Фото-приборы

© fastdl.org

Кристаллическая структура HgTe всегда содержит большое число вакансий ртути (порядка 1019 см-3) вследствие ее большой летучести. В решетке твердого раствора КРТ из-за присутствия кадмия ртуть связана несколько сильнее, и поэтому концентрация ее вакансий при температурах вблизи температуры плавления должна быть несколько меньше – порядка 1017 – 1018 см3 . Вакансии ртути являются акцепторами, а ее атомы в междоузлиях – донорами. Избыточные атомы в микровключениях и в выделениях в основном нейтральны. Так как в твердом растворе (как и в бинарном соединении) энергия связи кадмия и теллура в решетке больше чем энергия связи ртути, роль дефектов, связанных с кадмием и теллуром невелика. Таким образом, в отсутствие посторонних электрически активных примесей концентрация носителей в твердом растворе КРТ будет определяться соотношением концентраций вакансий ртути и ее атомов в междоузлиях.

Свойства системы КРТ
1. Возможность изменять ширину запрещенной зоны в широких пределах путем изменения соотношения концентраций атомов металлических компонентов твердого раствора – ртути и кадмия.
2. В твердом растворе Hg 1-xCd xTe практически значимых составов подвижность электронов довольно высокая.
Низкая концентрация собственных носителей и высокая подвижность носителей позволяют использовать собственный материал, поэтому детекторы могут работать при умеренно низких температурах, а чувствительность их будет высокой, т.к. поглощение обеспечивается основными носителями, концентрация которых больше, чем примесных.
3. Низкое значение диэлектрической проницаемости обеспечивает малую инерционность фотоприемника, т.к. эта величина определяет емкость nр-перехода. Недостатки системы КРТ:
- технологически сложно получать исходный однородный материал из-за высокого парциального давления компонентов, в первую очередь, ртути;
- характер фазовой диаграммы таков, что при температуре Таммана начинается не только заметная диффузия дефектов, но и структурная перестройка (типа спинодального распада). Это явление происходит вследствие взаимодействия вакансий (широкая область гомогенности) с дислокациями, и в результате происходит образование структуры сдвига (ячеистая структура с различным соотношением кадмия и теллура). Наличие широкой области гомогенности, смещенной в сторону теллура, приводит к устойчивому состоянию р-типа; в связи с этим электронный материал создается путем генерации радиационных дефектов или межузельной ртутью.
- технологические процессы изготовления приборов ограничены температурами 2000С (Ттехнол< Тплавл), т.к. энергия активации межузельной ртути мала, и в результате концентрация носителей в глубине материала и на его поверхности может меняться вплоть до инверсии типа проводимости.
- градиент dEg/dx довольно велик, и это требует строгого поддержания постоянства состава материала по площади рабочей части кристалла с целью обеспечить равномерность рабочих характеристик матрицы или линейки.

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22