1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Установлено, что параметры кристаллической решетки пленок СЮ„Бег к плавно изменяются от значений параметров решетки, характерных для С65е, до значений, типичных для СЮ, что свидетельствует о полной взаимной растворимости трех компонентов в твердой фазе во всем диапазоне составов [46, 56, 62]. 3.2.2,2 Электрические свойства Наличие взаимосвязи между электрическими свойствами, составом и микроструктурой пленок С65е обусловливает зависимость их электрических свойств от метода получения и параметров процесса осаждения. Вследствие существования вакансий Бе пленки Сс(Бе всегда имеют проводимость п-типа (донорные уровни образуют атомы СЙ). Атомы Ье создают в запрещенной зоне глубокие акцепториые уровни (на расстоянии -0,6 эВ от вершины валентной зоны), поэтому пленки не могут обладать проводимостью р-типа.
Согласно результатам измерений Глю [40], у пленок С88е, полученных ионным распылением в тлеющем разряде на постоянном токе, возбуждаемом в газовой смеси Нс8е с Аг, удельное темповое сопротивление в направлении, перпендикулярном поверхности подложки ( — 1О' Ом см), выше, чем в плоскости пленки (-!О' Ом см). Анизотропию электрических свойств пленок объясняют существованием потенциальных барьеров, связанных с дефектами упаковки. При интенсивности падающего 14Ь ГП444 3 излучения -3 мВт/см' удельное сопротивление пленок в обоих направлениях уменьшается до 104...
104 Ом ° см. Постоянная времени этого процесса составляет менее 1 мс. Отношение темнового удельного сопротивления пленки к удельному сопротивлению при освещении, измеренное в поперечном направлении, достигает наибольшего значения 1,8 1О' при толщине пленки 1,5... 2 мкм, в то время как в продольном направлении это отношение при увеличении толщины пленки возрастает с 10 до 80.
Максимальные значения указанного отношения равны 8.10'— в поперечном направлении (для пленок, осаждаемых на подложки с температурой 150'С), и 60 — в продольном направлении (для пленок, получаемых при температуре 175... 200'С). При приложении к этим пленкам сильного электрического поля наблюдается насыщение тока.
Дэр и др. (34, 57] сообщали, что пленки с пониженным удельным сопротивлением, получаемые методом вакуумного испарения, состоят из зерен большего размера и имеют более упорядоченную структуру, чем пленки с повышенным удельным сопротивлением, которые содержат аморфные области. Для низкоомных пленок непосредственно после осаждения характерно небольшое избыточное количество кадмия, которое увеличивается при термообработке, в результате чего концентрация носителей возрастает, а удельное сопротивление пленок уменьшается. Значительное повышение удельного сопротивления пленок, осаждавшихся с высокой скоростью, при выдержке в атмосферных условиях и при термообработке связано с обеднением носителями мелких зерен. Скорость осаждения и температура испарителя существенно влияют на микроструктуру и, следовательно, на электрические свойства пленок. Хамерски [Зб] провел исследование зависимости свойств нспаряемых пленок Сд8е от давления остаточного кислорода и температуры подложки и сделал вывод, что при высоких температурах подложки образуются пленки специфической структуры, содержащие включения Оз в виде комплексов.
Автором также показано, что удельное сопротивление пленок сильно зависит от парциального давления 01 и в меньшей степени — от температуры подложки и материала испарителя. На кривой, отражаю1цей зависимость удельного сопротивления пленок от скорости осаждения, наблюдаются аномальные минимумы, положение которых для пленок Сг)5е, полученных при различных парциальных давлениях Ом зависит от отношения количества молекул С88е [в паровой фазе) и Оь соударяющихся с подложкой.
Установлено, что глубина минимумов определяется парциальным давлением 01 в процессе осаждения пленки. Чэн и Хилл 133], исходя из результатов измерений в температурном диапазоне от †1 до 80 'С электропроводности и эффекта Холла в компенсированных пленках С88е, полученных Физические свойства тонких пленок 147 вакуумным испарением (при контролируемых значениях скорости осаждения, температуры испарителя и температуры подложки), пришли к заключению, что при температурах выше 0'С проводимость обусловлена электронами, содержащимися на донорных уровнях, имеющих энергию ионизации 0,186 эВ и концентрацию около ! Озо см '. При температурах, лежащих в указанном диапазоне', преобладает рассеяние носителей на границах зерен.
Для температур, меньших 0'С, характерна проводимость в примесной зоне. Кутра и др. [58) сообщали, что при термообработке в инертной атмосфере слоев л-Сгибе, в которые проведена имплантация ионов бе, происходит инверсия типа проводимости с образованием р-Сббе. В этих слоях холловская подвижность дырок составляет 0,4... О,б смз)(В ° с), а концентрация дырок — 4,2. 10'4... 9,8 10" см- . Пленки Сгибе, осаждаемые из раствора [46], непосредственно после нанесения имеют темповое удельное сопротивление 10'...
10' Ом ° см, величина которого зависит от условий роста. Отжиг в вакууме при температуре 300'С снижает удельное сопротивление пленок до 1... 10 Ом ° см. Кейнтла [46) изучал влияние отжига, осуществляемого в различных атмосферах, на свойства пленок и установил, что наличие Оз приводит к увеличению их темпового удельного сопротивления. Роль отжига сводится к тому, что он стимулирует адсорбцию или десорбцию О, (аналогичные процессы характерны и для пленок Спб, получаемых методом пульверизации с последующим пиролизом). Концентрация электронов в отожженных пленках С68е изменяется в пределах 5 ° 10'т... 5 ° 10'з см — ', а их подвижность— 1... 1О см'1(В ° с). Энергия активации донорных уровней (связанных с атомами Сд), найденная из температурной зависимости концентрации носителей (см. рис.
3.8), равна 0,015 эВ. Установлено, что температурная зависимость подвижности носителей имеет вид !с-Т': . Для пленок Сгибе, осаждаемых из раствора [59), после очувствления на воздухе отношение фотопроводимости (при освещении белым светом интенсивностью 50 мВт/см') к темновой проводимости составляет 2 ° 10'. Максимум спектральной чувствительности пленок соответствует длине волны 0,7 мкм (см. рис. 3.9), что указывает на собственный характер фотопроводимости. Согласно оценкам, в интервале энергий от 0,2! до 0,26 эВ плотность ловушек приблизительно равна 10"...
10" см-з э — '. Показано [46), что введение легирующих примесей !л и Сп приводит к увеличению отношения фотопроводимости к темновой проводимости пленок. При наличии примесей Сп и Ад спектральный диапазон чувствительности расширяется в длинноволновую область. Темповое удельное сопротивление пленок сплава Сг(бк8е1 „ осаждаемых из раствора [46), не зависит от их химического состава. Влияние отжига на свойства пленок сплава и характер- Глава 3 148 го,о ю 1О,О Ь 5 с 5,0 2,0 2,5 З,2 1азГт (т, К) г,о Рис. 3.8.
Температурные зависимости концентрации л (1) и подвижности И ( носителе и в отожженных плевках Сазе, осажденных из раствора [46[. юо 50 юо го во 20 йю о,в Длина велим, мнм 1,О Рис. 3.9. Спектральные зависимости фоточувствительности нелегироааниых и легированных пленок Савве, осажденных из раствора [46[ Кривые 1, 2 — левая шкала, кривые 3, 4 — правая шкала. ные особенности фотопроводимости аналогичны рассмотренным выше для пленок С([ое. Свечников и Каганович [601 с использованием трехэлектродного варианта метода ионного распыления [ионного распыления в тлеющем разряде, поддерживаемом термоэлектронной эмиссией), а также посредством осаждения из а 1о Е 5 во И 4О й Физичесние свойстве тонких пленок 149 10 100 50 0,0 'о 20 10 0 1,5 0,7 Х, эем 5 2,0 0,5 1,0 пэ, эв 0,9 раствора получали пленки СЮ„Яеэ „с широким диапазоном изменения фотоэлектрических свойств.
Фигельсон и др. ]56] отме- ЧаЛИ, ЧтО удЕЛЬНОЕ СОПрОтИВЛЕНИЕ ПЛЕНОК СЮкЯЕ1 „, ОСаждаЕ- мых методом пульверизации с последующим пиролизом, слабо зависит от их состава, тогда как температура подложки, скорость распыления раствора и скорость осаждения пленок оказывают значительное влияние на их электрические свойства. В пленках СЮхБеэ „различного состава концентрация электронов изменяется в пределах 10"... 10'в см — '. ЗД.2.3 Оптические свойства В пленках СдЯе, осаждаемых из раствора, происходят прямые оптические переходы, и ширина запрещенной зоны составляет 1,74 эВ. Зависимость квадрата коэффициента поглощения от энергии фотонов, а также зависимости показателя преломления и коэффициента поглощения от длины волны света показаны на рис. 3.10.
Рентч и Бергер [61] отмечают, что спектральное положение края основной полосы поглощения пленок СЮе„ полученных вакуумным испарением и не подвергавшихся дополнительной обработке, определяется концентрацией примесей в пленках. В результате высокотемпературного отжига пленок, нанесенных на сильно нагретые подложки, вблизи края поглощения появляются полосы, характерные для экситонного поглощения.
Рис. 3.10. Зависимость квадрата коэффициента поглощения схэ от энергии фотонов лт (а) и зависимости показателя преломления и (1) и а (2) от длины волны света Л (б) для пленок Сэ(Зе, осажденных из раствора [461. Величина и измеряется в см — '. Глава 3 150 Как показал Кейнтла [46], ширина запрешенной зоны пленок С65«Яе1 „, полученных осаждением из раствора, плавно изменяется в зависимости от их состава в диапазоне от 1,74 эВ (пленки СЮе) до 2,44 эВ (пленки С65) Другими исследователями [56] отмечалось аналогичное плавное изменение ширины запрещенной зоны пленок, нанесенных методом пульверизации с последующим пиролизом. Поглошение света в пленках любого состава сопровождается прямыми переходами.
3.2.3 Теллурид кадмия (СЙТе) Пленки Сг(Те получают вакуумным испарением [63, 64], ионным распылением [63, 65, 66], эпитаксиальным осаждением методом «горячих стенок» [67], пульверизацией с последуюшим пиролизом [63, 65], с помощью нескольких вариантов газотранспортного метода [63, 65, 66, 68, 69], газотранспортным методом в квазизамкнутом объеме [63, 65, 70 — 72], посредством трафаретной печати [73, 74] и методом химического осаждения из раствора [75]. 3.2.3.1 Структурные свойства Пленки СОТе, осаждаемые вакуумным испарением при комнатной температуре [64], согласно результатам рентгеноструктурного анализа, кристаллизуются в кубической решетке и содержат небольшое количество свободного теллура. Для пленок, создаваемых при более высокой температуре (150 или 250 'С), характерны гексагональная структура и отсутствие теллура в свободном состоянии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
