МАТРИЧНЫЕ ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ИНЖЕКЦИОННОГО ТИПА НА ОСНОВЕ ЛЕГИРОВАННЫХ ТЕЛЛУРИДОВ СВИНЦА И ОЛОВА: ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Injection-type photodetector arrays based on doped lead-tin tellurides: Possibilities and prospects

A. É. Klimov and V. N. Shumskiĭ

The photosensitivity of doped solid solutions of lead-tin tellurides is analyzed, taking into account charge-carrier injection from the contacts. The features of the photoresponse are considered both in the fundamental-absorption region and in the submillimeter spectral region. The experimental results of an investigation of the properties of photodetector devices based on the indicated compounds are presented, and the prospects of using them in the IR and submillimeter regions are considered.

ЛИТЕРАТУРА

1. Kennedy C.A., Linden K.J., Soderman D.A. High Performance 8–14 μm Pb1 –x^SnxTe Photodiodes// Proc. IEEE. 1975. V. 63. №  1. P. 27–32.

2. Chia P.S., Balon J.R., Lockwood A.H., Randall D.M., Renda F.J., DeVaux L.H., Kimura H. Performance of PbSnTe Diodes at Moderately Reduced Backgrounds // Infrared Physics. 1975. V. 15. P. 279–285.

3. Hohnke D K., Holloway H., Yeung K.F., Hurley M. Thin-film (Pb,Sn)Se photodiodes for 8–12         μm operation // Appl. Phys. Lett. 1976. V. 29. №  2. P. 98–100.

4. Zogg H., Maissen C., Masek J., Blunier S., Lambrecht A., Taske M. Epitaxial lead chalcogenide IR sensors on Si for 3–5 and 8–12 μm // Semicond. Sci. Technol. 1990. V. 5. P. S49–S52.

5. Fach A., John J., M ller P., Paglino C., Zogg H. Material properties of Pb1 –x^SnxSe epilayers on Si and their correlation with the performance of infrared photodiodes // J. of Electronic Materials. 1997. V. 26. №  7. P. 873–877.

6. John J., Zogg H. Infrared          p-n-junction diodes in epitaxial narrow gap PbTe layers on Si substrates // J. Appl. Phys. 1999. V. 85. P. 3364–3367.

7. Alchalabi K., Zimin D., Zogg H., Buttler W. Monolithic heteroepitaxial PbTe-on-Si infrared focal plane array with 96Ч128 pixels // Electron Device Letters, IEEE. 2001. V. 22. №  3. P. 110–112.

8. Акимов Б.А., Брандт Б.А., Богословский С.А., Рябова Л.И., Чудинов С.М. Неравновесное металлическое состояние в сплавах Pb_1–x Sn_xTe(In) // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 29. №  1. С. 11–14.

9. Вул Б.М., Воронова И.Д., Калюжная Г.А., Мамедов Т.С., Рагимова Т.Ш.    Особенности явлений переноса в Pb_0,78Sn _0,22Te с большим содержанием индия // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 29. №  1. С. 21–25.

10. Каган Ю., Кикоин К.А. Туннельная примесная автолокализация в полупроводниках. Природа аномальных свойств соединений Pb_1–x Sn_xTe с примесью In // Письма в ЖЭТФ. 1980. Т. 31. №  6. С. 367–371.

11. Драбкин И.А., Мойжес Б.Я. Спонтанная диссоциация нейтральных состояний примесей на положительно и отрицательно заряженные состояния // ФТП. 1981. Т. 15. №  4. С. 625–647.

12. Волков Б.А., Панкратов О.А. Ян-теллеровская неустойчивость кристаллического окружения точечных дефектов в полупроводниках А⁴В⁶ // ДАН СССР. 1980. Т. 255. №  1. С. 93–97.

13. Белогорохов А.И., Иванчик И.И., Пономарев С.В., Слынько Е.И., Хохлов Д.Р. Селективная проводимость в PbTe(Ga), индуцированная локальной фононной модой // Письма в ЖЭТФ. 1996. Т. 63. №  5. С. 342–346.

14. Khokhlov D.R., Ivanchik I.I., Raines S.N., Watson D.M., Pipher J.L. Performance and spectral response of PbSnTe(In) far-infrared photodetectors // Appl. Phys. Letters. 2000. V. 76. №  20. P. 2835–2837.

15. Акимов А.Н., Ерков В.Г., Кубарев В.В., Молодцова Е.Л., Климов А.Э., Шумский В.Н. Фоточувствительность пленок Pb_1–x Sn_xTe <In> в терагерцовой области спектра // ФТП. 2006. Т. 40. №  2. С. 169–173.]

16. Акимов А.Н., Ерков В.Г., Климов А.Э., Молодцова Е.Л., Супрун С.П., Шумский В.Н. Токи инжекции в узкозонном диэлектрике Pb_1–x Sn_xTe <In> // ФТП. 2005. Т. 39. №  5. С. 563–568.

17. Lampert M. A., Mark P. Current Injection in Solids. N. Y. Academic Press. 1970. Перевод: Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М.: Мир, 1973. 416 с.

18. Klimov A. E., Shumski V. N. Photosensitivity of Pb1–x^SnxTe:In films in the region of intrinsic absorption // Semiconductors. 2008. V. 42. №  2. P. 149–155.

19. Emtage P.R. Auger recombination and junction re-sistance in lead-tin-telluride // J. Appl. Phys. 1976. V. 47. №  6. P. 2565–2576.

20. Lishka K., Durstberger R., Lindermann G., Staudinger H. Defect states in Рb1 –x^SnxТе // Phys. Stat. Sol. 1984. V. 123. P. 319–324.

21. Borodin V.V., Klimov A.E., Shumsky V.N. Recombination in PbSnTe <In> at low temperatures // Narrow Gap Semiconductors. Eds. Shen S.C., Tang D.V., Zheng G.V., Bauer G. World Scientific. 1997. P. 361–364.

22. Klimov A.E., Paschin S.N., Shesteryakova V.N., Shumsky V.N. Electron Trap Levels in PbSnTe:In // Proc. of 9^th International workshop and tutorials on electron devices and materials. Erlagol, Altai. July 1–5. 2008. P. 17–20. IEEE Catalog No. CFP08500-PRT. ISBN 978-5-7782-0893-3. ISSN 1815–3712.

23. Климов А.Э., Шумский В.Н. Многоэлементные фотоприемные устройства дальнего ИК-диапазона на основе гетероэпитаксиальных пленок PbSnTe, легированных In, на BaF₂// Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона / Под редакцией Синицы С.П. Новосибирск: Наука, 2001. С. 308–372.

24. Akimov A.N., Klimov A.E., Shumsky V.N., Aseev A.L.

Submillimeter Photodetector Array on PbSnTe:In

Films // Optoelectronics, Instrumentation and Data

Processing. 2007. V. 43. №  4. P. 62–71.

Полный текст