Термические отжиги имплантированных мышьяком МЛЭ пленок CdHgTe

В настоящее время наблюдается значительный прогресс в технологии создания р+-n фотодиодовна основе CdхHg1-хTe с использованием ионной имплантации мышьяка. Одной из ключевых дляданной технологии является операция электрической активации имплантированной примеси, котораяобычно проводится путём двухстадийного термического отжига. Первый этап отжига, проводимыйпри высоких температурах (~360 0C), и имеющий целью активацию мышьяка и аннигиляциюрадиационных дефектов, приводит весь материал к дырочному типу проводимости, а в результатевторого этапа (~220 0С при насыщенном давлении паров ртути) вакансии ртути, созданные на первомэтапе, аннигилируют, а сама «база» р+-n перехода возвращается к электронному типу проводимости,обусловленному легированием донорной примесью (как правило, индием), проводимым на стадиивыращивания материала. При проведении измерений электрических параметров образовавшейсяпосле отжига р+-n структуры оказывается сложно выделить вклад р+-слоя (с имплантированным иактивированным мышьяком) в проводимость на фоне высокой проводимости n-«базы». Для решенияэтой проблемы и получения достоверных данных об электрических свойствах создаваемых структур,проведено исследование влияния различных отжигов на свойства имплантированных мышьякомструктур на основе CdхHg1-хTe, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложкахSi. Исследовались три гетероэпитаксиальные структуры с близким химическим составомфоточувствительных слоёв (x=0.22), выращенные в разных технологических циклах.Ионная имплантация была проведена на установке IMC200 (Ion Beam Services, Франция)однозарядными ионами As+с энергией Е≈200 кэВ и флюенсом Ф=1014 см-2. Двухстадийныйактивационный отжиг проводился в следующих режимах: 360 С, 2 часа при насыщенном давлениипаров ртути (THg = 350 C), и 220 С, 24 часа, при насыщенном давлении паров ртути (THg = 210 C).Также проводился изотермический отжиг в р-тип проводимости, – в атмосфере гелия притемпературе ~230 0С в течение 22 часов. После отжигов исследовались спектры отражения, ПЭМисследования приповерхностной дефектной области и электрических параметров структур.В результате исследований было установлено, что тип проводимости имплантируемого образца(n- или р-) не влияет на характер радиационного дефектообразования (формирование дефектов вида«междоузельная ртуть, захваченная дислокационной петлей»). Связывания атомов мышьяка надислокационных петлях, в свою очередь, нами обнаружено не было. В результате активационногоотжига наблюдалась аннигиляция дислокационных петель и связанных с ними радиационныхдонорных дефектов, ответственных за появление электронов с низкой подвижностью. Как былоустановлено, активационный отжиг приводит к образованию поверхностного (толщиной порядкавеличины полного пробега ионов, 300 нм) слоя р-типа проводимости с высокой степенью активациимышьяка. Возможный механизм активации — распад стеклообразных центров вида As2Те3, в которыемышьяк связывается после имплантации.