Володимир Білинський-Слотило

Олександр ГовалешкоНауковий керівник – проф. Махній В.П.Перспективи модифікації поверхні підкладинки длястворення контактів метал-напівпровідникОсновою переважної більшості приладів твердотільноїелектроніки є структури з випрямляючим бар’єром. Серед нихособливе місце займають контакти метал-напівпровідник (КМН),які мають низку переваг перед іншими типами діодних структур.Перша з них полягає у відносно простій технології виготовлення водному циклі одно – та багатоелеменнтних КМН довільної площіта топології на моно – або полікристалічних підкладинках. Подруге,анамально низькі температури нанесення бар’єрногоконтакту не змінюють об’ємних параметрів базових підкладинок.По-третє, для створення КМН можливе використаннянапівпровідникових пластин любого типу провідності, причому зпопередньо нанесеними омічними контактами. По-четверте,наявність сильного приповерхневого електричного поля сприяєбільш ефективному розділенню електронно-діркових пар,“народжених” високоенергетичними квантами електромагнітноговипромінювання. І нарешті, КМН мають менші значенняпослідовного опору, порівняно з p-n–гомо- та гетеропереходами,оскільки у перших виключається одна з напівпровідниковихобластей.Зазначені особливості КМН є потужним стимулом длястворення таких структур з оптимальними фізико-технічнимипараметрами і з’ясування нових перспектив їх використання уфункціональній електроніці. Натомість існуючі технологічніметоди не дозволяють отримувати діоди з максимальною висотоюбар’єру φ 0 при забезпеченні мінімальних значень послідовногоопору R 0 і швидкості поверхневої рекомбінації v s , що вимагаєзалучення нових підходів і принципів. У даному аспектіперспективними можуть бути технології, які викликають зміну(модифікацію) властивостей тонких поверхневих шарівпідкладинок, суттєво не впливаючи при цьому на основні об’ємніпараметри матеріалу. У даній роботі наведено основні способимодифікації, які призводять до збільшення φ 0 КМН на основіширокозонних ІІ-VІ сполук.Перший з них базується на обробці підкладинок у воднихрозчинах солей елементів І або ІІ груп таблиці Менделєєва. Низькітемператури відпалу забезпечують легування зазначенимидомішками лише тонких приповерхневих шарів, а тип провідностіостанніх визначається типом використовуваного елементу ібазового матеріалу. Цей спосіб значно полегшує створеннявипрямляючих або омічних контактів типу метал-напівпровідник іхарактеризується простотою та низькою вартістю. Зауважимо, щовисота бар’єру контактів Au/n-CdTe, виготовлених на відпалених урозчинах солей лужних металів підкладинках майже у два разиперевищує φ 0 діодів створених на основі невідпалених.Другий підхід полягає у створенні квантово-розмірноїповерхневої структури, яка викликає не тільки ріст φ 0 , але йістотне зменшення швидкості поверхневої рекомбінації. Такуструктуру відносно легко виготовити шляхом хімічного травленняпідкладинки у спеціальному розчині, або використанням процесівсамоорганізації. Звернемо увагу на те, що в останньому випадкуквантово-розмірну структуру можна створювати на підкладинках зпопередньо нанесеними омічними контактами.Функціонально більш гнучкими, але значно складнішими, єнерівноважні методи модифікації, серед яких слід виділитилазерний відпал та фототермічну активацію. Головний недолікпершого з них – утворення різноманітних радіаційних дефектів,усунення яких потребує проведення додаткових операцій. Другийспосіб вимагає наявності окремого устаткування для преведеннямолекулярної пари в атомарний стан, а у ряді випадків іпроведення процесу у вакумованій ампулі, що ускладнюєтехнологію і робить її більш вартісною.На завершення відмітимо, що у кожному конкретному випадкудля кожного матеріалу зі своїм рівноважним ансамблем точковихдефектів, ефективним може бути один або поєднання декількоїрозглянутих способів. Вибір останніх, крім того, залежить віднеобхідних фізико-технічних параметрів КМН, які у свою чергувизначаються областю їх використання.