Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским соглашением

Math-Net.Ru

Общероссийский математический портал

О. А. Голикова, М. М. Мездрогина, И. Н. Петров, М. М. Казанин, К. Л. Сороки- на, Мишени видикона на основе аморфного гидрированного кремния, Письма в ЖТФ , 1989, том 15, выпуск 4, 85–87

Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским соглашением

http://www.mathnet.ru/rus/agreement Параметры загрузки:

IP: 178.128.90.69

5 ноября 2022 г., 19:06:09

П и с ь м а в Ж Т Ф , т о м 1 5 , в ы п . 4 0 5 . 2 ; 0 6 . 2 ; 1 2

2 6 ф е в р а л я 1 9 8 9 г .

М И Ш Е Н И В И Д ИКОНА НА О С Н О В Е

А М О Р Ф Н О Г О Г И Д Р И Р О В А Н Н О Г О К Р Е М Н И Я О . А . Г о л и к о в а , М . М . М е з д р о г и н а , И . Н . П е т р о в , М . М . К а з а н и н,

К . Л . С о р о к и н а

С р е д и п р и л о ж е н и й а м о р ф н о г о г и д р и р о в а н н о г о к р е м н и я ( а - $1 : : Н ) к а к ф о т о ч у в с т в и т е л ь н о г о п о л у п р о в о д н и к а в е с ь м а п е р с п е к т и в н ы м я в л я е т с я с о з д а н и е м и ш е н е й в и д и к о н а н а е г о о с н о в е . С о г л а с н о д а н ­ н ы м [ 1 ] , т а к и е в и д и к о н ы п р е д с т а в л я ю т и н т е р е с д л я п р и м е н е н и й в о д н о т р у б о ч н ы х ц в е т н ы х т е л е в и з и о н н ы х к а м е р а х . О с о б е н н о с л е д у е т о т м е т и т ь их т е р м о с т а б и л ь н о с т ь ( д о 1 0 0 ° С ) . В с о ч е т а н и и с в о з ­ м о ж н о с т ь ю п о л у ч е н и я б о л ь ш и х однородных п о в е р х н о с т е й и о т н о с и ­ т е л ь н о й п р о с т о т о й п р и г о т о в л е н и я , э т о д е л а е т и с п о л ь з о в а н и е а - Si : Н в к а ч е с т в е м а т е р и а л а мишеней о ч е н ь п р и в л е к а т е л ь н ы м . О д ­ н а к о т р е б о в а н и я к а - Si i Н п р и э т о м д о с т а т о ч н о в ы с о к и : о с н о в ­ н ы м п о к а з а т е л е м к а ч е с т в а я в л я е т с я н и з к а я в е л и ч и н а п л о т н о с т и л о ­ к а л и з о в а н н ы х с о с т о я н и й в щели п о д в и ж н о с т и . В п о с л е д н и е г о д ы а в т о р а м и н а с т о я щ е й р а б о т ы б ы л п о л у ч е н и и с с л е д о в а н а - Si i Н , д л я к о т о р о г о э т а в е л и ч и н а с о с т а в л я л а 1 0 1 6 э В ~ * с м ~ ^ [ 2 ] . И с п о л ь ­ з о в а н и е т р е х э л е к т р о д н о й с и с т е м ы д л я В Ч - р а з л о ж е н и я с и л а н о с о д е р -

ж а щ и х с м е с е й [ 3 ] и о п т и м и з а ц и я р е ж и м о в н а н е с е н и я с л о е в а - Si : Н п о з в о л и л и д о б и т ь с я д а л ь н е й ш е г о с н и ж е н и я п л о т н о с т и с о с т о ­ яний д о у р о в н я Ю 1 ^ э В ~ ^ с м ~ ^ . Д а н н ы е пленки н е и м е ю т в ы ­ р а ж е н н о й с т о л б ч а т о й м и к р о с т р у к т у р ы и с о д е р ж а т ( 6 - 1 2 ) а т . % в о д о р о д а п р е и м у щ е с т в е н н о в ф о р м е Si - Н к о м п л е к с о в . О п т и ч е с к а я ширина з а п р е щ е н н о й з о н ы ( щ е л и п о д в и ж н о с т и ) с о с т а в л я е т 1 . 7 -

1 . 8 э В . П о л у ч е н н ы е п л е н к и о т л и ч а е т в ы с о к а я ф о т о ч у в с т в и т е л ь н о с т ь и с т а б и л ь н о с т ь . Н а о с н о в е э т о г о м а т е р и а л а и были с о з д а н ы мишени в и д и к о н а и п р о в е д е н ы р а б о т ы п о их и с с л е д о в а н и ю .

К о н с т р у к т и в н о м и ш е н ь и з г о т а в л и в а л и т е м ж е с п о с о б о м , к а к в [ 4 ] : п у т е м п о с л е д о в а т е л ь н о г о н а н е с е н и я н а с т е к л я н н у ю подложку с л е д у ю щ и х с л о е в : Н Т О , Д * - с л о й а - Si : Н, 0 с ' - с л о й а - Si • : Н , Sbz$3 • К а к и з в е с т н о , п р о ц е с с ф о р м и р о в а н и я и з о б р а ж е н и я т р е ­ б у е т о т м а т е р и а л а мишени н е т о л ь к о в ы с о к о й ф о т о ч у в с т в и т е л ь н о с т и

(<£p/d^r н е х у ж е 1 0⁴ д л я -Л = 6 2 5 н м и п р и п о т о к е ф =

= 1 0¹⁵ с м ~²с^-1) , н о и н и з к о й т е м н о в о й п р о в о д и м о с т и ( < э^г~

~ Ю ^{- 1} 2 О м^{- 1} с м "¹ п р и Т - 3 0 0 К ) д л я д о с т и ж е н и я х о р о ш е г о р а з ­ р е ш е н и я . Д л я у д о в л е т в о р е н и я э т о г о к р и т е р и я н е о б х о д и м о п р и н я т ь д о п о л н и т е л ь н ы е м е р ы , т . к . исходный с о б с т в е н н ы й с л о й а - Si :^Н, н а п ы л е н н ы й в т р и о д н о й с и с т е м е , и м е л п р и Т = 3 0 0 К < S^r~ 1 0 ~ О м "¹ с м " "¹ п р и э н е р г и и а к т и в а ц и и э л е к т р о п р о в о д н о с т и ~ 0 . 9 э В и э л е к т р о н н о м х а р а к т е р е п р о в о д и м о с т и . П о н и з и т ь в е л и ч и н у э л е к т р о ­ п р о в о д н о с т и м о ж н о п у т е м , к о м п е н с а ц и и " п р и в в е д е н и и а т о м о в б о р а ; и м е н н о т а к о й с л о й п о д р а з у м е в а е т с я п о д о б о з н а ч е н и е м ^г 4 ' - с л о й .

1 2 J 4 5 Ш 500 600 700

Е,люкс

Х

нм

Р и с . 1 . Л ю к с - а м п е р н ы е х а р а к т е р и с - Р и с . 2 . С п е к т р а л ь н ы е х а р а к - тики д л я т р е х м и ш е н е й . Н а п р я ж е н и е т е р и с т и к и д л я д в у х м и ш е н е й , на мишени - 1 0 В .

О п т и м и з а ц и я х а р а к т е р и с т и к э т о г о с л о я п р о и з в о д и л а с ь з а с ч е т с л а ­ б о г о л е г и р о в а н и я 3 м е т о д о м ионной и м п л а н т а ц и и £ 5 ] ; п о д б о р о м п а р а м е т р о в п р о ц е с с а у д а л о с ь с н и з и т ь в е л и ч и н у т ( 3 0 0 К ) до з н а ч е н и я £ Ю "1 1 О м ^ с м " "1 п р и с о х р а н е н и и о т н о с и т е л ь н о й ф о т о ч у в с т в и т е л ь н о с т и ( б ^ / с £г - 1 0 ^ - 1 0 ^ ) . Л е г и р о в а н н ы й из г а ­ з о в о й ф а з ы п у т е м д о б а в л е н и я в г а з о в у ю с м е с ь фосфина ^ - с л о й х а р а к т е р и з о в а л с я п р о в о д и м о с т ь ю d>r ( 3 0 0 К ) ~ 1 0 "⁶ О м ^ с м " " *¹ и э н е р г и е й е е а к т и в а ц и и — 0 . 3 5 э В .

На р и с . 1 , 2 п р е д с т а в л е н ы л ю к с а м п е р н ы е и с п е к т р а л ь н ы е х а р а к ­ т е р и с т и к и м и ш е н е й . С л е д у е т о т м е т и т ь , в о - п е р в ы х , х о р о ш у ю в о с п р о ­ и з в о д и м о с т ь р е з у л ь т а т о в о т о б р а з ц а к о б р а з ц у , в о - в т о р ы х , с о о т в е т ­ с т в и е э т и х р е з у л ь т а т о в д а н н ы м р а б о т ы [ 4 ] , п р и ч е м в е л и ч и н ы т о к а с и г н а л а п р е в ы ш а ю т п о л у ч е н н ы е при а н а л о г и ч н ы х у с л о в и я х в [ 1 ] .

Р а з р е ш а ю щ а я с п о с о б н о с т ь п о л у ч е н н ы х м и ш е н е й б о л е е 6 0 0 Т В л и ­ ний ( д и а г о н а л ь и з о б р а ж е н и я 1 6 м м ) , в е л и ч и н ы т е м н о в о г о т о к а - 1 0 нА (при н а п р я ж е н и и н а м и ш е н и 1 0 В ) .

О т м е т и м т а к ж е , ч т о о п и с а н н ы е м и ш е н и п р е д с т а в л я ю т и н т е р е с д л я и с с л е д о в а н и й ф о т о э л е к т р и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к а - Si : Н в р е ж и м е в и д и к о н а C6J, к о г д а м о ж н о и з у ч а т ь ВАХ с т р у к т у р н е з а в и ­ с и м о о т н а л и ч и я м и к р о п о р в с л о я х а м о р ф н ы х м а т е р и а л о в , н е п о с р е д ­ с т в е н н о и з у ч а т ь о с о б е н н о с т и т р а н с п о р т а д ы р о к и д р .

С п и q о к л и т е р а т у р ы

[ l ] S h i m i z u I . , О d a S h . , S a i t о К . , I n о u e E . / / J , A p p l , P h y s . 1 9 8 0 . V . 5 1 . N 1 2 . P . 6 4 2 2 - 6 4 2 3 .

[ 2 ] Г о л и к о в а О . А . , К а з а н и н М . М . , М е з д р о -

г и н а М . М . , С о р о к и н а К . Л . , Ф е о к т и с т о в Н . А . / 7 Ф Т П . 1 9 8 6 . Т . 2 0 . № 1 0 . С . 1 9 1 2 - 1 9 1 4 .

[ 3 ] Т a n a k а М „ N i n o m i y a К#, N а к а -

m u г а К . , Т s u d a S h . , N а к a m о S h . , О h n i s h i М . , К u w а п о Y . / / J a p , J . A p p l . P h y s . 1 9 8 8 . V . 2 7 . N 1 . P . 1 4 - 1 9 .

[ 4 ] I s h i о к a S .^f I m a m u r a Y . , T а к a -

s а к i Y , , К u z a n о C h . , H i r a i T . / / J a p . J . A p p l . P h y s . 1 9 8 3 . V . 2 2 . S u p p l . 2 2 - 1 .

P . 4 6 1 - 4 6 4 .

[ 5 ] К a 1 b i t z e r S . , M u 1 1 e r G , , L e C o m ­ b e r P . G - . , S p e a r W . E . / / P h i l . M a g . 1 9 8 0 . V . 4 1 . N 4 . P . 4 3 9 - 4 5 6 .

[ б ] О д а Ш . , Т о м и т а Х . , Ш и м и з у И. В к н . : А м о р ф ­ н ы е п о л у п р о в о д н и к и и п р и б о р ы на их о с н о в е / П о д р е д . Й . Х а - м а г а в а . М . : М е т а л л у р г и я , 1 9 8 6 , с . 1 3 2 - 1 4 3 .

Ф и з и к о - т е х н и ч е с к и й П о с т у п и л о в Р е д а к ц и ю и н с т и т у т и м . А . Ф . Иоффе 5 о к т я б р я 1 9 8 8 г . АН С С С Р , Л е н и н г р а д

П и с ь м а в Ж Т Ф , т о м 1 5 , в ы п . 4 2 6 ф е в р а л я 1 9 8 9 г . 0 3

В О З Б У Ж Д Е Н И Е П Р О С Т Р А Н С Т В Е Н Н О - П Е Р И О Д И Ч Е С К О Й С Т Р У К Т У Р Ы В Ж И Д К О М С О С Т О Я Н И И

Д Л Я Р А С С Л А И В А Ю Щ И Х С Я С И С Т Е М

Е . В . К а л а ш н и к о в , Н . М . Г а н ж е р л и , И . А . М а у р е р

П р и о х л а ж д е н и и р а с с л а и в а ю щ и е с я б и н а р н ы е ж и д к о с т и с п е р е х о ­ д о м ч е р е з к р и т и ч е с к и е т е м п е р а т у р ы п р е т е р п е в а ю т р а з л и ч н ы е с т а д и и п р е в р а щ е н и й , о п и с ы в а е м ы х с п и н о д а л ь н ы м р а с п а д о м [ 1 ] .

О б ы ч н о в ы д е л я ю т р а н н ю ю с т а д и ю р а с п а д а н а ф а з ы , к о г д а ф л у к ­ т у а ц и и к о н ц е н т р а ц и и в е д у т с е б я к а к н е з а в и с и м ы е и н а р а с т а ю т в о в р е м е н и п о э к с п о н е н т е , и п о з д н ю ю [ 1 , 2 ] . П р о ц е с с р а с п а д а на р а н ­ н е й с т а д и и к о н т р о л и р у е т с я диффузией к о м п о н е н т о в \ £ \ . На п о з д н е й с т а д и и , к о г д а п р о с т р а н с т в е н н ы е р а з м е р ы ф а з д о с т а т о ч н о в е л и к и , ч т о б ы р а з р у ш и т ь э т у ф а з о в у ю м и к р о г е т е р о г е н н о с т ь , в к л ю ч а ю т с я г р а в и т а ц и о н н ы е э ф ф е к т ы , в ы з ы в а ю щ и е г и д р о д и н а м и ч е с к и е т е ч е н и я [ 2 ] . П о с л е д у ю щ е е р а з в и т и е т а к о г о т е ч е н и я с п о с о б н о п р и в е с т и к в о з н и к н о в е н и ю к о н в е к т и в н ы х я ч е е к , х а р а к т е р к о т о р ы х з а д а е т с я в н е ш н е й г е о м е т р и е й в с о ч е т а н и и с в я з к о с т ь ю и в з а и м н о й диффузией б и н а р н о й ж и д к о с т и [ 3 ] . П р и б о л е е н и з к и х т е м п е р а т у р а х н а с и с т е ­ м а х с о с к р ы т ы м х а р а к т е р о м р а с с л о е н и я , т а к и х к а к э в т е к т и ч е с к и е , в к л ю ч а ю т с я к о н к у р и р у ю щ и е м е х а н и з м ы к р и с т а л л и з а ц и и [ 4 ] .