Низькотемпературні методи модифікації властивостей CdxHg1-xTe та структур на його основі

Abstract

Розглянуто результати досліджень вузькощілинних напівпровідників типу CdxHg1-xTe, які знайшли широке застосування при виготовленні приладів оптоелектроніки. Основну увагу приділено визначенню параметрів й властивостей CdxHg1-xTe та границь розділу на його основі і пошуку технологічних процесів, які б дали змогу активно впливати на ці параметри. Для твердих розчинів на основі халькогенідів ртуті встановлено безпосередній зв'язок між особливостями рівноважних фазових діаграм у системах метал-халькоген- кисень і фазовим складом границі розділу напівпровідник-оксид, її механізмом росту, домінуючим типом дефектів і електрофізичними властивостями. Досліджено вплив на властивості матеріалу індукованих імпульсом лазерного випромінювання ударних хвиль та низькоенергетичного іонно-променевого травлення. Запропоновано механізм перебудови дефектної системи як в об'ємі, так і на границях розділу твердих розчинів CdxHg1-xTe під дією ударних хвиль при різних режимах ударної обробки. Встановлено, що іонно-променеве травлення, створюючи на поверхні джерело дифузії міжвузловинної ртуті надзвичайно високої концентрації, дає змогу створити в CdxHg1-xTe нові типи донорів внаслідок взаємодії акцепторних домішок з міжвузловинною ртуттю. This review article summarizes the research of CdxHg1-xTe semiconductors, which have found wide application in optoelectronic devices. The study is mainly focused on determining the properties of CdxHg1-xTe materials and interfaces to develop the technology, which would allow controlling the parameters of devices. The direct relation between the characteristic features of the metal (Hg, Cd, Zn or Mn) - chalcogen (Te, Se) - oxygen equilibrium phase diagram and experimentally discovered phenomena was revealed in Hg-based solid solutions. These include: (1) the phase composition of the growing oxide layer, (2) the predominant type of intrinsic point defects, (3) the possible mechanism of the layer growth, (4) electrical properties of semiconductor-oxide interfaces. The investigation of CdxHg1-xTe behavior under laser shock waves resulted in introducing the mechanism of rebuilding the defect environment caused by this kind of treatment. Another low temperature treatment, i.e. the low energy ion beam milling, involves a specific interaction of acceptor dopants with interstitial Hg atoms creating new types of donors in this material that seems to have good potential in creating quality p-n junctions.