Исследование зависимости подвижности электронов от мольного содержания х в эпитаксиальных слоях МЛЭ p-Hg1-xCdxTe Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 535.213

В.С. Крылов, В.Я. Костюченко СГГ А, Новосибирск

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОДВИЖНОСТИ ЭЛЕКТРОНОВ ОТ МОЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ Х В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЯХ МЛЭ P-HGi. xCDxTE

Полупроводниковые растворы Hg1-xCdxTe (КРТ), где х - мольное содержание кадмия, широко используются при изготовлении фотоприемников ИК-излучения для спектральных диапазонов 3 - 5 и 8 - 12 мкм. В последнее время достигнут значительный прогресс в развитии технологии выращивания слоев КРТ методом молекулярно лучевой эпитаксии (МЛЭ). На основе эпитаксиальных слоев КРТ изготавливаются многоэлементные матричные фотоприемные устройства. При создании большеформатных матриц и линеек фотоприемников возникает проблема выращивания и контроля однородности мольного состава исходных фоточуствительных пластин вдоль поверхности. В процессе роста методом МЛЭ из-за разных расстояний от источников до подложки и из-за неоднородной температуры подложки мольный состав КРТ может быть неоднородным вдоль поверхности. Характеристики фотоприемников зависят от подвижности неосновных носителей заряда (электронов). В связи с этим целью работы являлось измерение зависимости подвижности неосновных электронов от состава тройного раствора.

Ранее в работах [1, 2] был предложен простой метод определения подвижности неоновных электронов в р-КРТ при слабом уровне генерации неравновесных носителей. В таблице 1 приведены значения подвижности электронов ^е, рассчитанной этим способом для четырех образцов с разным составом х, при температуре 77К.

Таблица 1

№ це, м2/Вс х, моль

1 7,1 0,2178

2 5,5 0,2224

3 4,35 0,2253

4 4 0,2263

На рис. І приведены магнитополевые зависимости сигнала фотопроводимости в геометрии Фарадея, измеренные на двух образцах KPT. Подвижность электронов определялось с помощью простого выражения:

А №

где Вн - индукция магнитного поля, соответствующая половине амплитуды сигнала фотопроводимости при нулевом магнитном поле.

Для сравнительного анализа использовалось теоретическое выражение зависимости подвижности электронов в и-КРТ от состава и температуры [3].

магнитное поле, Тл

Рис. 1. Магнитополевые зависимости сигнала фотопроводимости для

образцов с различным составом

А = 9 • 10

4a

7.5

о 0.

2а

(2)

0 2

где а = —, Т - абсолютная температура (Т = 77К).

х

На рис. 2 приведены теоретическая кривая и аппроксимированные прямой экспериментальные точки.

экспериментальные точки теоретическая зависимость

х

Рис. 2. Теоретическая и экспериментальная зависимости подвижности электронов от мольного состава КРТ

Характер зависимости подвижности электронов от мольного состава р-КРТ подобен ранее полученной теоретической зависимости для подвижности электронов в и-КРТ.

Таким образом, нами экспериментально получена и теоретически проанализирована зависимость подвижности электронов ne от мольного состава х. Различие наклона теоретической и экспериментальной кривой, как мы предполагаем, связано с типом полупроводника р или и и с ошибкой эксперимента.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Подвижность неосновных носителей заряда в пленках p-HgCdTe / В.С. Варавин и др. // ФТП. - 2005- Т. 38. - вып. 5. - С. 532 - 536.

2. Протасов, Д.Ю. Немонотонное поведение магнитофотопроводимости в p-CdHgTe / Д.Ю. Протасов, В.Я. Костюченко, В.И. Овсюк // ФТП. - 2006. - Т. 40. - вып. 6. -

С. 663 - 666.

3. Scott H.W. / - J. Appl. Phys. - 1972. - V.43. - P. 1055.

© В.С. Крылов, В.Я. Костюченко, 2006