Прикладная физика

Изучены темновые токи в средневолновых nBn-структурах на основе HgCdTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках из GaAs (013). Пассивация поверхности боковых стенок мезаструктур проводилась путем формирования пленок Al2O3 методом плазменного атомно-слоевого осаждения. Показано, что при составе в барьерном слое, равном 0,84, в nBn-структурах доминирует объемная компонента темнового тока. Энергия активации тока близка к ширине запрещенной зоны поглощающего слоя. Сопоставление экспериментальных результатов с эмпирической моделью Rule07 показало, что в диапазоне температур 180–300 К в изготовленных структурах реализуется диффузионное ограничение темнового тока. Из проведенных исследований следует, что молекулярно-лучевая эпитаксия HgCdTe на альтернативных подложках является перспективным способом создания униполярных барьерных детекторов для спектрального диапазона 3–5 мкм.

Проведено исследование структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) на основе n-HgCdTe (КРТ), выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), в конфигурации NBN, предназначенных для разработки на их основе инфракрасных (ИК) детекторов с пониженными темновыми токами для MWIR и LWIR спектральных областей. Методом спектроскопии комплексной проводимости исследовано 7 типов МДП-структур. Показано, что измерения частотных зависимостей адмиттанса МДП-приборов позволяют точно определить дифференциальное сопротивление барьерной структуры. Установлено, что для одной из исследованных структур дифференциальное сопротивление определяется объемной компонентой темнового тока, а компонента поверхностной утечки не оказывает существенного влияния на измеряемый адмиттанс. Показано, что в случае решения проблемы пассивации меза-структур возможно изготовление эффективных MWIR и LWIR nBn, NBN-детекторов на основе МЛЭ HgCdTe с высокими пороговыми параметрами.

Проведено исследование электрофизических и фотоэлектических характеристик барьерных фоточувствительных структур в конфигурации NBN на основе n-HgCdTe (КРТ). Исследовано семь различных типов фоточувствительных структур для MWIR и LWIR диапазонов инфракрасного (ИК) излучения, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Проведены измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ), как темновых, так и при наличии засветки. Определены параметры NBN-структуры, реализующей максимальные значения фототока и минимальные значения темновых токов в рабочем интервале напряжений смещения V для повышенных рабочих температур.

Проведено исследование адмитансных характеристик структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), в качестве полупроводника в которой использовалась nBn-структура на основе эпитаксиальных слоев Hg1-xCdxTe, выращенных методом МЛЭ со сверхрешёткой в барьерной области. Построены зависимости концентрации основных носителей заряда и величины произведения дифференциального сопротивления области пространственного заряда (ОПЗ) на площадь структуры от температуры. Определены параметры границы раздела Al2O3/Hg1-xCdxTe, такие как плотность и характерное время перезарядки поверхностных состояний. На температурной зависимости дифференциальной проводимости ОПЗ обнаружены две группы максимумов, на основании положения которых определены энергии активации носителей заряда, одна из которых соответствует ширине запрещенной зоны контактного слоя.

Представлены результаты исследований темновых токов nB(SL)n-структур со сверхрешёткой (СР) в барьерной области на основе Hg1-xCdxTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), в широком диапазоне условий проведения эксперимента. Темновые токи измерялись в диапазоне температур от 11 К до 300 К для мезаструктур с различными диаметрами поперечного сечения. Определены температурные зависимости объемной компоненты плотности темнового тока и плотности тока поверхностной утечки. Показано, что в исследованных структурах вольт-амперные характеристики (ВАХ) формируются как объемной, так и поверхностной составляющими тока в зависимости от температуры и напряжения смещения.