Техника Полупроводников. - 1992. - Vol. 26. - Р. 1008.

57. С Frojdn, G. Thungstrom, Н.Е. Nilsson, C.S. Petersson // Phys. Scr. - 1994. -Vol. 54.-P. 169.

58. ТВ. Бланк, Ю.А. Гольдберг, E.B. Калинина, O.B. Константинов, А.О. Константинов, А. Hallen. Температурная зависимость квантовой эффективности фотодиодов Шоттки на основе 4H-SÍC // Письма в ЖТФ. - 2001. - Том 27. - С. 4349.

59. Р.Г. Веренчикова, Ю.А. Водаков, Д.П. Литвин, E.H. Мохов, А.Д. Роенков, В.И. Санкин. Ультрафиолетовые карбид-кремниевые фотоприемники // Физика и Техника Полупроводников. - 1992. - Том 26. - С. 1008.

60. D.M. Brown, Е.Т. Downey, M. Chezzo, J.W. Kretchmer, R.J. Saia, Y.S. Liu, J.A. Edmond, G. Gati, J.M. Pimbley, W.E. Schneider. Silicon carbide UV photodiodes // IEEE Trans. Electron Devices. - 1993. - Vol. 40. - P. 325-331.

61. J. Edmond, H. Kong, A. Suvorov, D. Waltz, С Carter. 6H-Silicon Carbide Light Emitting Diodes and UV Photodiodes // Phys. St. Sol. (a). - 1997. - Vol. 162. - P. 481.

62. Г.Н. Виолина, E.B. Калинина, Г.Ф. Холуянов, Г.А.Онушкин, В.Г. Коссов, P.P. Яфаев, А. Халлен, А.О. Константинов. Фотоэлектрические свойства р+-п-переходов на основе 4H-SÍC, ионно-легированного алюминием // Физика и Техника Полупроводников. - 2002. - Том 36. - С. 746.

63 . Д-М. Аксененко, М.Л. Бараночников. Справочник по оптическим детекторам излучения. М., Радио и связь. - 1987.

64. С.Ю. Павелец, Ю.Н. Бобренко, A.B. Комащенко, Т.Е. Шенгелия. Новая структура поверхностно-барьерного сенсора ультрафиолетового излучения на основе CdS // Физика и Техника Полупроводников. - 2001. Том. 35. - С. 626.

65. E. Monroy, F. Vigue, F. Calle, J.I. Izpura, E. Munoz, J.-P. Faurie. Time response analysis of ZnSe-based Schottky barrier photodetectors // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - P. 2761.

66. F. Vigue, E. Tournie, J.-P. Faurie, E. Monroy, F. Calle, E. Munoz. Visible-blind ultraviolet photodetectors based on ZnMgBeSe Schottky barrier diodes // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 78. - P. 4190-4192.

67. A. Siess, G. Reuscher, P. Grabs, H.-S. Lugauier, T. Schallenberg, M. Ehinger, A. Waag, G. Landwehr. // J. Cryst. Growth. - 1999. - Vol. 965. - P. 201-202.

68. F. Vigue, E. Tournie, J.-P. Faurie. Zn(Mg)BeSe-based p-i-n detectors for the blue-violet and ultraviolet range. Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76. - P. 242-244.

69. Hitoshi Ishikura, Tomoki Abe, Nariyuki Fukuda, Hirofumi Kasada, Koshi Ando. Stable avalanche-photodiode operation of ZnSe-based p+-n structure blue-ultraviolet photodetectors // Appl. Phys. Lett. - 2000. - Vol. 76. - P. 1069-1071.

70. Z.H. Ma, I.K. Sou, K.S. Wong, Z. Yang, G.K.L. Wong. ZnSTe-based Schottky barrier ultraviolet detectors with nanosecond response time // Appl. Phys. Lett. - 1998. -Vol. 73.-P. 2251-2253.

71. I.K. Sou, Z.H. Ma, G.K.L. Wong. Photoresponse studies of ZnSSe visible-blind ultraviolet detectors: A comparison to ZnSTe detectors // Appl. Phys. Lett. - 1999. -Vol. 75.-P. 3707-3709.

72. I.K. Sou, Z.H. Ma, Z.Q. Zhang, G.K.L. Wong. Temperature dependence of the responsivity of II-VI ultraviolet photodiodes // Appl. Phys. Lett. - 2000. - Vol. 76. - P. 1098.

73. A. Zeuner, H. Alves, D.M. Hofmann, B.K. Meyer, M. Heuken, J. Biasing, A. Krost. Structural and optical properties of epitaxial and bulk ZnO // Appl. Phys. Lett. - 2002. -Vol. 80. - P. 2078-2080.

74. Y. Liu, C.R. Gorla, S. Liang, N. Ewanetoglu, Y. Lu, H. Chen, M. Wraback. J. Electron. Mater. - 2000. - Vol. 29. - P. 69.

75. W. Yang, R.D. Vispute, S. Choopun, R.P. Sharma, T. Venkatesan, H. Shen. Ultraviolet photoconductive detector based on epitaxial Mg0)34Zn0i66O thin films // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 78. - P. 2787-2789.

76. P. Sharma, A. Mansingh, K. Sreenivas. Ultraviolet photoresponse of porous ZnO thin films prepared by unbalanced magnetron sputtering // Appl. Phys. Lett. - 2002. -Vol. 80.-P. 553-555.

77. H. Fabricius, T. Skettrup, P. Bisgaard. Ultraviolet detectors in thin sputtered ZnO films // Appl. Optics. - 1986. - Vol. 25. - P. 2764-2767.

78. F. Foulon, P. Bergonzo, C. Borel, R.D. Marshall, C. Jany, L. Besombes, A. Brambilla, D. Riedel, L. Museur, M.C. Cas-tex, A. Gicquel. Solar blind chemically vapor deposited diamond detectors for vacuum ultraviolet pulsed light-source characterization // Journal of Applied Physics. - 1998. - Vol. 84. - P. 5331-5336.

79. Satoshi Koizumi, Kenji Watanabe, Masataka Hasegawa, Hisao Kanda. Formation of diamond p-n junction and its optical emission characteristics // Diamond & Related Materials. - 2002. - Vol. 11. - P. 307-311.

80. S. Salvatori, A. Delia Scala, M.C. Rossi, G. Conte. Diamond & Related Materials. -2002.-Vol. 11.-P. 458.

81. L. Thaiyotin, E. Ratanaudompisut, T. Phetchakul, S. Cheirsirikul, S. Supadech. // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 442.

82. S.P. Lansley, O. Gaudin, Haitao Ye, N. Rizvi, M.D. Whitfield, R.D. McKeag, R.B. Jackman. // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 433.

83. T.V. Semikina, A.N. Shmyryeva. // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 1329.

84. O.H.W. Siegmund, A.S. Tremsin, A. Martin, J. Malloy, M.Ulmer, B. Wessels. GaN Photocathodes for UV detection and Imaging. // Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 5164.

85. Oswald H.W. Siegmund, Jeffrey S. Hull, Anton S. Tremsin, Jason B. McPhate, and Amir M. Dabiran. // Proc. of SPIE. - 2010. - Vol. 7732. - P. 77324T-1.

86. Xiaohui Wang, Benkang Chang, Ling Ren, and Pin Gao. Influence of the p-type doping concentration on reflection-mode GaN photocathode. // Applird Physics Letters. - 2011. - Vol. 98. - P. 082109-1.

87. M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, et al. // Appl. Phys. Lett. - 1992. - Vol. 60. -P. 2917.

88. M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, et al. // Appl. Phys. Lett. - 1993. - Vol. 63. -P. 2455.

89. Q. Chen, M. A. Khan, C. J. Sun, and J. W. Yang. // Electron. Lett. - 1995. - Vol. 31.-P. 1781.

90. I. Cohen, T. Zhu, L. Liu, et al. // R. Stall, in IEEE APEC, Austin. - 2005. - P. 311.

91. J.P. Long etc. Opto-electronics Reviews. - 2002. - № 10. - P. 251.

92. Nasser N.M., Ye Zhi Zhen, Li Jiawei, Xu Ya Bou. GaN Heteroepitaxial Growth Techniques // Journal of Microwaves and Optoelectronics. - 2001. - Vol. 2. - P. 22-31.

93. Nakamura S., Fasol G. The blue laser diode // Springer, Berlin. - 1997. - 335 P.

94. H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki, and T. Toyoda. // Applied Physics Letters. -1986.-v. 48.-P. 353-355.

95. S.Nakamura. // Japanese Journal of Applied Physics. - 1991. - v.30. - P. LI 705-L1707.

96. Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Yasuo Koide. // Journal of Crystal Growth. -1989.-Vol. 98.-P. 209-219.

97. B.B. Лундин, A.E. Николаев, A.B. Сахаров, П.Н. Брунков, E.E. Заварин, А.Ф.Цацульников. // Письма в ЖТФ. - 2010. - Том 36. - С. 33-39.

98. D. Seghier, Н. P. Gislason. // Journal of Applied Physics. - 2000. - Vol. 88. - P. 6483-6487.

99. J.K. Sheu, G.C. Chi. // Journal of physics: Condensed matter. - 2002. - Vol. 14. -P. 657-702.

100. Motoi Nagamori, Shuichi Ito, Hiroshi Saito, Kenji Shiojima, Shuhei Yamada, Naoki Shibata, Masaaki Kuzuhara. // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008. -Vol. 47.-P. 2865-2867.

101. Oswald H.W. Siegmund, Jeffrey S. Hull, Anton S. Tremsin, Jason B. McPhate, and Amir M. Dabiran. // Proc. of SPIE. - 2010. - Vol. 7732. - P. 77324T-1.

102. J. Stock, G. Hilton, T. Norton, B. Woodgate, S.Aslam, M.Ulmer. // Proc. of SPIE.

- 2005. - Vol. 5898. - P. 58980F-1.

103. Shoichi Uchiyama, Haruyasu Kondoh, Hiroyuki Takatsuka, Nobuharu Suzuki, Kazuyoshi Okano, and Yoshihiro Takiguchi. // Japanese Journal of Applied Physics. -2010. - Vol. 49. - P. 040207-1.

104. Fatemeh S. Shahedipour, Melville P. Ulmer, Bruce W. Wessels, Charles L. Joseph, and Tokuaki Nihashi. // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 2002. - Vol. 38. -P. 333-335.

105. Yujie Du, Benkang Chang, Xiaoqian Fu, Biao Li, Junju Zhang. //.Optik 123. -2012.-P. 800-803.

106. O.H.W. Siegmund, A.S. Tremsin, A. Martin, J. Malloy, M.Ulmer, B. Wessels. // Proc. SPIE.-2003.-Vol. 5164.

107. M. P. Ulmer, B. W. Wessels, B. Han, J. Gregie, A. Tremsin and O. H. W. Siegmund. // SPIE USE. - 2003. - V. 45164-18.

108. Melville P. Ulmer, Bruce W. Wessels, Oswald H.W. Siegmund. // 2002.

109. J. Stock, G. Hilton, T. Norton, B. Woodgate, S.Aslam, M.Ulmer. // Proc. of SPIE.

- 2005. - Vol. 5898. - P. 58980F-1.

110. Xiaohui Wang, Benkang Chang, Ling Ren, and Pin Gao. // Applird Physics Letters.-2011.-Vol. 98.-P. 082109-1.

111. M. Imura, N. Fujimoto, N. Okada, K. Balakrishnan, M. Iwaya. // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 300. - P. 136-140.

112. N. Okada, N. Kato, S. Sato, T Sumii, T. Nagai, N. Fujimoto. // Journal of Crystal Growth. - 2007. - Vol. 298. - P. 349-353.

113. M.P. Ulmer, B.W. Wessels, B. Han, J. Gregie, A. Tremsin and O.H.W. Siegmund. // SPIE USE. - 2003. - V. 45164-18.

114. Doo-Hyeb Youn, Mohamed Lachab, Maosheng Hao, Tomoya Sugahara, Hironori Takenaka, Yoshiki Naoi, Shiro Sakai. // Japanese Journal of Applied Physics. - 1999. -Vol. 38.-P. 631-634.

115. Nakamura S., Fasol G. The blue laser diode // Springer, Berlin. - 1997. - 335 P.

116. H. Yamashita, K. Fukui, S. Misawa, S. Yoshida // J. Appl. Phys. - 1979. - Vol. 50. -P. 896.

117. http://www.matprop.ru/AlN_bandstr

118. I. Mizuno, T. Nihashi, T. Nagai, M. Niigaki, Y. Shimizu, K. Shimano, K. Katoh, T. Ihara, К. Okano, M. Matsumoto, M. Tachino // Proc. SPIE. - 2008. - Vol. 6945 -P. 6945IN.

119. К. О. Болтарь, И. Д. Бурлаков, М. В. Седнев, Н. И. Яковлева. // Успехи прикладной физики. - 2013. - Том 1. - С. 200-207.

120. R. McClintock, A. Yasan, K.Mayes, D. Shiell, S.R. Darvish, P. Kung, M. Razeghi. // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 84. - P. 1248-1250.