Структуры с квантовыми ямами HgTe/CdHgTe для ИК фотоприемников: рост и характеризация

Abstract

Проведено выращивание структур с множественными квантовыми ям (КЯ) HgTe методом молекулярно-лучевой эпитаксии с in situ эллипсометрическим контролем. Представлены спектры поглощения и фотопроводимости, характеристики структур с множественными HgTe КЯ. Измерены спектры поглощения и фотопроводимости. На основе структур с множественными квантовыми ямами HgTe по заводской технологии были изготовлены ИК фоторезисторы (50×50 мкм) и измерены их характеристики. Рост структур производился на модернезированой установке МЛЭ “Обь-М”. Количество HgTe КЯ изменялось от 5 до 200, толщина слоев HgTe варьировалась от 3 до 18 нм. Состав барьеров XCdTe≥0,60,75, толщина барьеров HgCdTe составляла 30 нм. Разработан эллипсометрический метод прецизионного восстановления состава в множественных HgTe КЯ, основанный на замене слоя переменного состава на «эффективную» подложку постоянного состава с эффективными оптическими постоянными. Данный метод позволяет с высокой точностью восстановить распределение состава по толщине в последовательно выращенных HgTe КЯ На рис.1а представлены типичные профили распределения состава в структуре с 50 HgTe КЯ. Видно, что в выращенных КЯ наблюдается воспроизводимое изменение распределение состава. Средний статистический разброс для фиксированной координаты составил XCdTe 0,02 молярных долей. По заводской технологии АО “МЗ “Сапфир” методом струйного аэрозольного травления на основе МСКЯ HgTe/HgCdTe были изготовлены ИК фоторезисторы, размером 50×50 мкм без просветляющего покрытия, и измерены их характеристики. Контакты создавались электрохимическим осаждением индия. На рис.1б показана зависимость вольтовой чувствительность (Su) и обнаружительной способности (D*) от напряжения смещения. Наблюдается увеличение Su с выходом на полку при напряжении смещения ≥0,25В, а D* проходит через максимум при 0,150,2В. Проведено исследование параметров фоторезисторов при различных фоновых потоках. Значение вольтватной чувствительности составило 5,8×105 В/Вт для ИК фоторезисторов с длинноволновой границей max=11,6 мкм, изготовленных на основе структур с множественными HgTe КЯ (толщина HgTe КЯ =8,6 нм, 50 слоев HgTe ).