технологические вопросы изготовления полупроводниковых пленок с аномально высокими фотонапряжениями

Рис. 2.14. Люкс-вольтовые характеристики АФН-пленок-германия (1), кремния (2), арсенида гая (3) теллурида кадмия (4).

Рис. 2.15. Зависимость проводимости АФН-пленок германия (1), кремний (2), фосфида галлия (3), теллурида кадмия (4) от освещенности.

Рис. 2.16. Типичные зависимости фотонапряжения и сопротивления от освещенности АФН-пленок CdTe; 1- V_АФН при фронтальном освещении; 2- V_АФН при освещении через подложку; 3-R(B) при фрон тальном освещении; 4- V_АФН одновременном освещении с фронта и тыла.
Изучена зависимость фотонапряжения от интенсивности возбуждающего света на пленках теллурида кадмия при освещении их через поддожку. Показано, что снимаемое фотонапряжение меньше, чем при фронтальном освещении, но кривая имеет такой же вид, как и при освещении с фронта.
Установлено, что при одновременном освещении пленки со стороны слоя и через подложку общее фотонапряжение меньше, чем при освещении только со стороны слоя, даже в тех случаях, когда полярность фотонапряжения при тыловом и фронтальном освещениях одинакова. Постоянная фронтальная подсветка приводит к тому, что кривая зависимости фотонапряжения от интенсивности света, падающего через подложку, привращается из монотонно возрастающей в монотонно убывающую (рис. 2.16).
Такой же характер влияния тыловой засветки на пленке селена. Результаты аналогичных исследований, проведенных на Si, Ge и GdAs, показали, что на АФН-пленках соблюдается аддитивность V_АФН при фронтальном и тыловом освещениях.
§ 5. Температурные исследования фотонапряжения, тока короткого замыкания и сопротивления пленок /3, 4, 9, 22/
Для получения информации о величине фотонапряжения, тока короткого замыкания и сопротивления пленок во всем интервале промежуточных Т проведены температурные исследования. Люкс-вольтовые характеристики АФН-пленок Bi₂Te₃+Sb₂Te₃ показали, что величина фотонапряжения возрастает до нескольких тысяч вольт при переходе от комнатной температуры к азотной. С дальнейшим понижением температуры до 20°К существенно увеличивается фотонапряжение при малых интенсивностях света. (В области низкого уровня возбуждения (В=0,01Вт/см²) абсолютное значение фотокапряжения при 20°К превышает приблизительно в 4 раза величину при 77°К. При интенсивностях света, больших ~0,2 вт/сл², величина фотонапряжения приближается к значению V_АФН измеренному при азотных температурах, а в некоторых образцах даже становится меньшей. В табл. 2.1 приведены значения V_АФН в интервале 300÷4°К для двух образцов. Сравнение этих данных показывают, что тенденция к спаду фотонапряжения продолжается и в области гелиевых температур

Т°,К	300	77	20	4	Номер пленки
V, B	0,8	2000	1800	1000	1
	0,3	3500	3100	3000	17

Рис. 2.17. Температурные зависимости V_АФН, J_к.з, R АФН-пленки PbS

Рис. 2.18. Температурные зависимости V_АФН, J_к.з, R АФН-пленки Bi₂Te₃+Sb₂Te₃
Зависимости фотонапряжения, сопротивления и тока короткого замыкания АФН-пленок изучали в криостате при давлении 10^-2 мм.рт.ст. Измерительная аппаратура позволяла определять параметры пленок до сопротивления 10¹⁴ Ом. Вольтамперные характеристики снимались на электрометре В-2-5 при помощи падающего излучения 10^-2 вт/см². Источником света служила лампа накаливания ОИ-24 с цветовой температурой 2900°К.
Результаты измерений V_АФН (Т), J_к.з(Т) и R(Т) для пленок PbS, Bi₂Te₃+Sb₂Te₃, Bi₂Te₃+Bi₂Se₃ представлены на рис. 2.17-2.19. Ход температурных зависимостей фотонапряжения и сопротивления для АФН-пленок исследуемых веществ идентичен и имеет экспоненциальные участки. Следует заметить, что ток короткого замыкания практически не зависит от температуры.

Рис. 2.19. Температурные зависимости V_АФН, J_к.з, R АФН-пленки Bi₂Te₃+ Bi₂Se₃

Рис. 2.20. Температурные зависимости АФН-пленок теллурида кадмия (а) арсенида галлия (б)
Энергия активации, вычисленная по наклонам экспоненциальных участков R (Т), составила для PbS≈0,1 эВ, Bi₂Te₃+Sb₂Te₃ и Bi₂Te₃+Bi₂Se₃≈0,4 эВ.
Экспериментальные результаты для одной из наших пленок CdTe, а также температурные зависимости параметров АФН-пленок приведены на рис. 2.20. Как видно из этого рисунка, ток короткого замыкания в пленках CdTe практически не зависит от температуры. Температурный ход генерируемого фотонапряжения, и температурная зависимость сопротивления пленки идентичны.