Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi
Получены перспективные для детектирования оптических сигналов двухбарьерные структуры и поверхностно-барьерные структуры с модифицированными охранными высокоомными слоями с перекрытием металла....
Gespeichert in:
| Datum: | 2005 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2005
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53607 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi / Д.М. Ёдгорова, Э.Н. Якубов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2005. — № 4. — С. 39-42. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-53607 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-536072014-01-26T03:09:28Z Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi Ёдгорова, Д.М. Якубов, Э.Н. Функциональная микро- и наноэлектроника Получены перспективные для детектирования оптических сигналов двухбарьерные структуры и поверхностно-барьерные структуры с модифицированными охранными высокоомными слоями с перекрытием металла. 2005 Article Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi / Д.М. Ёдгорова, Э.Н. Якубов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2005. — № 4. — С. 39-42. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53607 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Функциональная микро- и наноэлектроника Функциональная микро- и наноэлектроника |
| spellingShingle |
Функциональная микро- и наноэлектроника Функциональная микро- и наноэлектроника Ёдгорова, Д.М. Якубов, Э.Н. Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Получены перспективные для детектирования оптических сигналов двухбарьерные структуры и поверхностно-барьерные структуры с модифицированными охранными высокоомными слоями с перекрытием металла. |
| format |
Article |
| author |
Ёдгорова, Д.М. Якубов, Э.Н. |
| author_facet |
Ёдгорова, Д.М. Якубов, Э.Н. |
| author_sort |
Ёдгорова, Д.М. |
| title |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi |
| title_short |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi |
| title_full |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi |
| title_fullStr |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi |
| title_full_unstemmed |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi |
| title_sort |
детекторы оптического сигнала на основе структур au-nsi-al, au-nsi |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2005 |
| topic_facet |
Функциональная микро- и наноэлектроника |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53607 |
| citation_txt |
Детекторы оптического сигнала на основе структур Au-nSi-Al, Au-nSi / Д.М. Ёдгорова, Э.Н. Якубов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2005. — № 4. — С. 39-42. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT ëdgorovadm detektoryoptičeskogosignalanaosnovestrukturaunsialaunsi AT âkubovén detektoryoptičeskogosignalanaosnovestrukturaunsialaunsi |
| first_indexed |
2025-07-05T04:59:17Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:59:17Z |
| _version_ |
1836781727499943936 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2005, ¹ 4
39
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
05.05 2005 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÐÞÕÒÈÍ
(ÖÊÁ "Ðèòì", ã. ×åðíîâöû)
Ê. ô.-ì. í. Ä. Ì. ¨ÄÃÎÐÎÂÀ, Ý. Í. ßÊÓÁÎÂ
Óçáåêèñòàí, ã. Òàøêåíò, ÍÏÎ «Ôèçèêà-Ñîëíöå»
E�mail: karimov@physic.uzsci.net
ÄÅÒÅÊÒÎÐÛ ÎÏÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÑÒÐÓÊÒÓÐ Au�nSi�Al, Au�nSi
Ïîëó÷åíû ïåðñïåêòèâíûå äëÿ äåòåêòè-
ðîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ñèãíàëîâ äâóõáàðü-
åðíûå ñòðóêòóðû è ïîâåðõíîñòíî-áàðü-
åðíûå ñòðóêòóðû ñ ìîäèôèöèðîâàí-
íûìè îõðàííûìè âûñîêîîìíûìè ñëîÿìè
ñ ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà.
Êðåìíèåâûå ïîâåðõíîñòíî-áàðüåðíûå ñòðóêòóðû,
èçãîòîâëåííûå ïóòåì íàïûëåíèÿ ñïëîøíûõ ïîâåðõ-
íîñòíî-áàðüåðíûõ êîíòàêòíûõ îáëàñòåé (Au), øèðî-
êî èñïîëüçóþòñÿ â êà÷åñòâå äåòåêòîðîâ èîíèçèðóþ-
ùèõ èçëó÷åíèé. Ïðè ýòîì îíè ðàáîòàþò â çàïèðàþ-
ùåì ðåæèìå ïðè îáðàòíûõ ñìåùåíèÿõ, îáåñïå÷èâà-
þùèõ îáåäíåíèå îáëàñòè ïîâåðõíîñòíîãî áàðüåðà
âïëîòü äî 20�30 ìêì.
 èçâåñòíûõ äåòåêòîðíûõ ñòðóêòóðàõ çà÷àñòóþ ïî-
ÿâëÿþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå òîêè óòå÷êè, óõóäøàþùèå
ïîðîãîâûå õàðàêòåðèñòèêè ñòðóêòóðû. Îäíèì èç ñïî-
ñîáîâ óìåíüøåíèÿ òîêîâ óòå÷êè ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå
îõðàííîãî êîëüöà, êîòîðîå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äèô-
ôóçèîííóþ îáëàñòü ñ òèïîì ïðîâîäèìîñòè, ïðîòèâî-
ïîëîæíûì òèïó ïðîâîäèìîñòè àêòèâíîé îáëàñòè. Ê
íåäîñòàòêàì òàêèõ ñòðóêòóð îòíîñèòñÿ áîëüøîå âðå-
ìÿ âîññòàíîâëåíèÿ è áîëüøàÿ ïàðàçèòíàÿ åìêîñòü çà
ñ÷åò äèôôóçèîííîãî ð�n-ïåðåõîäà [1, ñ. 310�315].
 ïðèíöèïå äåòåêòîðû ÿäåðíîãî èçëó÷åíèÿ íå îòëè-
÷àþòñÿ îò ôîòîïðèåìíèêîâ, ò. å. ïðè ïîïàäàíèè èîíè-
çèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ â îáëàñòü îáúåìíîãî çàðÿäà
îáðàçóþòñÿ íåðàâíîâåñíûå íîñèòåëè. Îáåñïå÷åíèå
ýôôåêòèâíîñòè ðàçäåëåíèÿ ãåíåðèðîâàííûõ íîñèòåëåé
è îïòè÷åñêîãî ñèãíàëà ïóòåì ìîäèôèöèðîâàíèÿ äåòåê-
òîðíîé ñòðóêòóðû ïîçâîëèò äåòåêòèðîâàòü îïòè÷åñêèå
ñèãíàëû. Ýòî è ÿâëÿåòñÿ öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû.
Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è íàìè áûëè èçãîòîâëåíû äâóõ-
áàðüåðíûå è ïîâåðõíîñòíî-áàðüåðíûå ñòðóêòóðû ñî
ñâîåîáðàçíûìè ìîäèôèöèðîâàííûìè îõðàííûìè
âûñîêîîìíûìè ñëîÿìè ñ ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà. Ñâîå-
îáðàçèå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî òàê íàçûâàåìîå
îõðàííîå êîëüöî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äèýëåêòðè÷åñêèé
ñëîé îêñèäà êðåìíèÿ â âèäå îêðóæíîñòè, îáðàìëÿþ-
ùåé âåðõíèé ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð ñ âûñîêîîìíûì
òîíêèì ïðîìåæóòî÷íûì ñëîåì (ðèñ. 1).
Äâóõáàðüåðíàÿ Au�nSi�Al-ñòðóêòóðà ïîëó÷åíà ïó-
òåì íàïûëåíèÿ ïîëóïðîçðà÷íîãî ñëîÿ èç Au òîëùè-
íîé ïîðÿäêà 50 Å è òûëüíîãî ïîëóïðîçðà÷íîãî ñëîÿ
èç Al (50 Å). Äàííàÿ ñòðóêòóðà ÿâëÿåòñÿ ÷àñòíûì ñëó-
÷àåì òðåõáàðüåðíîé ôîòîäèîäíîé ñòðóêòóðû [2] è îá-
ëàäàåò ïðåèìóùåñòâàìè ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûìè â
÷àñòè ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè è êîììóíèêàöèîííîñòè
ïðè ñòûêîâêå ñ ýëåêòðîííûìè ñõåìàìè.
Ïîâåðõíîñòíî-áàðüåðíûå Au�nSi-ñòðóêòóðû ñ ìî-
äèôèöèðîâàííûìè îõðàííûìè âûñîêîîìíûìè ñëîÿ-
ìè ñ ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà òàêæå èìåþò íåêîòîðûå
ïðåèìóùåñòâà ïî òåìíîâûì òîêàì è ôîòî÷óâñòâèòåëü-
íîñòè. Ìîäåðíèçàöèÿ ñòðóêòóð íà îñíîâå Al�n-n+-Si�
Al ñ áàðüåðîì Øîòòêè â ðàáîòå [3] îñóøåñòâëåíà äèô-
ôóçèåé èç òâåðäîòåëüíîãî èñòî÷íèêà â ñôîðìèðîâàí-
íûõ íà ñâîáîäíîé ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ îêíàõ SiO2
ïðè èìïóëüñíîì ëàçåðíîì îáëó÷åíèè.
Íàìè Au�nSi-ñòðóêòóðû èçãîòîâëåíû ïóòåì îòæèãà
íàïûëåííîãî â îêîøêî èç îêñèäà êðåìíèÿ Au ïðè
700°Ñ â ïîòîêå âîäîðîäà, à òàêæå ñ ïîñëåäóþùèì
ïîâòîðíûì íàïûëåíèåì Au äëÿ ñîçäàíèÿ áàðüåðà.
Òûëüíûé îìè÷åñêèé êîíòàêò ïîëó÷åí âæèãàíèåì Al
ïðè 680°Ñ â ïîòîêå âîäîðîäà.
Äâóõáàðüåðíûå Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû
Äâóõáàðüåðíûå Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû èçãîòîâëåíû
íà îñíîâå ïëàñòèí êðåìíèÿ n-òèïà ïðîâîäèìîñòè ñ êîí-
öåíòðàöèåé íîñèòåëåé 1·1012 ñì�3 òîëùèíîé 400 ìêì è
ïëîùàäüþ 1,8 ñì2. Ñî ñòîðîíû ôîòîïðèåìíîé ïîâåðõ-
íîñòè èç Au ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð ðàâåí ϕ=0,8 ýÂ, à
ñ òûëüíîé ñòîðîíû, ãäå Al, � ϕ=0,6 ýÂ [4, ñ. 188�
194]. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû ñî-
ñòîèò èç äâóõ âñòðå÷íîâêëþ÷åííûõ áàðüåðîâ.
 ëþáîì èç íàïðàâëåíèé îò ïðèëîæåííîãî íàïðÿ-
æåíèÿ ðåàëèçóåòñÿ ôîòîäèîäíûé ðåæèì. Âîëüò-àìïåð-
íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ÿâëÿåòñÿ ñèììåòðè÷íîé ïî îòíî-
øåíèþ ê öåíòðàëüíîé îñè. Ïðè îñâåùåíèè Au�nSi-
Al-ñòðóêòóðû âèäèìûì ñâåòîì ñ ìàêñèìóìîì èçëó-
÷åíèÿ 0,55 ìêì â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ ïîÿâëÿåòñÿ
ôîòîòîê, õîä êðèâîé êîòîðîãî ïîâòîðÿåò îáðàòíóþ êðè-
âóþ, ïðè÷åì ÷åì áîëüøå èíòåíñèâíîñòü îñâåùåíèÿ,
òåì áîëüøå ôîòîòîê (ðèñ. 2). Ïðè ýòîì ôîòî÷óâñòâè-
òåëüíîñòü äîñòèãàåò 0,7 À/Âò. Ïðÿìàÿ è îáðàòíàÿ âåò-
âè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé õàðàêòåðèñòèêè äâóõ âñòðå÷-
íîâêëþ÷åííûõ Øîòòêè-ïåðåõîäîâ, îäèí èç êîòîðûõ
âñåãäà âêëþ÷åí â çàïèðàåìîì íàïðàâëåíèè.
Ðèñ. 1. Ãåîìåòðèÿ ïî-
âåðõíîñòíî-áàðüåðíîé
ìîäèôèöèðîâàííîé
ñòðóêòóðû
Au
SiO2
Al
n-Si
40
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2005, ¹ 4
Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ïðèëîæåííîãî îáðàòíîãî íà-
ïðÿæåíèÿ ïî îòíîøåíèþ ê áàðüåðó Au�nSi âìåñòå
ñ åãî âûñîòîé âîçðàñòàåò è ïîëå, à â ïðîòèïîëîæíîì
êîíöå, íàîáîðîò, ïåðåõîä nSi�Al âõîäèò â ðåæèì ïðÿ-
ìîãî ñìåùåíèÿ. Ýôôåêò èçìåíåíèÿ âûñîòû áàðüåðà
ïðîÿâëÿåòñÿ òàêæå ñ óâåëè÷åíèåì èíòåíñèâíîñòè îñ-
âåùåíèÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ êîíöåíòðàöèè ãåíåðèðî-
âàííûõ ñâåòîì íîñèòåëåé. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåò-
ñÿ ñåìåéñòâî õàðàêòåðèñòèê ïðè ðàçëè÷íîé îñâåùåí-
íîñòè (êðèâûå 2�4).
Êàê ïîêàçàëè èññëåäîâàíèÿ ñïåêòðàëüíûõ õàðàê-
òåðèñòèê äâóõáàðüåðíûõ Au�nSi�Al-ñòðóêòóð â ôîòî-
äèîäíîì ðåæèìå (ðèñ. 3), ìàêñèìàëüíàÿ ôîòî÷óâ-
ñòâèòåëüíîñòü ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå â íèõ äîñ-
òèãàåòñÿ â êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè ñïåêòðà (0,5
ìêì), çàòåì, óìåíüøàÿñü ïî çàêîíó, áëèçêîìó ê êâàä-
ðàòè÷íîìó, ïðîñòèðàåòñÿ äî 1,2 ìêì. Çäåñü îòìåòèì,
÷òî âåëè÷èíà ÷óâñòâèòåëüíîñòè â äàííîé îáëàñòè ñïåê-
òðà áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ ñ ïîâûøåíèåì íàïðÿæåíèÿ,
ïðèëîæåííîãî â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè ê îñâåùàå-
ìîìó ïåðåõîäó.
Ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü â êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñ-
òè ïî÷òè íà ïîðÿäîê áîëüøå, ÷åì â âèäèìîé îáëàñòè
ñïåêòðà, ò. å. äàííàÿ äâóõáàðüåðíàÿ ñòðóêòóðà ìîæåò
âûïîëíÿòü ðîëü êîðîòêîâîëíîâîãî ôîòîäåòåêòîðà. Âû-
ñîêàÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü â êîðîòêîâîëíîâîé îá-
ëàñòè ñïåêòðà ñâèäåòåëüñòâóåò îá îòñóòñòâèè äåôåê-
òîâ íà ãðàíèöå ïåðåõîäà "ìåòàëë�ïîëóïðîâîäíèê".
Au�nSi-ñòðóêòóðû ñ ìîäåðíèçèðîâàííûìè
îõðàííûìè âûñîêîîìíûìè ñëîÿìè ñ ïåðåêðû-
òèåì ìåòàëëà
Ìîäåðíèçèðîâàííûå îáðàçöû èçãîòîâëåíû íà îñ-
íîâå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ n-òèïà ïðîâî-
äèìîñòè ñ óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì 1 êÎì. Äèà-
ìåòð èñõîäíîãî êðèñòàëëà ñîñòàâëÿåò 24 ìì ïðè òîë-
ùèíå 300 ìêì. Îìè÷åñêèå è âûïðÿìëÿþùèå êîíòàê-
òû íàíåñåíû íà îáå ïîâåðõíîñòè â âèäå ìàëûõ
îêðóæíîñòåé. Äèàìåòð êîíòàêòà, ðàñïîëîæåííîãî â
öåíòðå êðèñòàëëà, ñîñòàâëÿåò 6�8 ìì, è ñòðóêòóðà
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äèîä ñ ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà, â êî-
òîðîì îêñèäíûé ñëîé îêðóæàåò êîíòàêòíóþ îáëàñòü.
Èññëåäîâàíèÿ âîëüò-åìêîñòíûõ õàðàêòåðèñòèê
(ðèñ. 4) ïîêàçàëè, ÷òî íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå èìååòñÿ
ìàëåíüêîå ïëàòî, êîòîðîå â äàëüíåéøåì ïðîäîëæàåòñÿ
â îáû÷íîì âèäå Ñ2~U, ò. å. ïî êâàäðàòè÷íîìó çàêîíó.
Íàëè÷èå ïëàòî âûçûâàåòñÿ ïîñòîÿíñòâîì çàâèñè-
ìîñòè åìêîñòè îò íàïðÿæåíèÿ çà ñ÷åò íàëè÷èÿ ïîâåðõ-
íîñòíîãî òîíêîãî âûñîêîîìíîãî ñëîÿ. Â îáëàñòè íà-
ïðÿæåíèé îò 0 äî 2 Â òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà
W (ñì. ðèñ. 5) èìååò ïîñòîÿííîå çíà÷åíèå (14,8 ìêì),
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü òîëùèíû ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà
Au�nSi-ñòðóêòóðû îò çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ
0 5 10 15 20 U, B
W, ìêì
19
18
17
16
15
14
Ðèñ. 3. Ñïåêòðàëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîâåðõíîñòíî-áàðü-
åðíîé Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû
0,4 0,6 0,8 1,0 λ, ìêì
I, îòí. åä.
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Ðèñ. 4. Âîëüò-åìêîñòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà Au�nSi-
ñòðóêòóðû â çàïèðàþùåì ðåæèìå
0 5 10 15 20 U, B
Ñ, ïÔ
315
300
285
270
255
240
Ðèñ. 2. Âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâóõáàðüåðíîé
Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû ïðè ðàçëè÷íîé îñâåùåííîñòè:
1 � òåìíîâàÿ; 2 � 103 ëê; 3 � 3·103 ëê; 4 � 6·103 ëê
J, 10�5 A/ñì2
40
20
0
�40
�60
�20
�10 �8 �6 �4 �2
1
2
3
4
4
3
2
1
2 4 6 8 U, B
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2005, ¹ 4
41
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
äàëåå, ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ïðèëîæåííîãî íàïðÿæå-
íèÿ äî 20 Â, îíà óâåëè÷èâàåòñÿ ëèíåéíî è ïðè äîñòè-
æåíèè 20 Â âíîâü ñòàíîâèòñÿ ïîñòîÿííîé (19,2 ìêì).
Íåèçìåííîñòü òîëùèíû ñëîÿ îáåäíåíèÿ íà íà÷àëü-
íîì ó÷àñòêå ìîæíî îáúÿñíèòü ïîíèæåííîé êîíöåíò-
ðàöèåé íîñèòåëåé N íà ãðàíèöå ñ ìåòàëëîì.  ÷àñòíî-
ñòè, êàê ïîêàçàíî â òàáëèöå, êîíöåíòðàöèÿ íîñèòå-
ëåé â äèàïàçîíå äî 2  óâåëè÷èâàåòñÿ â 3,5 ðàçà, äà-
ëåå èìååò ìåñòî áîëåå ðàâíîìåðíûé ðîñò, à ïðè íà-
ïðÿæåíèè 20  îïÿòü íàáëþäàåòñÿ çíà÷èòåëüíîå óâå-
ëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé.
Òàêèì îáðàçîì, ïî ðàñ÷åòíûì äàííûì, êîíöåíò-
ðàöèÿ íîñèòåëåé â àêòèâíîé îáëàñòè ïîñëåäîâàòåëü-
íî âîçðàñòàåò. Ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð, ðàâíûé 0,8 ýÂ
(ïî äàííûì [4] è îïðåäåëåííûé èç çàâèñèìîñòè êîð-
íÿ êâàäðàòíîãî èç ôîòîòîêà îò ýíåðãèè) � åäèíñòâåí-
íûé è ñîçäàí íà îñíîâå Au. Âñå íàïðÿæåíèå, ïðèëî-
æåííîå èçâíå, ïàäàåò íà ïîòåíöèàëüíîì áàðüåðå ôî-
òîïðèåìíîé ïîâåðõíîñòè. Èññëåäóåìàÿ ñòðóêòóðà
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîëóïðîâîäíèê ñ îäíèì âûïðÿì-
ëÿþøèì ïîòåíöèàëüíûì áàðüåðîì ñ òîíêèì âûñîêî-
îìíûì ïîâåðõíîñòíûì ñëîåì.
Ïðè ïðèëîæåíèè ïðÿìîãî íàïðÿæåíèÿ (ïëþñ ê Au)
êîíòàêòíàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ óìåíüøàåòñÿ è ïå-
ðåõîä "ìåòàëë�ïîëóïðîâîäíèê" ñìåùàåòñÿ â ïðÿìîì
íàïðàâëåíèè, â ðåçóëüòàòå (ðèñ. 6) èìååì ïåðâûé
êâàäðàíò âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè. Ïðè ïðè-
ëîæåíèè îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ (ìèíóñ ê Au) ê èñ-
õîäíîé êîíòàêòíîé ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ äîáàâëÿåò-
ñÿ ïðèëîæåííîå èçâíå íàïðÿæåíèå, è ïåðåõîä "ìå-
òàëë�ïîëóïðîâîäíèê" áóäåò ñìåùàòüñÿ â îáðàòíîì
íàïðàâëåíèè. Ïðè ýòîì âîçðàñòàåò ïîëå â ïîòåíöè-
àëüíîì áàðüåðå, à òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà
óâåëè÷èâàåòñÿ (ñì. ðèñ. 5).
Âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà èññëåäóåìîé Au�
nSi-ñòðóêòóðû ñ îõðàííûì êîëüöîì (ðèñ. 6) îïèñû-
âàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ (q � çàðÿä ýëåêòðîíà, k � ïî-
ñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà, T � òåìïåðàòóðà, n � áåçðàç-
ìåðíûé êîýôôèöèåíò ïîêàçàòåëÿ ýêñïîíåíòû)
exp ,
qU
I
nkT
=
ñîñòîÿùåé èç äâóõ ó÷àñòêîâ. Íà ïåðâîì ó÷àñòêå
n1=4,98, íà âòîðîì ó÷àñòêå n2=8,0. Äàííûå ïîêàçàòå-
ëè ñâèäåòåëüñòâóþò î âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ ïðîòåêàþ-
ùåãî òîêà.
Êàê ïîêàçàíî â ðàáîòå [5], íàëè÷èå âûñîêîîìíî-
ãî ïðîìåæóòî÷íîãî ñëîÿ ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü âûñî-
òîé ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà è òîêîïåðåíîñîì. Ïðè íà-
ëè÷èè âûñîêîîìíîãî ïðîìåæóòî÷íîãî ñëîÿ â êðåì-
íèåâûõ äèîäíûõ ñòðóêòóðàõ ñ áàðüåðîì Øîòòêè èç
Pd ïîêàçàòåëü ñòåïåíè îêàçàëñÿ ðàâíûì 3. Â íàøåì
ñëó÷àå ýòîò ïîêàçàòåëü ðàâåí 4,98 è 8,0, ÷òî ìîæåò
áûòü ñâÿçàíî íå òîëüêî ñ ïðîìåæóòî÷íûì ñëîåì, íî
è ñ âëèÿíèåì ïðèìåñíûõ óðîâíåé çîëîòà, ðàñïîëî-
æåííûõ ïîñåðåäèíå çàïðåùåííîé çîíû êðåìíèÿ.
Îáðàòíàÿ âåòâü ÂÀÕ îïèñûâàåòñÿ ñòåïåííîé çàâè-
ñèìîñòüþ I≈U γ ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïåíè ïðè êîìíàò-
íîé òåìïåðàòóðå γ1=0,59 è γ2=0,88.
Äàííàÿ ñòðóêòóðà ïðè îñâåùåíèè âèäèìûì ñâåòîì
(ðèñ. 6, λ≈0,55 ìêì) âåäåò ñåáÿ êàê ôîòîäèîä. Ïðè ïîä-
ñâåòêå èçìåíåíèå òîêà â ïðÿìîé âåòâè íåçíà÷èòåëüíî, à
â îáðàòíîé âåòâè ôîòîòîê óâåëè÷èâàåòñÿ íåëèíåéíî ñ
ðîñòîì ïðèëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ. Íàáëþäàåìûé âèä
çàâèñèìîñòè ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè âíóòðåííåãî
ôîòîýëåêòðè÷åñêîãî óñèëåíèÿ [7, ñ. 192�195].
 òåìíîòå îáðàòíûé òîê ñ ðîñòîì íàïðÿæåíèÿ
ïðàêòè÷åñêè íå âîçðàñòàåò, îäíàêî ïðè âíåøíèõ âîç-
äåéñòâèÿõ (îñâåùåíèè) ñ ðîñòîì íàïðÿæåíèÿ íà÷è-
íàåò ðåçêî âîçðàñòàòü. Õîä íàáëþäàåìîé êðèâîé ìîæ-
íî îáúÿñíèòü ïîëíûì ïàäåíèåì ïðèëîæåííîãî íàïðÿ-
æåíèÿ â ïîòåíöèàëüíîì áàðüåðå, ïðè ýòîì òåìï ðîñòà
ïîëÿ îïåðåæàåò òåìï óâåëè÷åíèÿ òîëùèíû ñëîÿ îáúåì-
íîãî çàðÿäà.  ðåçóëüòàòå èìååì óâåëè÷åíèå ôîòîòî-
êà ñ óâåëè÷åíèåì íàïðÿæåíèÿ. ×åì áîëüøå íàïðÿæå-
íèå, òåì áîëüøå íîñèòåëåé çàðÿäà ãåíåðèðóåòñÿ.
Ñïåêòðàëüíûé îïòè÷åñêèé äèàïàçîí äàííîé ñòðóê-
òóðû (ðèñ. 7) ÿâëÿåòñÿ øèðîêèì. Íà÷èíàÿñü â îáëàñ-
òè 0,4 ìêì, ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü äîñòèãàåò ìàêñè-
ìóìà ïðè 0,5 ìêì è äàëåå ñîõðàíÿåòñÿ íà óðîâíå 60%
äî 1,0 ìêì ñ ïîíèæåíèåì äî ìèíèìóìà ïðè 1,2 ìêì.
Íàáëþäàåìóþ çàâèñèìîñòü ìîæíî îáúÿñíèòü íàëè-
÷èåì ðàñïîëîæåííîãî áëèçêî ê ïîâåðõíîñòè áîëåå
âûñîêîîìíîãî òîíêîãî ñëîÿ.
Ðàñøèðåíèå ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà â äëèííî-
âîëíîâîé îáëàñòè ñïåêòðà ñâÿçàíî ñ ãëóáîêèì ïðè-
ìåñíûì óðîâíåì, ðàñïîëîæåííûì ïîñåðåäèíå çà-
ïðåùåííîé çîíû â ïðèïîâåðõíîñòíîé îáëàñòè êðåì-
U, Â 0 1 2 5 7,54 10 14 20 25
N, 1012
ñì
–3 4,19 9,3 14,6 27,3 33,4 44,5 54,2 63,7 79
Ðèñ. 6. Âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà Au�nSi-ñòðóêòóðû:
1 � òåìíîâàÿ; 2 � ïðè îñâåùåíèè 1000 ëê
2
1
�6 �5 �4 �3 �2 �1 1
I, íÀ
U, B
1000
�1000
�2000
�3000
�4000
�5000
�6000
�7000
Ðèñ. 7. Ñïåêòðàëüíàÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü Au�nSi-
ñòðóêòóðû:
1 � U=1,0 B; 2 � U=5,0 B
0,4 0,6 0,8 1,0 λ, ìêì
I,
íîðì.
åä.
8
6
4
2
0
2
1
42
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2005, ¹ 4
íèÿ. Ýòè óðîâíè ïðè ïðèëîæåíèè îáðàòíîãî íàïðÿ-
æåíèÿ ÿâëÿþòñÿ èîíèçèðîâàííûìè. Òàê, ïî ìåðå óâå-
ëè÷åíèÿ ðàáî÷åãî íàïðÿæåíèÿ îò 1 äî 5  ôîòîòîê
óâåëè÷èâàåòñÿ. Õàðàêòåðíûì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ôîòî-
òîê â äèàïàçîíå λ=0,92...1,2 ìêì óâåëè÷èâàåòñÿ ñèí-
õðîííî ñ íàïðÿæåíèåì.
Òàêèì îáðàçîì, êàê ñâåòîâûå òîêè, òàê è ñïåêò-
ðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ìîäèôèöèðîâàííîé Au�nSi-
ñòðóêòóðû ñ îõðàííûìè âûñîêîîìíûìè ñëîÿìè ñ
ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà óïðàâëÿþòñÿ ïðèëîæåííûì íà-
ïðÿæåíèåì. Ñîçäàíèå â ïðèïîâåðõíîñòíîé îáëàñòè
àêòèâíîãî ñëîÿ èç áîëåå âûñîêîîìíîãî ñëîÿ, íàðÿäó
ñ ðàñøèðåíèåì ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà, ïîâûøàåò
ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü.
Çàêëþ÷åíèå
Ïîëó÷åíû Au�nSi�Al-ñòðóêòóðû ñ âñòðå÷íîâêëþ-
÷åííûìè âûïðÿìëÿþùèìè ïåðåõîäàìè è Au�nSi-
ñòðóêòóðû ñ îõðàííûìè âûñîêîîìíûìè ñëîÿìè ñ ïå-
ðåêðûòèåì ìåòàëëà. Âûñîêàÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü
â êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè ñïåêòðà (0,5�0,6 ìêì)
îáåñïå÷èâàåòñÿ âûñîêèì ïîëåì ïîä áàðüåðîì áëàãî-
äàðÿ îòñóòñòâèþ äåôåêòîâ íà ãðàíèöå ïåðåõîäà "ìå-
òàëë�ïîëóïðîâîäíèê".
 Au�nSi-ñòðóêòóðå ñ îõðàííûì âûñîêîîìíûì
ñëîåì ñ ïåðåêðûòèåì ìåòàëëà îáðàçîâàíèå òÿíóùåãî
ïîëÿ äëÿ ãåíåðèðîâàííûõ ñâåòîì íîñèòåëåé çàðÿäà
çà ñ÷åò äèôôóçèîííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ íîñèòåëåé ïî-
çâîëÿåò ïîëó÷èòü âûñîêóþ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü â
äèàïàçîíå ñïåêòðà îò 0,92 äî 1,2 ìêì.
Ïîëó÷åííûå ñòðóêòóðû ïðåäñòàâëÿþò èíòåðåñ äëÿ
äåòåêòèðîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ñèãíàëîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Çè Ñ. Ì. Ôèçèêà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ. Êí. 1.�
Ì. Ìèð, 1984.
2. Êàðèìîâ À. Â. Ôîòîýëåêòðè÷åñêîå óñèëåíèå â òðåõáàðüåð-
íîé ñòðóêòóðå // Ëàçåðíàÿ òåõíèêà è îïòîýëåêòðîíèêà.� 1993.�
¹ 3.� Ñ. 83�85.
3. Âîðîáåö Ã. È. , Âîðîáåö Ì. Ì., Ñòðåáåæåâ Â. Í. è äð.
Èññëåäîâàíèå ôèçè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ ëàçåðíîé êîððåêöèè è ñòà-
áèëèçàöèè ïàðàìåòðîâ ñòðóêòóð Al�n�n+-Si�Al ñ áàðüåðîì Øîò-
òêè // ÔÒÏ.� 2004.� Ò. 38, âûï. 6.� Ñ. 690�692.
4. Ìèëíñ À., Ôîéõò Ä. Ãåòåðîïåðåõîäû è ïåðåõîäû ìåòàëë�
ïîëóïðîâîäíèê.� Ì.: Ìèð, 1975.
5. Ñëîáîä÷èêîâ Ñ. Â., Ñàëèõîâ Õ. Ì., Ðóññó Å. Â., Ìàëèíèí
Þ. Ã. Ãàøåíèå òîêà ñâåòîì â äèîäíûõ ñòðóêòóðàõ p-Si�n+-ZnO�n-
ZnO�Pd // ÔÒÏ.� 2001.� Ò. 35, âûï. 4.� Ñ. 479�481.
6. Àóò È., Ãåíöîâ Ä., Ãåðìàí Ê. Ôîòîýëåêòðè÷åñêèå ÿâëåíèÿ.�
Ì.: Ìèð, 1980.
ÂÛÑÒÀÂÊÈ. ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È Êàãàíîâ Â. È. Ðàäèîòåõíè÷åñêèå öåïè è ñèãíàëû.� Ì.: Âûñøàÿ
øêîëà, 2004.� 25 ë.
Èçëîæåí ìàòåðèàë ïî âñåì ðàçäåëàì âóçîâñêîé ïðîãðàììû îäíîèìåííîãî êóðñà.
Ðàññìîòðåíû îñíîâû òåîðèè ïî ïåðåäà÷å è ïðèåìó ñîîáùåíèé ñ ïîìîùüþ ðàäèîñèãíà-
ëîâ, ïî ñïåêòðàëüíîé òåîðèè ñèãíàëîâ è èõ ãåíåðèðîâàíèþ, óñèëåíèþ, ïðåîáðàçîâà-
íèþ, ìîäóëÿöèè, äåòåêòèðîâàíèþ, äåìîäóëÿöèè è îáðàáîòêå. Èçëîæåíà òåîðèÿ ðàäèî-
ýëåêòðîííûõ ëèíåéíûõ, íåëèíåéíûõ è ïàðàìåòðè÷åñêèõ öåïåé àíàëîãîâîãî è öèôðîâî-
ãî òèïîâ. Ïðèâåäåíû 77 ïðîãðàìì íà îñíîâå óíèâåðñàëüíîãî ìàòåìàòè÷åñêîãî ïàêåòà
ïðîãðàìì «Mathcad» ïî âñåì ðàçäåëàì äèñöèïëèíû, ïîçâîëÿþùèõ ñ ïîìîùüþ êîìïü-
þòåðà àíàëèçèðîâàòü è ðàññ÷èòûâàòü ðàäèîòåõíè÷åñêèå öåïè è ñèãíàëû.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
|