автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Разработка технологии и исследование фотоэлектрических особенностей в поверхностно-барьерных структурах на основе поликристаллических пленок сульфида и селенида кадмия

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ

Г Г 5 ОА 2 'і МАР 1ЯЯ7

На правах рукопису УДК 535.215:621.383

БОБРЕНКО Юрій Миколайович

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ В ПОВЕРХНЕВО-БАР'ЄРНИХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВІ ПОЛІКРИСГАЛГЧНИХ ПЛІВОК СУЛЬФІДУ ТА СЕЛЕНІДУ КАДМІЮ

(05.27.03 - технологія, обладнання та виробництво матеріалів і приладів електронної техніки)

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

КИЇВ - 1997

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників НАН України, м.Київ

Науковий керівник:

Доктор фізико-математичних наук

В.М.Комащенко

Науковий консультант: Доктор фізико-математичних наук

С.Ю.Павелець

П.П.Горбик

Провідна організація: Національний Університет ім.Тараса

Шевченка, м.Київ

Захист відбудеться 21 березня 1997 року о 14 год. 15 хе. на засіданні Спеціалізованої ради К 50.07.02 в Інституті фізики напівпровідників НАН України (252650 Київ-28, пр. Науки, 45).

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту фізики напівпровідників НАН України.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, засвідчені печаткою, просимо надсилати за адресою: 252650 Київ-28, пр. Науки, 45, Інститут фізики напівпровідників НАН України, на ім'я вченого секретаря Спеціалізованої ради.

Автореферат розіслано 20 лютого 1997 р.

Вчений секретар Спеціалізованої ради кандидат фізико-

Офіційні опоненти:

Доктор технічних наук, професор Р.В.Конакова Доктор фізико-математичних наук

Рудько Г.Ю.

Актуальність теми. Напівпровідіпікові фотоелектричні перетворювачі (ФП) являють собою первинні перетворювачі оптичного випромінювання в електричний сигнал і відносяться до важливої складової елементної бази сучасного приладобудування.

Основною особливістю перетворення електромагнітної енергії в електричну в ФП на основі тонкоплівкових полікристалічних прямозошшх напівпровідникових матеріалів є сильне поглинання випромінювання в приповерхневій області, підсилене фізичним та геометричним факторами. Тому найбільш оптимальною є така бар'єрна структура, в якій електричне поле, яке поділяє фотопари, локалізоване безпосередньо біля освітленої поверхні. Останнє є основною характерною особливістю поверхнево-бар'єрних структур (ПБС) - контакту прозорої та напівпровідникової фоточутливої складової. Як прозору складову використовують метал (діод Шотткі та структури МДН) або широкозонний напівпровідник (оптичне вікно),

Перспективність створення поверхнево-бар'єрних структур на основі сполук СсіБ і СсіБе визначилась після того, як почали використовувати халькогеніди міді (ХМ) як прозору складову. Перевагами ХМ є: більша, ніж у металів, робота виходу і висока стабільність електричних і оптичних властивостей виродженої модифікації, сильне виродження якої досягається без спеціального легування сторонніми домішками.

Властивості ПБС СсіБ і СсІБе з прозорою складовою Сії) в5 досить добре вивчені, досягнута висока ефективність перетворення у видимій області спектру, висока стабільність і радіаційна стійкість параметрів ФП.

Проте до початку цих досліджень низку важливих питань не було вивчено. Так, не була з'ясована, стосовно до СсіБ, можливість

поліпшення параметрів ФП шляхом використання варизонних шарів, були від суші відомості про особливості перетворення випромінювання високоенергетичної ділянки спектру (для СсіЬ). Подібні дослідження становлять і практичніш інтерес у зв'язку з можливістю створення на основі С<35 високоефективних приймачів ультрафіолетового (УФ) випромінювання.

Актуальність створення таких приймачів очевидна в зв'язку з необхідністю реєстрації, вимірювання потужності та дозіметрії УФ випромінювання у приладах нового покоління, призначених для контролю екологічних умов навколишнього середовища, озонового шару та радіаційного стану, лазеро- і фототерапії у медицині; селекції та генетиці нових сортів у сільському господарстві; офсетному друці та поліграфічній промисловості; технічній діагностиці та нерушгівному контролі виробів електронної промисловості, автоматичного контролю полум'я в котлоагрегатах тощо.

Головною метою дисертаційної роботи була розробка технології виготовлення ПБС на основі полікристалічних Сс1Б і С&5е з проміжними варизонними та низькоомними шарами, дослідження фотоелектричних явищ в структурах, аналіз процесів переносу носіїв заряду, генераційних процесів і втрат фотоструму, виявлення шляхів оптимізації експлуатаційних параметрів приймачів УФ випромінювання.

У відповідності до поставленої мети досліджень у роботі розв'язувалися такі завдання:

1. Розробити технологію одержання, виготовити та дослідити властивості полікристалічних ПБС СиізБСЖ і Си165-Сс15е з проміжними варизонними шарами.

2. Виготовити та дослідити властивості ФП Си^Б-СсІЗ з низь-коомним проміжним шаром ОсіБ.

3. Дослідити спектри фотоструму ФП Си^-Ссй за краєм власного поглинання Сей.

4. Визначити оптимальну товщину ХМ в ПБС. Дослідити властивості надтонких плівок Сії) 65, вирощених на рельєфній поверхні полікристалічного СсіБ.

5. Дослідити спектри фотоструму ФП, в тому числі із надтонкими шарами Си, 8Б в УФ ділянці спектру.

6. Виготовити та вивчити характеристики приймачів УФ випромінювання.

Наукова новизна роботи.

1. Вперше розроблені та вивчені структури Сиіей-Ссі3 з проміжними варизонними шарами (гпБе^Ссй),.*.

2. Виготовлені та досліджені гетероструктури на основі СгіБ з тонким низькоомним приповерхневим шаром. Введення низысоо-много шару приводить до неоднорідного розподілу заряду в області просторового заряду (ОПЗ), не виявляється на закономірностях переносу темнових носіїв струму, підвищує фото-струмову чутливість при збереженні необхідних діодних параметрів.

3. Показано, що при нанесенні в вакуумі можуть бути реалізовані умови для росту суцільного (нерозривного) надтонкого (~15 им) шару ХМ на розвинутій рельєфній поверхні полікристалічних шарів СсІЗ.

4. Вперше показано, що використання в ПБС надтонкого виродженого напівпровідника дозволяє спостерігати і досліджувати фотоефект, пов’язаний з транспортом (фотоемісією) гарячих електронів (неосновних носіїв заряду) через межу поділу із прозорої до фоточутливої складової структури.

Практична иіншеть роботи. Реалізовані умови для практичного використання (застосування замість металів виродженото напівпровідника, розробка технології отримання надтонкої нерозрив-

ної плівки Сиі е5 на поверхні СсіБ) фотоефекту, пов'язаного з транспортом гарячих носіїв заряду.

Розроблена технологія створення високоефективних, стабільних, радіаційностійких приймачів УФ радіації. На основі розроблених ФП виготовлені сенсори видимого та УФ випромінювання з експлуатаційними параметрами на рівні світових досягнень.

Положення, шо виносяться на захист:

1. Використання тонких проміжних варизонних шарів в ПБС дозволяє зменшити темпові діодні струми на 1,5-2 порядки величини при збереженні високої фотострумової чутливості. Домінуючим процесом в механізмах проходження темпових струмів є тунелювання.

2. При формуванні низькоомної області в СсіБ реалізується оптимальний просторовий розподіл тягнучого електричного поля, Збільшення поля на межі поділу дозволяє значно підвищити фо-тострумову чутливість, а збереження достатньої ширини ОПЗ забезпечує добрі діодні характеристики ФП.

3. Вклад у спільний фотострум структури термалізованих носіїв, генерованих довгохвильовим випромінюванням в Си^Б, незначний.

4. Надтонка плівка виродженого Си165, вирощеного методом, використаним у роботі, на поверхні полікрисгалічного Сей, нерозривна, і в ній відсутні окисні шари (однорідна за фазовим складом).

5. Збільшення фоточутливості ПБС з проміжними шарами при граничному зменшенні товщини прозорої виродженої складової визначається не тільки збільшенням пропускання останньої (зменшення світлових втрат), а й, в значній мірі, пов'язано з генерацією гарячих носіїв заряду (електронів в Си183).

б. Високоефективні стабільні датчики ультрафіолетової радіації з експлуатаційними параметрами на рівні світових досягнень.

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались на IX Міжнародній нараді з фотоелектричних і оптичних явищ в твердому тілі (Варна, 1989 p.); Всесоюзній конференції "Фотоэлектрические явлення в полупроводниках" (Ташкент, 1989 p.); IV Всесоюзній науково-технічній конференції "Электронные датчики - СЕНСОР-9Г' (Ленінград, 1991 p.); Seminar on Solar Power Systems; United Nations, Economic Commission for Europe (Alushta, 1991); II науковій конференції "Фотоэлектрические явления в полупроводниках" (Ашхабад, 1991 p.); IV Міжнародній конференції з физики та технології тонких плівок (Івано-Франківськ, 1993 p.).

Використання результатів роботи. Результати роботи використані при розробці технології отримання датчиків УФ радіації на БО "Октава" (СКБ "Спегар"). Розроблені датчики використані в Інституті аналітичного приладобудування (м.Київ) для створення систем контролю складу рідин, а також для проведення наукових досліджень головною метрологічною організацією країн СНД (НДІОФВ, м.Москва) та інтими організаціями.

Публікапії. За матеріалами дисертації опубліковано 12 робіт, список яких наведено у кінці реферату.

Особистий внесок лисертзнта. Основні результати та висновки дисертації одержані особисто автором. Ним виконані комплексні дослідження електричних і фотоелектричних властивостей поверхнево-бар’ерных структур. Автор брав участь в інтерпретації одержаних результатів і написанні всіх статей і наукових доповідей, пов'язаних з темою дисертації. Автор брав участь в розробці технології виготовленню! високоефективних приймачів УФ радіації.

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох глав, висновків, списку цитованої літератури з 130

найменувань. Вона викладена на 132 сторінках, які містять друкований текст, 51 ілюстрацію і 3 таблиці.

У вступі обгрунтована актуальність роботи, сформульовані ЇЇ мета та задачі.

У тгертттій гляш приведено огляд літературних даних з теми тонкоплівкових ФП. Напівпровідникові сполуки А2Ве найбільш перспективні для створення тонкоплівкових полікристалічних фотоперетворювачів, що мають такі безсумнівно позитивні якості, як економічність і простота технології їх виготовлення, радіаційна стійкість і стабільність експлуатаційних параметрів. Огляд літературних даних свідчить про необхідність пошуку підвищення ефективності ФП, зокрема в короткохвильовій ділянці спектру оптичного випромінювання , та поліпшення їх діодних характеристик.

У другій главі проаналізовано основні особливості фотоефекту в ПБС, що дозволило сформулювати ряд підходів, спрямованих на поліпшення властивостей тонкоплівкових бар'єрних структур на основі СсІБ і Ссйе.

Втрати фотоструму в ПБС пов'язані з рекомбінацією на межі поділу та переходом основних носіііїв заряду із фоточутливої (Сей, Сй5е) до прозорої (Си^Б) складової, суттєво залежать від напруженості поля в ОПЗ. Сильне легування зменшує ширину ОПЗ, дозволяє досягнути поля, достатнього для одержання високої чутливості ФП в короткохвильовій області спектру. Проте, створення сильного електричного поля вступає в протиріччя з необхідністю розширення ОПЗ для зменшення темнових тунельних струмів через перехід і поліпшення діодних характеристик ФП.

Задовільнеїшя вказаних суперечливих умов потребує створення оптимального просторового розподілу електричного поля в приповерхневій фото активній області. Один із можливих підходів для вирішення вказаної проблеми пов’язаний з використанням ва-

ризонних шарів. Топкий (товщина менше ширини ОПЗ) варизон-ний шар нарощувався в вакуумі на підкладці Сей (Ссйе). В цьому випадку можна використати відносно високооша шари С<іБ для збереження оптимальних розмірів ОПЗ, а зниження електричного поля на межі поділу компенсувати квазіелектричним полем тонкого варизонпого прошарку.

Для Осіб оптимальним може бути шар із твердих розчинів (^Бе^Ссй)!.*. При використанні вказаних шарів немає необхідності в додатковому легуванні, що не заважає досягненню максимального значення квазіелектричного поля. Приводяться та аналізуються енергетичні зонні діаграми гетероструктур.

В роботі базові плівки Сей, СеіБе і шари змінною складу вирощувались на металізованих діелектричних підкладках в єдиному технологічному циклі методом вакуумної конденсації в квазізамк-неному об'ємі. Спільна товщина структури ~7 мкм. Товщина прозорого шару Си185 і варизошюго проміжного шару складала відповідно ЗО і 100 нм. Для структури з проміжним варизонним шаром концентрація електронів в Сей складала п=1014см'3. Залежність ємності переходу від позитивної зміщуючої напруги зазнає зламу, що свідчить про неоднорідний розподіл просторового заряду.

Проведені порівняльні дослідження вольт-амперних характеристик (ВАХ) Си1в5-Ссй і структури з варизонним шаром (гпЗеІ^СсІЗ),.*. ВАХ добре описується функцією 1=І0ехр(а.и). Для обох структур характерна слабка залежність І0 від температури і незалежність параметру а від температури. Вказана поведінка типова для гетеропереходів з ХМ як р-шаром , в якому реалізується тунельний або тунельно-рекомбінаційний механізм проходження сіруму. Типові значення параметрів ВАХ при кімнатній температурі для різних зразків Си^Б-Ссй і ФП Си1е5-(2л5е),.(Сс15)ь,.'СсіЗ відповідно такі: І0 дорівнює (4+5) -Ю’10 Аі (5-і-б) -10'іг А, а = (16+16,3)

і (15+15,5). Таким чином, використання тонкого варизонного прошарку, вбудованого в ОПЗ ПБС, дозволяє значно поліпшити діодні характеристики ФП. При цьому, як свідчать експериментальні дані, підвищується фоточутливість у всьому спектральному діапазоні.

Аналіз енергетичних зонних діаграм свідчить, що зворотні струми гетерострукгури Сике5-(гп5е)І(Ссі5) Ьх-Ссі5 (механізм проходження струму) не повинні принципово відрізнятись від струмів для гетеропереходу (ГП) без тонкого проміжного шару. Отримані експериментальні результати підтверджують дане припущення. Для досліджених структур характерна реалізація тунельного механізму проходження струму.

Оптимальний розподіл електричного поля при збереженні достатньої шириш ОПЗ і одночасного збільшення поля на межі поділу можна реалізувати шляхом створення низькоомної приповерхневої області в фоточутливій компоненті ПБС. Вказаний варіант успішно реалізований на основі полікристалічних плівок. Структури створювались на основі Сй5 з концентрацією електронів порядку 1014 см'3. Як показує елементарний розрахунок, при створенні низькоомното шару з концентрацією п= 10і6 см'3 і товщиною 0,1-0,2 мкм, біля освітленої поверхні ФП може бути локалізоване електричне поле (до 10і В/см), достатнє для зниження втрат фотоносіїв на межі поділу.

Оскільки параметри ОПЗ, які вплітають на проходження темпового струму через ОПЗ, залишаються незмінними (відносно С<±3 без низькоомното шару), можна чекати якісного і кількісного збігання ВАХ для обох випадків. Як показує експеримент, введення низькоомното приповерхневого шару не змінює характеристик прямих і зворотних гілок ВАХ. Присутність низькоомното шару, що приводить до неоднорідного розподілу об'ємного заряду, виявляється при дослідженні ВФХ, на яких спостеріхаєтьсч злам при прямих

зміщуючих напругах.

Дослідження спектрального розподілу чутливості показує, що використання низькоомного проміжного шару приводить до значного (-1,5 рази) збільшення абсолютного значення фотоструму в короткохвильовій ділянці спектру (Я = 220-400 нм).

У третій главі досліджуються особливості фотоелектричного перетворення в ПБС вироджений напівпровідник - напівпровідник, пов'язані з поглинанням випромінювання і генерацією фотоносіїв в Сііі еБ.

Проведені досліди фотоефекту в спектральній ділянці за краєм власного поглинання С<±5 свідчать про те, що можна знехтувати фотострумом, пов'язаним з домішковим поглинанням світла в СсК, а також генерацією носіїв струму в Си183. В цьому випадку вираз для зовнішньої квантової ефективності ФП в загальному вигляді можна записати (освітлення ФП з боку ХМ), як Ов = ТО,, де Т - пропускання шару Си165, О, - внутрішня квантова ефективність шару С(ЗБ.

Збільшення чутливості ФП повинно визначатися збільшенням Т, тобто граничним зменшенням товщини прозорого шару. Для ВІДОМИХ структур використовуються ТОВЩИНИ СіІі еБ порядку 40 нм. Подальше зменшення товщини Си18Б обмежується декількома факторами, які аналізуються в роботі. При зменшенні товщини плівки Си185, вирощеної на рельєфній поверхні полікристалічного базового шару, вона може виявитися розривною, що приведе як до збільшення шарового опору прозорої складової ФП, так і до зменшення фото активної площі структури. Дослідження на растровому електронному мікроскопі МРЕМ-200 в суміщеному режимі вторинної емісії і струму, індукованого електронним зондом, виявили достатньо високий ступінь нерозривності тонкої (~15 нм) плівки Cui.eS, вирощеної на рельєфній поверхні полікристалічного шару СсЙ.

и

Ще один небажаний ефект, пов'язаний з граничим зменшенням товщини Си185, визначається можливістю утворення при взаємодії з киснем шарів окису міді товщиною, порівняною з шаром Си168. Аналіз елементного складу, проведений на Оже-спектрометрі 09-ЮС-І0-005 при пошаровому стравлюванні плівки Си, 65, не виявив окисних шарів.

В роботі приводяться результати дослідження спектрів фотоструму в залежності від товщини прозорої складової. Для ФП з товщиною шару Си185 сі~15 нм спостерігається оригінальний результат: несподівано слабка залежність зовнішнього квантового виходу від енергії квантів падаючого випромінювання. Враховуючи, що механізм втрат фотоносіїв в СЙ5 не повинен залежати від товщини шару Си1ЛБ, природньо допустити, що при вказаних товщинах стає помітним вклад у фотоефект генерації носіїв у шарі сульфіду міді.

Розрахункова функція Ое/Т, яка у випадку відсутності фото-чутливосгі CUi.eS повинна визначити внутрішню квантову ефективність ФП, виявляє зріст при зміщеннях в сторону коротких хвиль, і для Ряду зразків навіть перевищує одиницю. Вказані факти однозначно свідчать про вклад у фотострум шару Си165.

Природньо допустити, що спостерігасмий ефект чутливості пов'язаний з транспортом гарячих фотоелектронів (слабо чутливих до рекомбінаційних явищ). В цьому випадку фотострум, пов'язаний з генерацією носіїв в Си185 товщиною сі, може бути записаний Іф(Х) = еФ0ехр[-к(сі-1х)] [І-ехр(-Ия)] , де їх - глибина виходу, тобто товщина шару, в якому всі генеровані світлом з довжиною хвилі А. фотоелектрони, рухаючись до межі поділу, зберігають надлишкову енергію, достатню для подолання рекомбінаційного бар'єру, і, отже, безперешкодно переходять в базовий шар СсІБ.

Глибина виходу їх для напівпровідників на порядок величини

повинна перебільшувати таку для металів, у яких через сильну взаємодію з електронами провідності в металі енергію, достатню для подолання потенційного бар'єру, зберігають тільки ті електрони, які утворилися біля межі розподілу на глибині, яка не перебільшує 1 нм.

Проведеш в роботі кількісні оцінки квантової ефективності, пов'язаної з гарячими носіями (коли <1~1х), дають величину О] порядку 0,3. Вказані значення квантової ефективності знаходяться на рівні ефективності відомих, найбільш чутливих в УФ області спектру, ПБС, квантова ефективність яких, наприклад, для ?.~0,25 мкм не перебільшує 0,3.

В четвертій главі описана технологія виготовлення тон-коплівкових полікристалічних ФП на основі СйБ і СйБе з проміжними варизонними і низькоомними приповерхневими шарами, приведені експериментальні результати дослідження експлуатаційних характеристик приймачів УФ випромінювання, проаналізовані переваги високоефективних С ¿Б фотоприймачів перед відомими іншими типами приймачів УФ радіації. Описано розроблений дозіметр ерітемної радіації на основі тонкоплівкових полікристалічних ФП.

Висока чутливість, стабільність і технологічність виготовлених датчиків УФ радіації зумовлені: використанням для створення датчиків полікристалічних напівпровідникових структур; відсутністю при одержанні низькоомної фоточутливої бази, омічних контактів тягнучих електричних полів, процесів додаткового легування напівпровідникового матеріалу; використанням тонких проміжних ва-ризонних прошарків; використанням фотоефекту гарячих носіїв, слабо чутливих до рекомбінаційних явищ.

Основні переваги розроблених датчиків такі: 1) ФП за основним параметром - абсолютною спектральною чутливістю в УФ області спектру - перевершують в 1,5-2 рази зарубіжні аналоги;

2)відсутість довгохвильової чутливості обумовлює перевагу над кремнієвими високочутливими ФД при рівнозначній абсолютній фоточутливості в УФ діапазоні; 3) в спектральних характеристиках розроблених датчиків відсутні помітні неонорідності, характерні для кремнієвих ФД в діапазоні 200-300 нм; 4) УФ ФП більш стабільні, ніж кремнієві, при опромінюванні жорстким ультрафіолетом Основні результати і висновки:

1. Вперше розроблені та досліджені структури Си^-СсіБ з

проміжними варізонними шарами Побудовані

енергетичні зонні діаграми, вивчені механізми переносу носіїв заряду при прямій та зворотній зміщуючих напругах. Показано, що домінуючим процесом в механізмах проходження струму є тупелювашія. Введення проміжного варизонного шару дозволяє знизити темнові діодні струми на 1,5-2 порядка величини при збереженні високої фотострумової чутливості.

2. Вперше виготовлені та досліджені гетероструктури Си, в5-С<і5 з тонким проміжним низькоомним шаром СсіБ. Збільшення поля у межі поділу дозволяє значно підвищити фотострумову чутливість, а збереження достатньої ширини ОПЗ забезпечує добрі діодні характеристики ФП.

3. Дослідження властивостей тонких плівок Cui.eS з використанням методів Оже-спектроскопії та методу струму, наведеного електронним пучком, показали, що використана в роботі вакуумна технологія нанесення дозволяє вирощувати на рельєфній поверхні полікрисгалічного Сс1£ нерозривні надтонкі (-15 нм), однорідні за фазоввим складом шари сульфіду міді.

4. Вперше показано, що використання в ПБС надтонких шарів виродженого напівпровідника дозволяє спостерігати і дослідити фотоефект, пов'язаний з транспортом (фотоемісією) гарячих електронів (неосновних носіїв) через межу поділу із прозорої в фоточутливу складову структури.

5. Досліджені спектри фотоструму ФП Cu16S-CdS в УФ області. Проведені кількісні оцінки фотоефекту, визначаємого генерацією гарячих носіїв, дають високі значення для квантової ефективності (Q, =0,3 при Я = 0,25 мкм). Зниження втрат фотоструму в CdS за рахунок ошимізацц умов переносу носіїв заряду через межу поділу і граничне зменшення товщини Cu, 6S приводить до того, що в області довжин хвиль 0,2-0,4 мкм сумарний фотоефект (генерація носіїв в обох тарах структури) виявляється в 1,5-2 рази вихце, ніж у відомих ПБС.

6. Розроблена технологія виготовлення високочутливих приймачів УФ випромінювання та дозиметра еритемної радіації. Результати роботи використані при розробці датчиків УФ радіації ФПД-1 ТУ (НВО "Октава", м.Київ).

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ:

1. Дозиметр эрцтемной радиации на основе тонкопленочных по-ликристаллических фотопреобразователей / ІО.Н.Бобренко, К.В.Колежук, В.Н.Комащенко и др.//Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. - 1991. - Вып.20. - С.26-29.

2. Применение процесса фотолитографии в изготовлении монолитных конструкций фотопреобразователеи на основе тонких поликристаллических слоев А2Вв / Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук, В.Н.Комащенко и др. // Опгоэлектроника и полупроводниковая техника. - 1992. - Вып.23. - С.36-40.

3. Спектры фоточувствительносш тонкопленочных поликрисгал-лических приемников УФ-излучения на основе CdS и ZnS / Ю.Н.Бобренко, В.С.Балкж, К.В.Колежук и др. // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. - 1993. - Вьш.27. - С.58-59.

4. II - VI thin film polycrystalline multilayer converters for solar photovoltaics / Yu.N.Bobrenko, V.V.Kislyuk, K.V.Kolezhuk et al. // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 1994. - V.33, N1.- P.83-90.

5. Бобренко Ю.Н., Павелец С.Ю., Ткаченко В.М. Коротковолновая фоточувствительность поверхностно-барьерных структур на основе переходов вырожденный полупроводник - полупроводник // Письма в ЖТф. - 1994. - Т.20, вьш.12, с.9-13.

6. Бобренко Ю.Н., Павелец А.М., Павелец С.Ю., Т.Е.Шенгелия Т.Е. Поверхностно-барьерные структуры с промежуточным тонким; варизонным слоем // ФТП. - 1995. - Т.29, вып.4. - С.750-753.

7. Особенности спектральной чувствительности высокоэффективных поликристаллических приемников УФ-излучения / Ю.Н.Бобренко, В.Н.Комшценко, С.Ю.Павелец и др.// Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. - 1995.- Вып.ЗО.- С.64-70.

8. Полупроводниковые приемники УФ-диапазона спектра / Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук, М.Н. Кретулис и др. // Тез.докл. IV Всес. конф. "Электронные датчики - СЕНСОР-91". - Ленинград, 1991. - С.95-97.

9. Тонкопленочные ноликристаллические фотопреобразователи с варизонным промежуточным слоем на основе селенида кадмия / Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук, В.Н.Комащенко и др. //В сб.: Фотоэлектрические явления в полупроводниках. Тез. докл. II научн. конф. - Ашхабад, Ылым, 1991. - С.257.

10.Воздействие высокоэнергетических потоков протонов и электронов на электрические и фотоэлектрические характеристики тонкопленочных фотоэлектрических фотопреобразователей / В.С.Балюк, Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук и др. // Тез. допов. IV Міжнар. конф. з фізики і технології тонких плівок. - Івано-Франківськ, 1993. - Ч.І. - С.112.

И,Тонкопленочные ноликристаллические многослойные фотоприемники видимого диапазона спектра / В.С.Балюк, Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук и др. // Тез. допов. IV Міжнар. конф. з фізики і технології тонких плівок. - Івано-Франківськ, 1993. - Ч.І. - С. 140.

12.Тонкопленочные поликриегаллические многослойные гетероструктуры, чувствительные в УФ-области спектра / B.C. Балюк, Ю.Н.Бобренко, К.В.Колежук и др. // Тез.допов. ГУ Міжн. конф. з фізики і технологи тонких плівок. - Івано-Франківськ, 1993. -

Ч.ІІ. - С.358.

SUMMARY

Bobrenko Yu.N. "The development of technology and the investigation of photoelectric peculiarity on surface-barrier structures on the basis of the polycrystalline sulphide and selenide of cadmium films" (manuscript).

The technical sciences candidate (Ph.D.) thesis on speciality 05.27.03 - Technology, Equipment and Production of Materials and Devices for Electronic Engineering. Institute of Semiconductors Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1997.

The technology is developed for fabrication of new ultraviolet photoconverters based on the CUi.8S/CdS and Cu18S/CdSe heterojunctions. The CdS and CdSe thin-film base layers with graded-band-gap intermediate layers and low-resistance near-surface interlayers were fabricated by the quasi-closed space vacuum sublimation. The thickness of the transparent strongly degenerate Си, ,8S component was about 15-20 nm.

Thin intermediate layers and built-in quasi-electric fields in the space charge region increased the efficiency of the charge carrier separation and also decreased the diode tunnel currents. High ultraviolet photoresponse was achieved due to both the optimum distribution of the electric field localized immediately near the illuminated surface of the photosensitive component and the photoeffect resulting from the hot electron transport (photoemission).

The technology is developed for fabrication of high-efficiency stable radiation-resistant UV photodetectors. Basing on the developed photodetectors, we fabricated the visible (CdSe) and UV (CdS) light detectors on a level with the highest world standards.

АННОТАЦИЯ

Бобренко Ю.Н. "Разработка технологии и исследование фотоэлектрических особенностей в поверхностно-барьерных структурах на основе поликрнсталлических пленок сульфида и селенида кадмия” (рукопись).

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.03 - технология, оборудование и производство материалов и приборов электронной техники. Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, 1997.

Разработана технология получения новых ультрафиолетовых фотопреобразователей на основе гетеропереходов Си1В$/СсЗБ, Cui.eS/CdSe. Тонкопленочные базовые слои Сс1Б и СсІБе с промежуточными варизонными слоями (йпБеЦСйЗ),.* и низкоомными приповерхностными прослойками приготавливались в квазизамк-нутом объеме. Толщина прозрачной сильновырожденной компоненты Си, ¿Б составила 15-20 пм.

Тонкие промежуточные слои и встроенные в область пространственного заряда квазиэлектрические поля увеличили эффективность разделения носителей заряда, а также уменьшили туннельные диодные токи. Высокая ультрафиолетовая чувствительность достигнута за счет оптимального распределения электрического поля, локализованного непосредственно у освещаемой поверхности фоточувсгаительной компоненты, и фотоэффекта, связанного с транспортом (фотоэмиссией) горячих электронов.

Разработана технология создания высокоэффективных, стабильных, радиационностойких приемников УФ радиации. На основе разработанных ФП изготовлены датчики видимого (СсіБе) и УФ (ОсІБ) излучения с эксплуатационными параметрами на уровне мировых достижений.

Ключові слова: технологія, фотоперетворювач, варизонний шар, ультрафіолетове випромінювання, тунельний сірум, гарячі носії за-

ряду.