технологические вопросы изготовления полупроводниковых пленок с аномально высокими фотонапряжениями

§ 7. Влияние деформации на свойства АФН-эффекта /3, 4, 21, 104/
Применение высоких давлений один из эффективных методов получения информации о физических свойствах твердых тел. В настоящее время свойства твердых тел изучают в условиях всестороннего гидростатического сжатия. Этот метод мало эффективен для изучения пленок, так как наибольший интерес в данном случае представляет создание деформаций вдоль пленки. Неэффективно также применение к пленкам одностороннего давления, так как в этом случае требуемые деформации создаются с помощью механизма, представляемого коэффициентом Пуассона.
По механическому растяжению полупроводниковых пленок практически отсутствуют литературные данные. Имеющиеся сведения в основной касаются металлических пленок. Наиболее обстоятельный обзор по механическим свойствам тонких конденсированных пленок дан в работе /129/.

Рис. 2.25. Зависимость J_к.з. от относительного растяжения АФН -пленок CdTe

Рис. 2.26. зависимость J_к.з. от относительного растяяения АФН -пленок Bi₂Te₃+Sb₂Te₃
Для создания больших механических напряжений АФН-пленки наносились на полимерные подложки, допускающие значительные и обратимые деформации. Высокая степень адгезии обеспечивала передачу напряжений от подложки к АФН-пленке и осуществление деформации одностороннего растяжения в исследуемых пленках. Насколько нам известно в физике и технике тонких пленок такая методика не применялась.
Важным моментом в данной методике является то обстоятельство, что механическое напряжение приложено к каждой точке поверхности напыленной пленки, контактирующей с подложкой. Поэтому при возникновении микроразрывов в полупроводниковой АФНпленке напряжения не снимаются, и величина деформации не ограничивается пределом прочности в самом слабом месте, как это происходит в массивных образцах. В качестве подложки нами использована лолиэтилентерофталатная лента /130/ ввиду её высокой прочности и температурной стойкости.
Для изучения зависимости величины фототока от деформации изготовлено устройство, позволяющее растягивать образцы и измерять удлинение с точностью до 10 мкм. Генерируемый пленкой фототок измерялся в режиме короткого замыкания. Для выяснения влияния продольной деформации на величину фототока для пленок с фотовольтаическим (CdTe) и фотодиффузионным (GaAs) механизмом /111, 112/ были сняты зависимости которые сопоставлялись с аналогичными зависимостями для пленок Bi₂Te₃+Sb₂Te₃ и Bi₂Te₃+Bi₂Se₃. Образцы представ ля ли собой напыленные в вакууме 10^-5 тор полупроводниковые пленки теллурида кадмия, арсенида галлия и халькогенидных соединений /3, 104/. Теллурид кадмия напылялся на полиэтилентерофталатную подложку, расположенную под углом ~30° и нагретую до 150°С. При напылении арсенида галлия температура подложки была 100°С, а угол напыления ~45°.

Рис. 2.27. Зависимость тока короткого замыкания от относительного растяжения АФН-нленок Bi₂Te₃+Bi₂Se₃.

Рис. 2.28. Зависимость тока короткого замыкания от относительного растяжения АФН-нленок GaAs
Графики зависимости тока короткого замыкания от относительного растяжения АФН-пленок теллурида кадмия, сложных халькогенидных соединений и арсенида галлия приведены на рис. 2.25-2.28. Экспериментально измеренные величины фототока короткого замыкания для нескольких образцов нормированы к единице. Ход зависимости относительного растяжения пленок теллурида кадмия и халькогенидных соединений идентичен и представляет собой монотонно спадающую кривую.
Зависимость J_к.з. (∆l/l) для пленок арсенида галлия имеет вид колоколообразной кривой (рис. 2.28). С увеличением относительной деформации пленки величина фототока растет, достигает максимума, а затем спадает.
Исследования показали, что наблюдаемые зависимости можно воспроизвести для одного и того же образца несколько раз в интервале ∆l/l 5 %.