Спосіб одержання напівпровідникового матеріалу pi-cdchihgiota-chite

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ Г* СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (505 (II) Н 01 L 31/0296 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4726289/25 (22)07.08.89 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА п - CdxHgt-xTe (57) Использование: способ относится к полупроводниковой фотоэлектронике и может быть использован при изготовлении датчиков ИК-излучения. Сущность: способ обеспечивает технологичность и обратимость управления времени жизни электронов в материале n-Cdo,22Hgo,78Te с концентрацией электронов п < 10 см при температуре Т = 77 К путем использования в качестве центров рекомбинации двухзэрядных вакансий ртути, изменение концентрации которых производят путем контролируемого термоотжига в парах ртути, например при (315 ± 2)°С. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.,1 табл. Изобретение относится к полупроводниковой фотоэлектронике и может быть использовано при изготовлении датчиков ИК-излучения. Известен способ получения полупроводникового материала n-CdxHgi-xTe, по которому возможно увеличение времени жизни электромов при снижении их концентрации в материале [1]. Однако данный способ нетехнологичен и не обеспечивает обратимость процесса управления временем жизни электронов в материале. Управление временем жизни электронов в таком способе возможно лишь в сторону его уменьшения и является необратимым, так как концентрация центров рекомбинации при этом может изменяться только в сторону увеличения. Целью изобретения является повышение технологичности и обеспечение обратимости управления временем жизни электронов в материале п - Cdo.22Hgo.78Te с концентрацией электронов п< 10 см" при температуре Т = 77К. Дополнительный целью является получение времени жизни электронов т~ 2-1 0~ с в материале п - Cdo.22Hgo.7sTe с исходной концентрацией доноров Ng = 3*10 см и акцепторов N 3 = =1,2-10 15 см" 3 . На фиг.1 приведена номограмма зависимости времени жизни электронов, ограниченного Ожеи примесной рекомбинацией, от их равновесной концен (71) Институт полупроводников АН УССР (72) Л.А.Карачевцева, А.В.Любченко, Э.А.Маловичко, Е.А Сальков, В.К.Ергаков, К.Р.Курбанов и Ю.Н.Волков (53)621.382(088.8) (56) 1. Баженов Н.Л. и др. Рекомбинация неравновесных носителей заряда в пCdxHgi-xTe(0,2< х 10 1 Г ) см 3 ; кривая 5 для N g = 1,5-Ю15см3; кризая 6-для Nn = 1,8-Ю15 см' 3 ; кривая 7 для Ыа = 2.5*10 см"3' кривая 8 - для Ng = =4*10 см ; пунктир- время жизни электронов, ограниченное Оже-механиэмом рекомбинации; на фиг.2 - график зависимости концентрации электронов An от температуры отжига Тотж в парах ртути. Способ осуществляется следующим обр а з о м . Для г р у п п ы к р и с т а л л о в п - Cdo,22Hgo,7eTe с п < 10 15 см* определяется их исходная степень компенсации К~ ^ZNa/Ng, где 2 - зарядовое число акцепторов. Если полученное значение К превосходит К м и н = С (V~1 + 1/С - 1 ) , где С = -2N v a /Ng = ZN V /N g [exp - {Еа/КвТ)] - плотность состояний в валентной зоне; Nv ~ энергия ионизации рекомбинационного акцепторного уровня, то для повышения времени жизни электронов увеличивают концентрацию вакансий рту г и в кристаллах путем их термоотжига в парах ртути при температуре, определяемой по экспериментальной зависимости Дп(ТСтж.)- приведенной на фиг.2 В результате уменьшается концентрация электронов, и, в соответствии с фиг.1, возрастает их время жизни. В противоположном случае, при К < Кмин для повышения времени жизни электронов уменьшают концентрацию вакансий ртути путем контролируемого термоотжига, что приводит к повышению концентрации электронов и, в соответствии с фиг.1, к возрастанию их времени жизни (до тех пор, пока Тп не превышает Оже-ограничения времени жизни). Для анализа времени жизни электронов в твердых растворах CdxHgi-xTe в области примесной рекомбинации рассмотрим статистику Шокли - Рида в ее общем виде. Электронное время жизни г п в материале п-типе проводимости при слабом уровне возбуждения (ДпNca. а - Сп/Ср < 1. С учетом этого, а также соотношения по » ро для полупроводника n-типа проводимости выражение (!) преобразуется в выражение II 1 CnNg С +К (1 - К ) К 1723962 Т= 77К, при которой преобладает примесная рекомбинация. В таблице представлены данные по изТаким образом, увеличение времени менению времени жизни образцов CdxHg і хТе жизни электронов в области примесной рекомбинации п