технологические вопросы изготовления полупроводниковых пленок с аномально высокими фотонапряжениями

Рис. 2.11. Зависимость фотонапряжения от интенсивности света при различных температурах для АФН-пленки Bi₂Te₃+Sb₂Te₃ В=1,0÷0,35 вт/см².
Поскольку в пленках Bi₂Te₃+Sb₂Te₃, Bi₂Te₃+Bi₂Se₃ при температуре жидкого азота не наблюдается насыщения фотонапряжения опыты продолжались при температуре жидкого водорода и гелия. Рассмотрение люкс-вольтовых характеристик при азотных температурах показало, что для пленок Bi₂Te₃+Sb₂Te₃, Bi₂Te₃+Bi₂Se₃ на кривых V_АФН (В) не наблюдалось насыщения вплоть до трехкратных солнечных интенсивностей (В= 0,75 Вт/см²) С переходом к более низким температурам заметного увеличения V_АФН не произошло, а на некоторых образцах наблюдался даже спад фотонапряжения.
Типичные результаты исследования люкс-вольтовых зависимостей пленок Bi₂Te₃+Sb₂Te₃ при азотных и водородных температурах приведены на рис. 2.12 и 2.13, из которых видно, что при водородных температурах V_АФН(В) имеет вид кривой с максимумом при В=0,1 Вт/см².
Методика исследования при азотных и водородных температурах была идентичной. В стеклянный дьюар заливали жидкий азот или водород. Тефлоновый держатель с образцом опускали в дьюар. Освещение производилось через окно осветителем типа ОИ-24. Фотонапряжение измеряли вольтметром С-96, либо методом компенсации V_АФН высоковольтным источником ВС-23. Измерения при температуре жидкого гелия производили в криостате с охлаждением радиационного экрана жидким азотом. Трудности при исследовании в области водородных и гелиевых температур были связаны с большими значениями сопротивления пленок.
Типичные люкс-вольтовые характеристики АФН-пленок приведены на рис. 2.10-2.14. Для кремния, германия и фосфида галлия они линейны во всем исследованном интервале освещенностей, а для CdTe характеристика существенно нелинейна и фс тонапряжение практически достигает насыщения при освещенностях порядка 2·10⁴ лк. Для пленок GaAs, отклонения от линейности наблюдаются при освещенностях порядка 10⁵ лк.

Рис. 2.12. Зависимость фотонапряжения при азотной и водородной температуре (пленка №30 Bi₂Te₃+Sb₂Te₃)

Рис. 2.13. Зависимость фотонапряжения при водородной температуре (пленка №13 Bi₂Te₃+Sb₂Te₃)
Люкс-вольтовые характеристики некоторых образцов герма ниевых и кремниевых пленок не проходят через нуль системы кс динат, значит в данных образцах имеется темновое (электретное) напряжение величиной около 0,1÷0,5В. Электретное напряжение наблюдается примерно у трети полученных кремниевых пленок и примерно у половины образцов германиевых пленок. При контроле этих пленок, более года, находившихся в темноте в не закороченном состоянии, не обнаружено заметного изменения V_ЭЛ опытах с нагревом пленок в вакууме до температуры 100°С также не исчезало это напряжение.
Электретное напряжение появляется в процессе наклонного напыления пленок при отсутствии поляризующего электриче кого поля. Интересно, что полярность V_ЭЛ может совпадать с полярностью генерируемого этой пленкой V_АФН и может быть противоположной. В некоторых образцов V_АФН=0, в то время как V_ЭЛ отличается от нуля. /3/
Зависимость проводимости АФН-пленок германия, кремния фосфида галлия и теллурида кадмия от освещенности приведена на рис. 2.15. Видно, что в указанном интервале освещенности проводимость пленок теллурида кадмия изменяется более чем в 2 порядка, пленок GаAs увеличивается всего лишь в 2 раза, кремния незначительно, а германия практически не изменяем ся. Таким образом, закономерности изменения аномального фотонапряжения и фотопроводимости пленок CdTe существенно отли чаются от аналогичных закономерностей в других полупроводниковых пленках.