Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки

Представлены конструкция и технология изготовления структуры фотодиода Шоттки на основе подложки из радиационно-стойкого кристалла n-In₂Hg₃Te₆ с барьерным слоем из Cr, характеризуемого фотоответом в области 0,6—1,6 мкм при максимальной чувствительности 0,43 А/Вт на длине волны 1,55 мкм. Исследования...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2016
Hauptverfasser:	Ащеулов, А.А., Галочкин, А.В., Романюк, И.С., Дремлюженко, С.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2016
Schriftenreihe:	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:	Новые технологии
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115674
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки / А.А. Ащеулов, А.В. Галочкин, И.С. Романюк, С.Г. Дремлюженко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2016. — № 2-3. — С. 3-7. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-115674
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1156742025-02-23T19:30:25Z Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки Радіаційно стійка фотоструктура на основі Cr//In₂Hg₃Te₆ для діода Шотткі Radiation-resistant photostructure for Schottky diode based on Cr/In₂Hg₃Te₆ Ащеулов, А.А. Галочкин, А.В. Романюк, И.С. Дремлюженко, С.Г. Новые технологии Представлены конструкция и технология изготовления структуры фотодиода Шоттки на основе подложки из радиационно-стойкого кристалла n-In₂Hg₃Te₆ с барьерным слоем из Cr, характеризуемого фотоответом в области 0,6—1,6 мкм при максимальной чувствительности 0,43 А/Вт на длине волны 1,55 мкм. Исследования электрических параметров этих фотодиодных структур показали, что высота потенциального барьера составляет 0,41 эВ, а величина обратного темнового тока не превышает 4 мкА. Созданные устройства сохраняют свою работоспособность при дозах гамма-облучения 2x10⁸ бэр. Представлено конструкцію і технологію виготовлення структури фотодіода Шотткі на основі підкладки з радіаційно стійкого кристала n-/In₂Hg₃Te₆ з бар'єрним шаром з Cr, що характеризується фотовідповіддю в області 0,6—1,6 мкм при максимальній чутливості 0,43 А/Вт на довжині хвилі 1,55 мкм. Дослідження електричних параметрів цих фотодіодних структур показали, що висота потенційного бар'єру складає 0,41 еВ, а величина зворотного темнового струму не перевищує 4 мкА. Створені пристрої зберігають свою працездатність при дозах гама-опромінення 2x10⁸ бер. Schottky photodiode structure was designed on the base of this semiconductor formed by a modified floating zone recrystallization technique where the sedimentation effect was leveled. It consists of n-In₂Hg₃Te₆ substrate and deposited by cathode sputtering Cr barrier layer of thickness within a range 10-11 nm choice of Cr is determined by its optimal optical, electric and adhesive features in high quality radiation-resistant photodiode structures manufacturing. Indium and nichrome are used as ohmic contacts. The barrier structures have the contact area of 1,13 mm² with photo response of 0,6-1,6 mm at the maximal sensitivity 0,43 A/W on the wavelength l,55 mm. Reverse dark current of these structures do not exceed 4 mA at the bias of 1 V (T=295 K), and the potential barrier height is equal to 0,41 eV. The tests of radiation resistance of these structures demonstrated their ability to function at doses of 2x10⁸ rem without evident parameters changes. This allows using them in practical aims in the conditions of high radiation. 2016 Article Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки / А.А. Ащеулов, А.В. Галочкин, И.С. Романюк, С.Г. Дремлюженко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2016. — № 2-3. — С. 3-7. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2016.2-3.0 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115674 621.383.526, 621.793 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Новые технологии Новые технологии
spellingShingle	Новые технологии Новые технологии Ащеулов, А.А. Галочкин, А.В. Романюк, И.С. Дремлюженко, С.Г. Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description	Представлены конструкция и технология изготовления структуры фотодиода Шоттки на основе подложки из радиационно-стойкого кристалла n-In₂Hg₃Te₆ с барьерным слоем из Cr, характеризуемого фотоответом в области 0,6—1,6 мкм при максимальной чувствительности 0,43 А/Вт на длине волны 1,55 мкм. Исследования электрических параметров этих фотодиодных структур показали, что высота потенциального барьера составляет 0,41 эВ, а величина обратного темнового тока не превышает 4 мкА. Созданные устройства сохраняют свою работоспособность при дозах гамма-облучения 2x10⁸ бэр.
format	Article
author	Ащеулов, А.А. Галочкин, А.В. Романюк, И.С. Дремлюженко, С.Г.
author_facet	Ащеулов, А.А. Галочкин, А.В. Романюк, И.С. Дремлюженко, С.Г.
author_sort	Ащеулов, А.А.
title	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки
title_short	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки
title_full	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки
title_fullStr	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки
title_full_unstemmed	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки
title_sort	радиационно стойкая фотоструктура на основе cr/in₂hg₃te₆ для диода шоттки
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Новые технологии
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115674
citation_txt	Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки / А.А. Ащеулов, А.В. Галочкин, И.С. Романюк, С.Г. Дремлюженко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2016. — № 2-3. — С. 3-7. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv	AT aŝeulovaa radiacionnostojkaâfotostrukturanaosnovecrin2hg3te6dlâdiodašottki AT galočkinav radiacionnostojkaâfotostrukturanaosnovecrin2hg3te6dlâdiodašottki AT romanûkis radiacionnostojkaâfotostrukturanaosnovecrin2hg3te6dlâdiodašottki AT dremlûženkosg radiacionnostojkaâfotostrukturanaosnovecrin2hg3te6dlâdiodašottki AT aŝeulovaa radíacíjnostíjkafotostrukturanaosnovícrin2hg3te6dlâdíodašottkí AT galočkinav radíacíjnostíjkafotostrukturanaosnovícrin2hg3te6dlâdíodašottkí AT romanûkis radíacíjnostíjkafotostrukturanaosnovícrin2hg3te6dlâdíodašottkí AT dremlûženkosg radíacíjnostíjkafotostrukturanaosnovícrin2hg3te6dlâdíodašottkí AT aŝeulovaa radiationresistantphotostructureforschottkydiodebasedoncrin2hg3te6 AT galočkinav radiationresistantphotostructureforschottkydiodebasedoncrin2hg3te6 AT romanûkis radiationresistantphotostructureforschottkydiodebasedoncrin2hg3te6 AT dremlûženkosg radiationresistantphotostructureforschottkydiodebasedoncrin2hg3te6
first_indexed	2025-11-24T16:04:03Z
last_indexed	2025-11-24T16:04:03Z
_version_	1849688319083937792
fulltext	Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2016, ¹ 2–3 3 Íîâûå êîìïîÍåÍòû äëЯ ýëåêòðîÍÍîé àïïàðàòóðû ISSN 2225-5818 ÓÄÊ 621.383.526, 621.793 Д. т. н. А. А. Ащеулов1, А. в. ГАлочкин1, к. т. н. и. С. РомАнюк2, к. х. н. С. Г. ДРемлюженко3 Украина, г. Черновцы, 1Буковинский государственный финансово-экономический университет, 2Завод «Кварц», 3ЧНУ имени Юрия Федьковича E-mail: ashcheulovaa@rambler.ru РАДИАЦИОННО СТОЙКАЯ ФОТОСТРУКТУРА НА ОСНОВЕ Cr/In2Hg3Te6 ДЛЯ ДИОДА ШОТТКИ В настоящее время весьма актуальны различ- ные оптические системы обработки информации, в том числе и со спектральным рабочим диапа- зоном, расположенным в области прозрачности кварцевого стекловолокна [1]. В качестве при- емников излучения в этом случае используются фотодиоды на основе Ge, Si, InGaAs, GaInAsP è дð. [2, 3]. В ñëóчàå îïòèчåñêèõ ñèñòåм, фóíê- ционирующих в условиях повышенной ради- ации, оптимальным оказалось использование фотоприемных устройств на основе кристал- лов In2Hg3Te6 [4]. С одной стороны, это вызва- но тем, что данный полупроводник характери- зуется фоточувствительностью в спектральном диапазоне 0,5—1,6 мкм [5], с другой — его по- вышенной радиационной стойкостью к a-, b- и g-излучениям [6], обусловленной наличием в его кристаллической структуре электрически ней- òðàëьíыõ êàòèîííыõ âàêàíñèé [7]. Анализ электрических и фотоэлектрических параметров существующих фотодиодов Шоттки (ФäШ) [8—10], а также результаты исследо- ваний их радиационной стойкости [11] показа- ли, что относительно равномерным спектраль- ным распределением фоточувствительности S характеризуются фотоструктуры на основе ІТО/In2Hg3Te6 и Au/In2Hg3Te6 (S = 0,48—0,76 A/Вт), а наиболее высокой радиационной стойко- стью обладают фотоструктуры на основе Ni/In2Hg3Te6 — доза облучения D, при кото- рой они сохраняют работоспособность, состав- ëÿåò ïðèмåðíî 8∙107 бэр. Дальнейшее увеличе- ние D приводит к снижению чувствительности Представлены конструкция и технология изготовления структуры фотодиода Шоттки на осно- ве подложки из радиационно-стойкого кристалла n-In2Hg3Te6 с барьерным слоем из Cr, характери- зуемого фотоответом в области 0,6—1,6 мкм при максимальной чувствительности 0,43 А/вт на длине волны 1,55 мкм. исследования электрических параметров этих фотодиодных структур по- казали, что высота потенциального барьера составляет 0,41 эв, а величина обратного темново- го тока не превышает 4 мкА. Созданные устройства сохраняют свою работоспособность при до- зах гамма-облучения 2⋅108 бэр. ключевые слова: фотодиод Шоттки, радиационная стойкость, In2Hg3Te6, Сr. этой структуры вследствие отслаивания барьер- ного слоя из Ni. Анализ характера и вида разрушений, воз- никающих в конструкции существующих ФДШ под воздействием гамма-излучения, показал, что в основном они определяются процессами аморфизации материалов барьерного и омиче- ского слоев [11], которые приводят к ухудше- нию адгезии и, как следствие, к разрушению электрических контактов между монокристал- лической подложкой из In2Hg3Te6 и этими сло- ями. Следует отметить, что при этом не наблю- дается заметного изменения электрофизических свойств подложки. Обзор литературы по материалам, исполь- зуемым в качестве радиационно стойких барьер- ных слоев, показал, что с точки зрения опти- ческих, электрических, химических и адгези- онных свойств, а также радиационной стойко- сти оптимальным в этом случае является слой èз Cr [12, 13]. Целью настоящей работы является разработ- ка и исследование ФДШ-структур на основе In2Hg3Te6 с барьерным слоем из Cr, характеризу- ющихся повышенной радиационной стойкостью. îсобенности ФäШ на основе Cr/In2Hg3Te6 Структура предлагаемого ФДШ (рис. 1) представляет собой монокристаллическую под- ложку из монокристалла n-In2Hg3Te6, выращен- ного модифицированным методом зонной пере- кристаллизации [14], в котором нивелирован эф- фект седиментации исходных материалов [15]. Радиационно стойкие монокристаллы, получае- мые этим методом, характеризуются повышен- ной однородностью физических параметров как в поперечном направлении, так и в продольном DOI: 10.15222/TKEA2016.2-3.03 Авторы выражают благодарность к. т. н. Ю. Г. До- бровольскому за помощь и полезные замечания. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2016, ¹ 2–34 Íîâûå êîìïîÍåÍòû äëЯ ýëåêòðîÍÍîé àïïàðàòóðû ISSN 2225-5818 [14]. Их использование позволяет значительно уменьшить обратный темновой ток ФДШ [16], величина которого зависит от неоднородности кристалла, из которого изготовлена подложка. Разрезание выращенных монокристаллов на образцы требуемой конфигурации и размеров проводилась вольфрамовой струной с подачей водной суспензии абразива AМ10; механическая шлифовка — свободными абразивами М10, М5; механическая полировка — алмазными пастами АСМ с зернами разных размеров. Финишная об- работка проводилась двумя способами: химиче- ское травление в 8%-м растворе брома в метаноле (травитель 1); химико-механическая полировка в растворе, в состав которого входили аминоэток- сиаэросил, H2O2, NaOH, C3H8O3 (травитель 2). Верхняя фронтальная грань подложки об- рабатывалась лазерным излучением с помощью установки ГОР-100М, благодаря чему удалялся нарушенный вследствие механической обработки поверхностный слой. Далее проводился отжиг в парах ртути при температуре Т=460—490 Ê íà ïðîòÿжåíèè 700 ч. Êîíцåíòðàцèÿ ñîбñòâåí- ных носителей электрического заряда матери- ала подложки размерами 2×2 мм составляла n = 1011—1013 см–3, а их подвижность m = 275—300 ñм2/(В•ñ). Поверхность верхней грани подложки 1 со- держит слой Cr 2 (в форме круга диаметром 1,2 мм), нанесенного методом катодного напы- ëåíèÿ íà óñòàíîâêå ÓВН-71П3 ñ èñïîëьзîâàíè- ем молибденовой маски соответствующей фор- мы и размеров. При этом температура подложки ïîддåðжèâàëàñь íà óðîâíå 380—400 Ê, à íàïы- ление навески Cr проводилось со средней ско- ðîñòью 0,7 íм/c. Òîëщèíà бàðьåðíîãî ñëîÿ Cr определялась из условия максимального оптиче- ñêîãî ïðîïóñêàíèÿ è ñîñòàâëÿëà 10—11 íм [17]. Исследование морфологии поверхности, а также структуры напыленной пленки Сr прово- дилось с помощью растрового электронного ми- кроскопа РЭМ-100У методом «вторичных элек- тронов» и сканированием в рентгеновских лу- чах. Результаты показали, что поверхностный слой является однородным и характеризуется поликристаллической структурой. Далее на слой Сr через соответствующую мо- либденовую маску методом термического напы- ления наносился переходной слой нихрома 4 тол- щиной 1,5—2 мкм в форме кольца с разрезом. Для повышения адгезии и оптической прозрач- ности системы «подложка — барьерный слой», а также увеличения временной стабильности электрических, фотоэлектрических и оптических характеристик, подложка вместе с нанесенны- ми слоями отжигалась с помощью CO2-лазера (λ = 10,6 мкм) со стороны нижней грани полож- ки, являющейся прозрачной для такого излу- чения. После этого на нижнюю грань подлож- ки также методом термического напыления на- носился омический In-контакт 3. Нихромовый электровывод 5 крепился к слою нихрома 4 ме- тодом импульсной электросварки. Исследование параметров ФäШ Исследования основных параметров ФДШ, таких как спектральная зависимость чувстви- тельности, ее максимальное значение, обратный темновой ток, определялись по стандартным ме- тодикам [18]. Анализ полученных результатов показал, что созданные структуры чувствительны к излуче- нию в диапазоне 600—1600 нм (при интеграль- ной дозе облучения D = 0), при этом макси- мàëьíîå зíàчåíèå чóâñòâèòåëьíîñòè (0,43 А/Вò) приходится на длину волны 1550 нм (рис. 2). Анализ приведенных на рис. 3 вольт- амперных характеристик этих структур указы- вает на то, что экспоненциальная зависимость протекания прямого тока подчиняется классиче- скому выражению Шокли eхр 1S qUI I nkT       , Рис. 1. Структура ФДШ на основе Cr/In2Hg3Te6: 1 — подложка из n-In2Hg3Te6; 2 — барьерный слой Cr; 3 — омический контакт из In; 4 — переходной слой них- рома; 5 — электровыводы из нихрома Рис. 2. Спектральная зависимость чувствительности структуры Cr/In2Hg3Te6 0,8 0,6 0,4 0,2 0 S , от н. ед . 0 400 800 1200 1600 λ, нм ток насыщения, IS = APT expϕ/(kT); константа Ричардсона; площадь барьерного перехода; высота потенциального барьера. где IS — А — P — ϕb — Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2016, ¹ 2–3 5 Íîâûå êîìïîÍåÍòû äëЯ ýëåêòðîÍÍîé àïïàðàòóðû ISSN 2225-5818 При этом значение темнового тока находится в диапазоне 1—4 мкА при обратном смещении 1 В. Экстраполяция полулогарифмической за- висимости lnI = f(U) позволила определить ве- личину тока насыщения, а также ϕb, которое со- ставило 0,41 эВ (при А = 120 и P = 0,25πd2 = =1,13 мм2). Поскольку ширина запрещенной зоны In2Hg3Te6 ñîñòàâëÿåò 0,7 ýВ, à âыñîòà ïî- тенциального барьера ФДШ почти вдвое мень- ше, то можно утверждать о том, что контакт «ме- талл — полупроводник» созданного устройства качественный. Испытания радиационной стойкости партии созданных структур проводились на стандарт- ных установках, содержащих изотоп Со-60, а в случае бета-излучения — на установке ГВГ-11А. Ухудшения параметров ФДШ практически не на- блюдалось в первом случае при D = 107—2⋅108 бэр и при D = 107 бэр во втором. При увеличении же интегральной дозы гамма-облучения до 5⋅108 бэр максимальная спектральная чувствительность ïàдàëà дî зíàчåíèÿ 0,38 А/Вт, а обратный тем- новой ток возрастал до 5—6 мкА. Следует отме- тить, что при аналогичных дозах радиации стан- дартные ФДШ на основе Si полностью теряют свою работоспособность [11]. Предварительные исследования, проведенные методом «на отражение» с помощью электроно- графа ЭГ-100А на соответственно подготовлен- ных пластинах In2Hg3Te6 с нанесенным слоем In, показали, что изменения параметров облу- ченных устройств вызваны, в первую очередь, аморфизацией нижнего омического In-контакта, которая происходит из-за радиационного разру- шения низкоэнергетических неэквивалентных орбиталей, составляющих тонкую структуру хи- мèчåñêèõ ñâÿзåé In [19]. Пðè ýòîм ðåзóëьòàòы измерения электрических параметров подложки не показали существенного изменения ее удель- ного сопротивления. âыводы Таким образом, созданные фотоструктуры диодов Шоттки на основе монокристаллической подложки n-In2Hg3Te6 с барьерным слоем из Cr обладают спектральной чувствительностью в ди- àïàзîíå 0,6—1,6 мêм ñ мàêñèмóмîм 0,43 А/Вт на длине волны 1,55 мкм. При комнатной тем- пературе обратный темновой ток такого ФДШ не превышает 4 мкА при смещении 1 В. Данное устройство выдерживает радиационные потоки до 2⋅108 бэр, что позволяет рекомендовать эти фотоструктуры для практического применения. При этом в случае использования новых радиа- ционно стойких контактных материалов следу- ет ожидать дальнейшее повышение их радиаци- онной стойкости. Данные структуры рекомендуются к исполь- зованию в различных приборах, устройствах и системах, предназначенных для регистрации из- лучения видимой и ближней части ИК-спектра оптического диапазона, функционирующих при повышенных дозах гамма-радиации. ИСПОЛьЗОВАННыЕ ИСТОЧНИКИ 1. Каток В.Б., Короп Б.В., Никитченко Ю.Б., Руденко И.Е. Волоконно-оптические системы передачи.— Москва: Иðèñ, 1994. 2. Абдулхаев О.А., Едгорова Д.М., Каримов А.В., Кулиев Ш.М. Высокочувствительный фотоприемник на основе германиевой двухбарьерной структуры с эффектом смыкания// Технология и конструирование в электронной аппаратуре.— 2015.— № 4.— С. 24—26. http://dx.doi. org/10.15222/TKEA2015.4.24 3. Бàðàíîчíèêîâ М.Л. Пðèåмíèêè è дåòåêòîðы èзëóчå- ний. Справочник.— Москва: ДМК Пресс, 2012. 4. Домашевская Э.П., Неврюева Е.Н., Грушка Г.Г. и др. Влияние стехиометрических вакансий на поведениепотолка валентной зоны в твердых растворах (Іn2Тe3)х–(Нg3Te3)1–х // ФÒП.—1991.— Ò. 25, âыï. 5.— C. 893—897. 5. Малик А.И., Грушка Г.Г. Самокалиброванный изме- рительный ИК фотодиод на основе дефектного полупрово- дника Hg3In2Te6 для спектрального диапазона 0.85—1.5 мкм // ЖÒФ.— 1990.— ¹ 10.— P. 188—190. 6. Грушка Г.Г., Грушка З.М., Гавалешко Н.П. Электрические свойства собственного полупроводника Hg3In2Te6 // ÓФЖ.— 1985.— T. 30, ¹ 2.— С. 304—307. 7. Äèýëåêòðèêè è ïîëóïðîâîдíèêè â дåòåêòîðàõ èзëó- чения / Под. ред. Ю.В. Малюкина.— Харьков: Институт монокристаллов, 2006. 8. Косяченко Л.А., Паранчич С.Ю., Макогоненко В.Н. и др. Электрические свойства поверхностно-барьерной фото- дèîдíîé ñòðóêòóðы íà îñíîâå HgInTe // ЖÒФ.— 2003.— Ò. 73, ¹ 5.— С. 126—129. 9. Êîñÿчåíêî Л.А., Рàðåíêî И.М., Сêëÿðчóê Е.Ф., Герман И.И., Sun Weiguo. Электрические характеристи- ки фотодиодов ІТО/HgInTe // ФТП.— 2006.— T. 40, ¹ 5.— С. 568—571. \|I\|, мкА 8 6 4 2 0 –2 –1 0 1 2 U, В Рèñ. 3. Вîëьò-àмïåðíыå õàðàêòåðèñòèêè íåîбëóчåí- ной структуры Cr/In2Hg3Te6 (1) и при облучении дозой 2⋅108 бэр (2) 1 2 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2016, ¹ 2–36 Íîâûå êîìïîÍåÍòû äëЯ ýëåêòðîÍÍîé àïïàðàòóðû ISSN 2225-5818 10. Склярчук В.М., Захарук З.І., Рибак Є.В. та ін. Електрофізичні властивості діодів Шотткі Ni-Hg3In2Te6 // ХІ Міжнар. конф. з фізики і технології тонких плівок.— Óêðàїíà, Іâàíî-Фðàíêіâñьê.— 2007.— С. 182. 11. Ковальчук М.Л. Дослідження твердих розчинів на основі HgTe як базових для фотоприймачів широкого спек- трального діапазону електромагнітного випромінювання / Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук.— ЧНУ ім. Ю.Фåдьêîâèчà.— 2009. 12. Кочубей В.А., Атучин В.В., Покровский Л.Д. и др. Структура, микрорельеф и оптические свойства пленок хро- ма, полученных методом сублимации в вакууме // Письма î мàòåðèàëàõ.—2013.— Ò. 3, ¹ 4.— C. 326—329. 13. Kulkarni A.K, Chang L.C. Electrical and structural characteristics of chromium thin films deposited on glass and alumina substrates // Thin Solid Films.¬— 1997.— Vol. 301, iss. 1-2.— P.17—22. 14. Пàò. 105367 Óêðàїíè. Пðîцåñ îòðèмàííÿ монокристалів In2Hg3Te6 / Галочкін О.В. и др.— 2016.— Бюл. № 5. 15. Галочкін О.В., Годованюк В.М., Захарук З.І. та ін. Вплив гравітаційної седиментації в розплавах багато- компонентних напівпровідників на процеси вирощування кристалів спрямованою кристалізацією, зонною плавкою // Нові технології. Науковий вісник КУЕІТУ.— 2010.— № 1.— С. 10—15. 16. Галочкін О.В., Ащеулов А.А., Дремлюженко С.Г. Координатно-чутливий фотодіод Шотткі на In2Hg3Te6 // Конф. молодих вчених з фізики напівпровідників «Лаш- карьовські читання 2016».— Україна, Київ.— 2016.— С. 52. 17. Аíдðååâ В.Г., Аíãåëóц А.А., Вдîâèí В.А., Лóêèчåâ В.Ф. Спектральные характеристики пленок хрома нано- метровой толщины в терагерцовом диапазоне частот // Пèñьмà â ЖÒФ.– 2015.– Ò.41, ¹4.– С. 52–60. 18. Докторович И.В., Бутенко, В.К., Годованюк, В.Н., Юрьев, В.Г. Методика определения динамического диапа- зона полупроводниковых фотоприемников // Технология и конструирование в электронной аппаратуре.— 2002.— № 6.— С. 14—15. 19. Ащåóëîâ А. А., Мàíèê О. Н., Мàíèê Ò. О., Билинский-Слотыло В. Р. Молекулярная модель и хими- ческая связь теллура // Технология и конструирование â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.— 2010.— ¹5–6.— С. 46—50. Дата поступления рукописи в редакцию 28.03 2016 г. А. А. Ащеулов1, о. в. ГАлочкін1, і. С. РомАнюк2, С. Г. ДРемлюженко3 Україна, Чернівці, 1Буковинський державний фінансово-економічний університет, 2Завод «Кварц», 3ЧНУ імені Юрія Федьковича Email: ashcheulovaa@rambler.ru РАДІАЦІЙНО СТІЙКА ФОТОСТРУКТУРА НА ОСНОВІ Cr/In2Hg3Te6 ДЛЯ ДІОДА ШОТТКІ Представлено конструкцію і технологію виготовлення структури фотодіода Шотткі на основі підкладки з радіаційно стійкого кристала n-In2Hg3Te6 з бар'єрним шаром з Cr, що характеризується фотовідповіддю в області 0,6—1,6 мкм при максимальній чутливості 0,43 А/вт на довжині хвилі 1,55 мкм. Дослідження електричних параметрів цих фотодіодних структур показали, що висота потенційного бар'єру складає 0,41 ев, а величина зворотного темнового струму не перевищує 4 мкА. Створені пристрої зберігають свою працездатність при дозах гама-опромінення 2⋅108 бер. ключові слова: фотодіод Шотткі, радіаційна стійкість, In2Hg3Te6, Сr. A. A. ASHCHeUlov1, A. v. GAloCHkIn1, I. S.RomAnyUk2, S. G. DRemlUzHenko3 Ukraine, Chernivtsi, 1Bukovina State University of Finance and Economy, 2Business Park «Quartz», 3Chernivtsi National University rAdIATION-rESISTANT PHOTOSTrUCTUrE FOr SCHOTTKY dIOdE BASEd ON Cr/In2Hg3Te6 Ge, Si, InGaAs, GaInAsP photodiodes are used as optical radiation receivers and function in a spectral range of transparency of quartz fiberglass. For the optical systems operated in the increased radioactivity the photodetectors’ application on In2Hg3Te6 crystal base characterized by a photosensitivity in the spectral range of 0,5—1,6 mm and also by increased radiation resistance to alpha, beta and gamma radiation is most acceptable. Schottky photodiode structure was designed on the base of this semiconductor formed by a modified floating zone recrystallization technique where the sedimentation effect was leveled. It consists of n-In2Hg3Te6 substrate and deposited by cathode sputtering Cr barrier layer of thickness within a range 10—11 nm choice of Cr is determined by its optimal optical, electric and adhesive features in high quality radiation-resistant photodiode structures manufacturing. Indium and nichrome are used as ohmic contacts. DOI: 10.15222/TKEA2016.2-3.03 UdC 621.383.526, 621.793 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2016, ¹ 2–3 7 Íîâûå êîìïîÍåÍòû äëЯ ýëåêòðîÍÍîé àïïàðàòóðû ISSN 2225-5818 rEFErENCES 1. Katok V.B., Korop B.V., Nikitchenko Yu.B., Rudenko I.E. volokonno-opticheskie sistemy peredachi [Fiber optic transmission system]. Moskow, Iris, 1994, 120 p. (Rus) 2. Abdulkhaev O. A., Yodgorova D. M., Karimov A. V., Kuliyev S. M. [Highly sensitive photodetector based on Ge double-barrier punch-through structure]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi Apparature, 2015, no 4, pp. 24-26. (rus) http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2015.4.24 3. Baranochnikov M.L. Priemniki i detektory izluchenii: Spravochnik [receivers and detectors of optical radiation: Handbook]. Moskow, DMK Press, 2012, 640 p. (Rus) 4. Domashevskaya E.P., Nevryueva E.N., Grushka G.G., Govaleshko N.P., Bayev A.S., Terekhov V.A. [Influence of stoichiometric vacancies on the top of valance band in solid solutions (Іn2Тe3)х–(Нg3Te3)1–х]. FTP, 1991, vol. 25, iss. 5. pp. 893-897. (Rus) 5. Malik A.I., Grushka G.G. [Self-calibrated radiometric IR photodiode based on defect semiconductor Hg3In2Te6 for the spectral range 0.85-1.5 mm]. zhurnal tekhnicheskoi fiziki, 1990, iss. 10, pp. 188-190. (Rus) 6. Grushka G.G., Grushka Z.M., Gavaleshko N.P. [Electrical properties of intrinsic semiconductor Hg3In2Te6]. Ukrainian Journal of Physics, 1985, vol. 30, no. 2, pp. 304- 307. (Rus) 7. Dielektriki i poluprovodniki v detektorakh izlucheniyа [Insulators and semiconductors in the detectors of radiation]. Ed. by Yu.V. Malyukina. Kharkov, Institute of Monocrystals, 2006, 360 p. (Rus) 8. Kosyachenko L. A., Paranchich Yu. S., Makogonenko V. N., Sklyarchuk V. M., Sklyarchuk Е. F., German I. I. electrical performance of HgInTe surface-barrier photodi- odes. Technical Physics, 2003, vol. 48, no. 5, p. 647. 9. Kosyàchenko L.A., Rarenko I.M., Sklyàrchuk E.F., German I.I., Sun Weiguo. Electrical characteristics of ITO/ HgInTe photodiodes. Semiconductors, 2006, vol. 40, iss. 5, pp. 554-557. http://dx.doi.org/10.1134/S1063782606050083 10. Sklyarchuk V.M., Zakharuk Z.I., Rybak Ye.V., Rarenko I.M., Sklyarchuk O.F., German I.I. [Electrical properties of the Shottki diodes on Ni-Hg3In2Te6]. Procced. of the XI Int. Conference Physics and Technology of Thin Films and nanosystems, Ukraine, Ivanî-Frankivsk, 2007, p. 182. (Ukr) 11. Koval’chuk M.L. Doslіdzhennyа tverdikh rozchinіv na osnovі HgTe yаk bazovikh dlyа fotopriimachіv shirokogo spektral’nogo dіapazonu elektromagnіtnogo vipromіnyuvannyа. Diss. kand. fiz.-mat. nauk [Study solid solutions based on HgTe as base for the photodetectors wide spectral range of electromagnetic radiation. Dr. phys. and math. sci. diss.] Chernivtsi National University, Ukraine, 2009. (Ukr) 12. Kochubey V.A., Atuchin V.V., Pokrovsky L.D., Soldatenkov I.S., Troitskaia I.B., Kozhukhov A.S., Kruchinin V.N. [Structure, microrelief and optical properties of chro- mium films deposited by sublimation in vacuum]. letters on materials, 2013, vol. 3, iss. 4, pp. 326-329. (Rus) 13. Kulkarni A.K, Chang L.C. Electrical and structural characteristics of chromium thin films deposited on glass and alumina substrates. Thin Solid Films, 1997, vol. 301, iss. 1-2, pp. 17-22. 14. Galochkіn O.V. et. al. Protses otrimannyа mo- nokristaliv In2Hg3Te6 [The process of obtaining single crystals In2Hg3Te6]. Patent UA, no. 105367, 2016. 15. Galochkin O.V., Godovanyuk V.M., Zakharuk Z.I., Kolisnyk M.G., Rarenko A.I., Rarenko I.M., Ruskovoloshyn M.M., Raranskiy M.D. [Influence of gravitational sedimenta- tion in semiconductor melt on the crystal growth by direct crystalization, zone melting]. novі tekhnologіyi. naukovii vіsnik kUeіTU, 2010, no. 1, pp. 10-15. (Ukr) 16. Galochkіn O.V., Ashcheulov A.A., Dremlyuzhenko S.G. [Jig-sensitive photodiode on Schottky on In2Hg3Te6]. Сonference of young scientists on semiconductor physics ”lashkaryov’s readings 2016”, Ukraine, Kyiv, p. 52. (Ukr) 17. Andreev V. G., Angeluts A. A., Vdovin V. A., Lukichev V. F. Spectral characteristics of nanometer-thick chromium films in terahertz frequency range. Technical Physics letters, 2015, vol. 41, iss. 2, pp. 180-183. http:// dx.doi.org/10.1134/S1063785015020170 18. Doctorovich I.V., Butenko V.K., Godovanyuk V.N., Yur’ev V.G. [Determination methodology of dynamic range of semiconductor photodetectors]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi Apparature, 2002, no. 6, pp. 14-15. (rus) 19. Ashcheulov A.A., Manyk O.N., Manyk T.O., Bilinsky-Slotylo V.R. [Molecular model and chemical bond of tellurium]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi Apparature, 2010. no. 5-6, pp. 46-50. (rus). The barrier structures have the contact area of 1,13 mm2 with photo response of 0,6—1,6 mm at the maximal sensitivity 0,43 A/W on the wavelength l,55 mm. Reverse dark current of these structures do not exceed 4 mA at the bias of 1 v (T=295 k), and the potential barrier height is equal to 0,41 ev. The tests of radiation resistance of these structures demonstrated their ability to function at doses of 2•108 rem without evident parameters changes. This allows using them in practical aims in the conditions of high radiation. keywords: Schottky photodiode, radiation resistance, In2Hg3Te6, Сr.

Радиационно стойкая фотоструктура на основе Cr/In₂Hg₃Te₆ для диода Шоттки

Institution

Ähnliche Einträge