Образцы и методика измерения

Пленочные структуры с барьером Шоттки Al-p-CdTe-Mo были созданы путем напыления алюминия в вакууме (10^-6 Torr) на поверхность крупноблочных CdTe-пленок p-типа проводимости. Фронтальный Al-контакт имел толщину 50 Е и площадь S? 1 cm². Тыловой контакт изготовлялся из молибдена. Пленки p-CdTe имели удельное сопротивление с? 2· 10⁷ Щ· cm. Пленки обладали столбчатой структурой кристаллитов в направлении роста и представляли собой практически монокристалл. Размеры кристаллитов в поперечном сечении составляли от 150 до 200 мm. Толщина пленок p-CdTe была 120 — 150 мm, так что их кристаллиты пронизывали всю толщину пленки. Проведенные исследования показали, что электрофизические характеристики пленок весьма чувствительны к технологическим параметрам их получения. Крупноблочные пленки p-CdTe получали методом газотранспортной эпитаксии в потоке водорода. В этой методике основными технологическими параметрами являются температура источника испарения (T_и), подложки (T_п), градиент температуры между источником и подложкой, длительность испарения, а также скорость потока водорода и скорость охлаждения пленки. Среди этих параметров особое место занимает температура подложки. Изменение T_п при постоянстве значений других параметров сильно влияет на размер и на характер упаковки кристаллитов, что сильно влияет на электрофизические и кинетические параметры пленок. Например, при температуре подложки ~ 560 — 580⁰C (1-ый режим) размер кристаллитов составляет ~ 100 — 150 мm, а при T_п? 630 — 670⁰C (2-ой режим) эта величина достигает 150 — 200 мm при одних и тех же значениях других технологических параметров. Пленки, выращенные при первом технологическом режиме, имели удельное сопротивление с? 10⁸ Щ· cm и время релаксации неравновесных носителей ф_n? 10^-8 s, а для второго технологического режима их значения, соответственно, равны ~ 2•10⁷ Щ· cm и ф_n? 10^-7 s. Отметим, что с увеличением температуры подложки количество кристаллитов с ориентацией в направлении (III) резко увеличивается. Далее приводятся результаты исследования структуры Al-p-CdTe-Mo, полученные на основе пленок p-CdTe по второму технологическому режиму, так как он интересна в плане приборной разработки.

Вольтамперные характеристики (ВАХ) изготовленных детекторных структур измерялись в прямом и обратном направлении тока в темноте в температурном диапазоне 173 — 373 K. Вольт-фарадные характеристики были измерены на частоте 5 kHz, что позволяло выявить наличие МОП-элементов (структур) в исследуемых образцах.

Постоянное время релаксации неравновесных носителей (ф_n) было измерено как фотоэлектрическим методом, так и по релаксации электрического сигнала в режиме напряжения холостого хода V_оc [6,7]. При измерении ф_n фотоэлектрическим методом были использованы светодиоды, излучающие электромагнитные волны длиной 0.54 мm и 0.69 мm. На светодиоды с импульсного генератора подавались «П» образные импульсы длительностью 100 микросекунд и с крутизной фронтов не более 210^-8 s. Скважность между «П» образными импульсами составляла 10⁴ — 10³ s. При измерении ф_n методом релаксации электрического сигнала также от генератора калиброванных импульсов Г5−53 подавались «П» образные импульсы с амплитудой 60 — 80 mV и длительностью 100 — 200 мs. Крутизна фронтов таких импульсов составляла не более 210^-8 s, а скважность — не менее 510⁴ s.

Проведенные исследования рентгеноструктурного фазового анализа Al-p-CdTe-Mo-структуры позволили установить ее реальное строение, а именно: Al-Al₂O₃-p-CdTe-MoO₃ {(или твердый раствор (CdTe)_1-x-yMo_x(MoO₃)_y}-Mo [8]. Такая транзисторная структура в окончательном виде представляется как n⁺-p-n-структура база (p-CdTe) которой с двух сторон контактируется с широкозонными тонкими окисными слоями n-Al₂O₃ и n-MoO₃ или твердым раствором (CdTe)_1-x-yMo_x(MoO₃) [9].