Исследование корреляции наличия глубоких центров с транспортными характеристиками носителей заряда

Для того чтобы сделать полный анализ полученных результатов на исследованных образцах и установить роль тех или иных уровней и их влияние на детекторные характеристики, необходимо прежде всего провести идентификацию ловушек и установить их природу.

Одним из основных требований к полупроводниковому детектору ядерного излучения является его высокое удельное сопротивление. Как известно, для создания полуизолирующих детекторов CdTe и CdZnTe используются технологии компенсации донорных и акцепторных примесей C участием глубоких, как правило, акцепторных уровней, таких как катионная вакансия V_Cd и антиструктурный дефект Te_cd∙ В схеме самокоменсации принимают участие также так называемый А-центр - комплекс, состоящий из двухкратнозаряженного акцепторного центраи мелкозалегающей

донорной примесиЭнергия термической активации

центра составляет 0.12-0.15 эВ относительно потолка валентной зоны. Практически на всех измеренных образцах пики, соответствующие захвату дырок на A-центры, не выявлены, возможно из-за затруднений, возникающих при измерении спектров ТРСГУ на более низких температурах 80-100К.

Из результатов измерений температурных зависимостей проводимости следует, что энергия активации проводимости исследованных образцов находится в диапазоне 0.78-0.9 эВ. Это свидетельствует об участии в процессе компенсации глубоких уровней, закрепляющих уровень Ферми в середине запрещенной зоны.

можно предположить, что они связаны со структурными дефектами. Высокая проводимость образца № 1 свидетельствует о нарушении условий

оптимальной компенсации дефектов при выращивании материала или при последующих термических обработках. Ход температурной зависимости проводимости образца указывает на наличие определяющей ловушки с энергией 0.32-0.33 эВ, по-видимому, связанной с антиструктурным дефектом Te_cd [56].

Обработка спектров ТРСГУ также показала наличие ловушек с энергией E_v+ (0.19-0.23) эВ на всех измеренных образцах CdTe и CdZnTe. По-видимому, эти дырочные центры связаны с комплексами с участием катионных вакансий.

Как известно, одним из основных центров захвата дырок, является кадмиевая вакансия. Учитывая, что он может находиться как в одиночном состоянии, так и в составе донорно-акцепторных комплексов в нескольких зарядовых состояниях, его идентификация и определение ловушечных параметров вызывает трудности. Соответственно в литературе нельзя найти однозначной интерпретации результатов измерений. Анализ измерений на образцах CdTe и CdZnTe позволяет соотнести ловушку с энергией E_v+ (0.44- 0.46) эВ с сечением захвата IO'¹²-IO'¹⁴см² с катионной вакансией в составе заряженного комплекса (наблюдается на образце № 2 «Гиредмет» и № 5 «Redlen»). В тоже время, одиночная катионная вакансия Vc_d²(энергия залегания может предположительно находиться в диапазоне Ev+ (0.65- 0.83) эВ) наблюдается не во всех образцах, в том числе по причине того, что она может находиться в другой форме - в составе комплексов.

Дырочный центр со следующими параметрами-энергия E_v+ (0.91-0.94) эВ и сечение захвата IO'⁹-IO'¹¹см² трудно интерпретировать. Он наблюдается во всех измеренных CdZnTe образцах и нескомпенсированном образце № 1. Возможно, он определяет большие дырочные потери в детекторах. По крайней мере, этот центр с большим сечением захвата наблюдается на образцах с плохими дырочными транспортными параметрами.

Для определения и интерпретации электронных ловушек необходимы дополнительные исследования. В худшем образце по электронным транспортным характеристикам № 10 хорошо выделяется пик со следующими параметрами ловушек: энергия E_c-0.77 эВ и сечение захвата 10^¹²cm²и его можно соотнести с неидентифицированным центром Hi (по классификации [56]).

4.4.8