RU2357321C1 - Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation - Google Patents

Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2357321C1
RU2357321C1 RU2008101601/28A RU2008101601A RU2357321C1 RU 2357321 C1 RU2357321 C1 RU 2357321C1 RU 2008101601/28 A RU2008101601/28 A RU 2008101601/28A RU 2008101601 A RU2008101601 A RU 2008101601A RU 2357321 C1 RU2357321 C1 RU 2357321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
films
pbse
infrared radiation
lead selenide
chemically deposited
Prior art date
Application number
RU2008101601/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Пантелеймонович Миронов (RU)
Михаил Пантелеймонович Миронов
Вячеслав Филиппович Марков (RU)
Вячеслав Филиппович Марков
Лариса Николаевна Маскаева (RU)
Лариса Николаевна Маскаева
Виктор Федорович Дьяков (RU)
Виктор Федорович Дьяков
Равиль Давлетович Мухамедьяров (RU)
Равиль Давлетович Мухамедьяров
Хафиз Науфалевич Мухамедзянов (RU)
Хафиз Науфалевич Мухамедзянов
Зинаида Игоревна Смирнова (RU)
Зинаида Игоревна Смирнова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority to RU2008101601/28A priority Critical patent/RU2357321C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357321C1 publication Critical patent/RU2357321C1/en

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: present invention relates to obtaining semiconductor materials, particularly to photosensitive lead selenide films, used for making infrared photodetectors in the 1-5 mcm range. The method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation involves heating the films in atmospheric air in a sealed container. Thermal treatment is done at ratio of volume of the container to the surface area of the treated film equal to 20-40. Heating is done in the presence of selenium powder.
EFFECT: design of a method of making chemically deposited PbSe films sensitive to infrared radiation, providing for maximum values of voltage sensitivity and detectivity for use without cooling or light cooling.
3 tbl

Description

Изобретение относится к области получения полупроводниковых материалов, а именно фоточувствительных пленок селенида свинца, используемых для изготовления фотодетекторов ИК-излучения в диапазоне длин волн 1-5 мкм.The invention relates to the field of obtaining semiconductor materials, namely photosensitive films of lead selenide, used for the manufacture of infrared photodetectors in the wavelength range of 1-5 microns.

В настоящее время очень важной является проблема достижения высоких фотоэлектрических характеристик и обеспечения их воспроизводимости для одно- и многоэлементных фотодетекторов и матричных структур, используемых в среднем ИК-диапазоне спектра (3-5 мкм). Решение ее позволит повысить тактико-технические данные аппаратуры обнаружения и наблюдения, фотоприемных устройств, используемых в автоматике, роботехнике, пирометрии, тепловизионной технике, противопожарной технике, а также снизить себестоимость их производства (особенно матричных структур) за счет увеличения выхода годных. В качестве эффективного применяемого материала для среднего ИК-диапазона используется селенид свинца.At present, the problem of achieving high photoelectric characteristics and ensuring their reproducibility for single and multi-element photodetectors and matrix structures used in the mid-IR range of the spectrum (3-5 μm) is very important. Its solution will increase the tactical and technical data of detection and surveillance equipment, photodetectors used in automation, robotics, pyrometry, thermal imaging equipment, fire fighting equipment, as well as reduce the cost of their production (especially matrix structures) by increasing yield. As an effective material used for the mid-IR range, lead selenide is used.

Однако химически осажденные пленки PbSe требуют проведения обязательной операции сенсибилизации к ИК-излучению, обеспечивающей их использование в фотодетекторах.However, chemically deposited PbSe films require a mandatory operation of sensitization to infrared radiation, which ensures their use in photodetectors.

В большинстве случаев в качестве способа очувствления халькогенидных пленок используется термообработка при температурах 320-450°С [1-4]. Для пленок PbSe эта операция до сих пор носит рецептурный характер, когда экспериментально определяется время обработки, температура и газовая среда. Какие-либо надежные обоснования выбора этих параметров отсутствуют. Общепринятым однако считается точка зрения об определяющей роли кислорода в достижении требуемых фотоэлектрических характеристик слоев PbSe. Известно, что нагрев пленок в присутствии кислорода воздуха приводит к образованию в них продуктов окисления, которыми являются фазы PbO, PbSeO3, 2PbO·PbSeO3, 4PbO·PbSeO3 [5]. Существует мнение, что именно эти соединения ответственны за сенсибилизацию пленок. Однако заметное возрастание их содержания способствует резкому увеличению темнового сопротивления слоев и ухудшению их полупроводниковых свойств. Существенное изменение чувствительности в сторону ее роста вызывает также дополнительное введение в пленку PbSe атомов селена. Известно, что в химически осажденных слоях существует нестехиометрия по этому компоненту из-за вхождения в кристаллическую решетку различных примесных анионов - продуктов разложения селеномочевины и других реактантов. Упорядочение структуры PbSe приводит к устойчивой "дырочной" проводимости пленок с оптимизацией "дырок" концентрации до (3-4)·1018 см-3 [6]. Считается, что для обеспечения оптимальных фотоэлектрических характеристик пленка PbSe должна содержать вполне определенное количество кислорода как в составе вышеуказанных окисленных форм свинца, так и в форме поверхностных сорбционных комплексов, а также отсутствие значительного числа вакансий по селену. В работе [7] по результатам 12-часового отжига PbSe при 370°С была предложена модель, объясняющая роль кислорода в процессе фотоочувствления, предполагающая возникновение глубоких локализованных центров в полупроводниковом слое. Данные центры являются ловушками для не основных носителей и способствуют увеличению фоточувствительности пленок селенида свинца.In most cases, heat treatment at temperatures of 320–450 ° C is used as a method for sensing chalcogenide films [1–4]. For PbSe films, this operation is still prescription in nature, when the processing time, temperature, and gas medium are experimentally determined. There are no reliable justifications for choosing these parameters. However, the generally accepted point of view is the decisive role of oxygen in achieving the required photoelectric characteristics of PbSe layers. It is known that heating of films in the presence of atmospheric oxygen leads to the formation of oxidation products in them, which are the phases PbO, PbSeO 3 , 2PbO · PbSeO 3 , 4PbO · PbSeO 3 [5]. It is believed that it is these compounds that are responsible for the sensitization of films. However, a noticeable increase in their content contributes to a sharp increase in the dark resistance of the layers and the deterioration of their semiconductor properties. A significant change in the sensitivity towards its growth also causes an additional introduction of selenium atoms into the PbSe film. It is known that non-stoichiometry for this component exists in chemically deposited layers due to the entry of various impurity anions — decomposition products of selenium urea and other reactants — into the crystal lattice. The ordering of the PbSe structure leads to stable “hole” conductivity of the films with optimization of the “hole” concentration up to (3-4) · 10 18 cm -3 [6]. It is believed that, in order to ensure optimal photoelectric characteristics, the PbSe film should contain a well-defined amount of oxygen both in the composition of the above oxidized forms of lead and in the form of surface sorption complexes, as well as the absence of a significant number of vacancies in selenium. In [7], based on the results of 12-hour annealing of PbSe at 370 ° С, a model was proposed that explains the role of oxygen in the photosensitivity process, suggesting the appearance of deep localized centers in the semiconductor layer. These centers are traps for non-major carriers and increase the photosensitivity of lead selenide films.

Однако контроль за содержанием кислорода в пленку затруднен и вхождение практически не регулируется, особенно при отжиге в открытом объеме. В этом случае возникает большая вероятность переокисления пленок PbSe, приводящая к ухудшению их пороговых характеристик.However, control over the oxygen content in the film is difficult and entry is practically unregulated, especially during annealing in an open volume. In this case, there is a high probability of reoxidation of PbSe films, leading to a deterioration of their threshold characteristics.

В работе [2] указано, что активацию пленок PbSe необходимо проводить в строго контролируемом потоке кислорода и йода. Однако техническое обеспечение таких условий является чрезвычайно сложным.It was indicated in [2] that the activation of PbSe films must be carried out in a strictly controlled flow of oxygen and iodine. However, the technical support of such conditions is extremely complex.

В патенте [3] пленки PbSe, осажденные из реакционной смеси, содержащей уксуснокислый свинец, селеномочевину, трийодид калия и желатин и имеющие толщину 1 мкм, термообрабатывались в течение 10 минут в атмосфере воздуха с повышением температуры от 350 до 450°С.Термообработанные пленки выдерживались в течение 7 сек в парах йода или брома. Обработанные таким образом слои PbSe имели максимальные значения обнаружительной способности не более

Figure 00000001
. Указанная величина обнаружительной спососбности не может быть достаточной для разработки высокочувствительных ИК-детекторов. К недостатку используемого способа сенсибилизации следует также отнести его двухстадийный характер - термообработка и последующая активация в парах галогенов.In the patent [3], PbSe films deposited from a reaction mixture containing lead acetic acid, selenourea, potassium triiodide and gelatin and having a thickness of 1 μm were heat treated for 10 minutes in an air atmosphere with a temperature increase from 350 to 450 ° C. The heat-treated films were aged for 7 seconds in pairs of iodine or bromine. The PbSe layers treated in this way had maximum detection values of no more than
Figure 00000001
. The indicated value of the detection ability cannot be sufficient for the development of highly sensitive infrared detectors. The disadvantage of the used method of sensitization should also include its two-stage nature - heat treatment and subsequent activation in halogen vapors.

В работе [4], которая была взята нами в качестве прототипа, процесс сенсибилизации PbSe было предложено проводить в замкнутом объеме (запаянная ампула) или в ограниченном объеме (бюксе). Синтез исходных слоев проводился из реакционной смеси, содержащей соль свинца, селеномочевину, ацетат аммония, этилендиамин, йодистый калий, а также добавку хлорида олова для повышения адгезии пленки к подложке. Отмечается, что заметная фоточувствительность полученных пленок проявляется при достижении температуры активации 320°С.После прогрева до температуры 360°С фоточувствительность слоев падает. В качестве выводов авторами работы отмечается, что при изготовлении слоев, предназначенных для работы с охлаждением до 77 К, активацию пленок следует проводить в открытом объеме печи при температуре до 330°С. При изготовлении неохлаждаемых и охлаждаемых до 195 К приборов активация пленок PbSe проводится в замкнутом герметичном объеме при температуре 360°С.Полученный уровень основных параметров слоев PbSe по предложенной в [4] технологии при 293 и 195 К приведен в таблице 1.In [4], which we took as a prototype, the sensitization of PbSe was proposed to be carried out in a closed volume (sealed ampoule) or in a limited volume (bucks). The initial layers were synthesized from a reaction mixture containing lead salt, selenourea, ammonium acetate, ethylenediamine, potassium iodide, and also the addition of tin chloride to increase the adhesion of the film to the substrate. It is noted that a noticeable photosensitivity of the obtained films is manifested when the activation temperature reaches 320 ° C. After heating to a temperature of 360 ° C, the photosensitivity of the layers decreases. As conclusions, the authors of the work note that in the manufacture of layers intended for work with cooling to 77 K, the activation of the films should be carried out in the open volume of the furnace at temperatures up to 330 ° C. In the manufacture of uncooled and cooled to 195 K devices, the activation of PbSe films is carried out in a closed sealed volume at a temperature of 360 ° C. The obtained level of the main parameters of PbSe layers according to the technology proposed in [4] at 293 and 195 K is shown in Table 1.

Приведенные значения обнаружительной способности пленок PbSe находятся значительно ниже теоретического предела для данной области спектра (1,2·1011 см·Вт-1·Вт1/2), и имеют большие возможности для улучшения.The indicated values of the detection ability of PbSe films are significantly lower than the theoretical limit for this region of the spectrum (1.2 · 10 11 cm · W -1 · W 1/2 ), and have great potential for improvement.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа сенсибилизации пленок PbSe к ИК-излучению, обеспечивающего достижение высоких значений вольтовой чувствительности и обнаружительной способности для использования их без охлаждения либо при неглубоком охлаждении.The present invention is to develop a method of sensitization of PbSe films to infrared radiation, ensuring the achievement of high volt sensitivity and detectability for use without cooling or with shallow cooling.

Таблица 1Table 1 Основные параметры пленок PbSe, изготовленные по [4]The main parameters of PbSe films made according to [4] ПараметрParameter Рабочая температураWorking temperature 195 К195 K 293 К293 K Обнаружительная способность,

Figure 00000002
Detection ability
Figure 00000002
4,1·109-2,55·1010 4.1 · 10 9 -2.55 · 10 10 3,1·108-2,7·109 3.1 · 10 8 -2.7 · 10 9 Темновое сопротивление, МОмDark resistance, megohms 1,0-20,01,0-20,0 0,3-1,00.3-1.0 Постоянная времени, мксTime constant, μs <30<30 <5<5 Положение максимума спектральной чувствительности, мкмThe position of the maximum spectral sensitivity, microns 4,0-4,44.0-4.4 3,5-3,83,5-3,8

Указанная задача решается тем, что заявляемый способ сенсибилизации пленок PbSe к ИК-излучению термообработкой проводится в негерметично закрытой емкости при выдерживании определенного соотношения между величиной объема емкости и площадью поверхности активируемых пленок, причем нагрев проводят в присутствии порошка металлического селена.This problem is solved by the fact that the inventive method of sensitizing PbSe films to infrared radiation by heat treatment is carried out in an untightly closed container while maintaining a certain ratio between the volume of the container and the surface area of the activated films, and heating is carried out in the presence of metal selenium powder.

Заявленный способ сенсибилизации реализуется для химически осажденных пленок PbSe, осажденных из реакционных смесей различного состава при выполнении следующих условий:The claimed method of sensitization is implemented for chemically precipitated PbSe films deposited from reaction mixtures of various compositions under the following conditions:

- пленки помещаются в негерметично закрытую емкость (бюкс, кристаллизатор с негерметичной крышкой), в котором создается определенное соотношение между величиной объема, нагреваемой емкости и площадью поверхности активируемых пленок, равное 20-40;- the films are placed in an unsealed closed container (bottle, crystallizer with an unpressurized lid), in which a certain ratio is created between the volume, the heated capacity and the surface area of the activated films, equal to 20-40;

- нагрев проводят в присутствии порошка металлического селена.- heating is carried out in the presence of a metal selenium powder.

Это создает условия более контролируемого вхождения кислорода в состав слоя селенида свинца, достижения его оптимального содержания, уменьшает вероятность переокисления пленок, а также снижает число вакансий селена в кристаллической решетке PbSe. В результате возникают предпосылки для получения более высоких фотоэлектрических характеристик пленок и повышения их воспроизводимости.This creates the conditions for a more controlled entry of oxygen into the composition of the lead selenide layer, achievement of its optimal content, reduces the probability of reoxidation of films, and also reduces the number of selenium vacancies in the PbSe crystal lattice. As a result, prerequisites arise for obtaining higher photoelectric characteristics of the films and increasing their reproducibility.

Ограниченность воздушного объема емкости при термосенсибилизации с одной стороны ограждает пленки от неконтролируемого вхождения в них примесей из атмосферы, а с другой в отличие от герметичных условий создает большую возможность снижения в объеме массового содержания кислорода и, следовательно, его парциального давления. Это является следствием того, что часть кислорода удаляется с воздухом из негерметично закрытого объема через неплотности, начиная с первых минут нагревания, и не участвует в окислительных процессах. При нагревании до 330-390°С масса воздуха и, следовательно, кислорода в объеме емкости снижается в 2,0-2,2 раза за счет уменьшения плотности газов. Оставшийся кислород участвует в процессе окисления пленок. При этом упрощается организация процесса термообработки из-за исключения операции герметизации нагреваемого объема. Внесение навески порошка селена, отличающегося значительной упругостью пара при температурах термообработки, приведет за счет диффузионных процессов к ликвидации значительного числа вакансий по нему в решетке PbSe. Было установлено, что при отношении негерметично закрытого объема (Vнегер) к площади активируемых пленок (Sпл), равного 20-40 наблюдается оптимальный уровень окисления пленок, и они отличается высокой фоточувствительностью. При

Figure 00000003
содержание кислорода недостаточно для обеспечения требуемой степени окисления PbSe и получения высокой чувствительности слоев. При соотношении
Figure 00000004
пленки снижают свой уровень фоточувствительности по сравнению с оптимальными условиями из-за их переокисления. Пленки, обработанные при
Figure 00000005
обладают темновым сопротивлением 0,2-1,0 МОм, вольтовой чувствительностью при частоте модуляции 1200 Гц и напряжении смещения 10 В/мм от 800 до 1800 мкВ. Это позволяет иметь обнаружительную способность образцов при 293 K
Figure 00000006
(573 К, 1200 Гц)=(0,5-1,1)·1010 см·Вт-1·Вт1/2. Введение навески порошка селена дополнительно повышает уровень фоточувствительности на 20-30% при одновременном снижении оптимальной температуры термообработки на 20-30°С.Обнаружительная способность слоев PbSe при 293 К возрастает до (1,2-1,3)·1010 см·Вт-1·Гц1/2. Постоянная времени при этом составляет 3-5 мкс, максимум спектральной чувствительности - 3,5-3,8 мкм. Охлаждение слоев до 195 К позволяет увеличить обнаружительную способность для лучших образцов до (5-6)·1010 см·Вт-1·Гц1/2.The limited air volume of the container during thermosensitization, on the one hand, protects the films from uncontrolled entry of impurities from the atmosphere, and on the other hand, unlike sealed conditions, creates a great opportunity to reduce the mass content of oxygen and, therefore, its partial pressure. This is due to the fact that part of the oxygen is removed with air from the leaky closed volume through leaks, starting from the first minutes of heating, and is not involved in oxidative processes. When heated to 330-390 ° C, the mass of air and, therefore, oxygen in the tank volume decreases 2.0-2.2 times due to a decrease in the density of gases. The remaining oxygen is involved in the oxidation of the films. This simplifies the organization of the heat treatment process due to the exclusion of the sealing operation of the heated volume. The introduction of a sample of selenium powder, which is characterized by significant vapor pressure at heat treatment temperatures, will lead to the elimination of a significant number of vacancies in the PbSe lattice due to diffusion processes. It was found that when the ratio of the hermetically sealed volume (V neger ) to the area of the activated films (S PL ) equal to 20-40, the optimum level of oxidation of the films is observed, and they are highly photosensitive. At
Figure 00000003
the oxygen content is insufficient to provide the required degree of oxidation of PbSe and to obtain high sensitivity of the layers. With the ratio
Figure 00000004
films reduce their photosensitivity level compared to optimal conditions due to their oxidation. Films processed by
Figure 00000005
possess a dark resistance of 0.2-1.0 MΩ, a volt sensitivity at a modulation frequency of 1200 Hz and a bias voltage of 10 V / mm from 800 to 1800 μV. This makes it possible to have a detection ability of samples at 293 K
Figure 00000006
(573 K, 1200 Hz) = (0.5-1.1) · 10 10 cm · W -1 · W 1/2 . The introduction of a weighed sample of selenium powder additionally increases the photosensitivity level by 20-30% while reducing the optimal heat treatment temperature by 20-30 ° C. The detection ability of PbSe layers at 293 K increases to (1.2-1.3) · 10 10 cm · W -1 · Hz 1/2 . The time constant in this case is 3-5 μs, the maximum spectral sensitivity is 3.5-3.8 μm. Cooling the layers to 195 K allows one to increase the detection ability for the best samples to (5-6) · 10 10 cm · W -1 · Hz 1/2 .

Сравнительный анализ полученных результатов с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ отличается от известного проведением сенсибилизации к ИК-излучению в негерметично закрытом объеме при определенном соотношении между величиной объема и площадью поверхности активируемых пленок с нагревом в присутствии порошка селена. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Оно приводит к увеличению уровня фоточувствительности пленок PbSe, т.е. придает им новое качество, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенное отличие".A comparative analysis of the results obtained with the prototype allows us to conclude that the claimed method differs from the known one by sensitizing to infrared radiation in an unpressurized closed volume with a certain ratio between the volume and the surface area of activated films with heating in the presence of selenium powder. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." It leads to an increase in the photosensitivity level of PbSe films, i.e. gives them a new quality, which allows us to conclude that the proposed method meets the criterion of "significant difference".

Способ термосенсибилизации реализуется следующим образом: химически осажденные на диэлектрические подложки из ситалла, кварца, стекла, окисленного кремния пленки селенида свинца толщиной 0,6-1,0 мкм помещаются в бюкс, чашку Петри, кристаллизатор и т.п., закрываются сверху простым наложением стеклянной пластины. При этом число подложек с пленкой для термообработки подбирается таким образом, чтобы отношение свободного объема используемой емкости к площади поверхности активируемых пленок составляло 20-40, например, при обработке в емкости, объем которой составляет 480 см3, следует разместить пленки с площадью поверхности от

Figure 00000007
до
Figure 00000008
см2, что соответствует 2-4 стандартным подложкам размерами 24×24 мм. Дополнительно в емкость для термообработки вводится навеска металлического селена массой 0,7-1,2 г. Емкости помещаются в печь и подложки нагреваются в присутствии селена до 330-390°С, затем нагрев отключается, и подложки извлекаются из печи при снижении ее температуры до 50-60°С.The thermosensitization method is implemented as follows: lead selenide films 0.6-1.0 μm thick chemically deposited on dielectric substrates from glass, quartz, glass, and oxidized silicon are placed in a bottle, Petri dish, crystallizer, etc., are closed from above by simple application glass plate. The number of substrates with a film for heat treatment is selected in such a way that the ratio of the free volume of the used container to the surface area of activated films is 20-40, for example, when processing in a container with a volume of 480 cm 3 , films with a surface area of
Figure 00000007
before
Figure 00000008
cm 2 , which corresponds to 2-4 standard substrates with dimensions 24 × 24 mm In addition, a sample of metallic selenium weighing 0.7-1.2 g is introduced into the container for heat treatment. The containers are placed in a furnace and the substrates are heated in the presence of selenium to 330-390 ° С, then the heating is turned off and the substrates are removed from the furnace when its temperature drops to 50-60 ° C.

Комбинации условий термосенсибилизации химически осажденных пленок селенида свинца приведены в таблице 2.Combinations of thermosensitization conditions for chemically precipitated lead selenide films are shown in Table 2.

Таблица 2table 2 Комбинации условий термообработки пленок PbSeCombinations of heat treatment conditions for PbSe films Наименование параметраParameter Name ВариантыOptions 1one 22 33 4four 55 66 77 88 Температура обработки,°СProcessing temperature, ° С 330330 360360 350350 350350 380380 380380 360360 360360 Отношение объема емкости для нагрева к площади поверхности пленок,

Figure 00000009
The ratio of the volume of the tank for heating to the surface area of the films,
Figure 00000009
20twenty 2626 30thirty 30thirty 4040 1010 50fifty 50fifty Введение навески селенаIntroduction of selenium ++ ++ ++ ++

Фотоэлектрические параметры пленок селенида свинца в зависимости от комбинации условий термосенсибилизации при 293 К приведены в таблице 3.The photoelectric parameters of lead selenide films, depending on the combination of thermosensitization conditions at 293 K, are shown in Table 3.

Таблица 3Table 3 Фотоэлектрические параметры пленок PbSe при 293 К. Измерения проведены в соответствии с ГОСТ 17772-72. Источник АЧТ 573 К, облученность 10-4 Вт/см2, напряжение смещения 10 В/мм, частота модуляции 1200 Гц.The photoelectric parameters of PbSe films at 293 K. The measurements were carried out in accordance with GOST 17772-72. Acht source 573 K, irradiation 10 -4 W / cm 2 , bias voltage 10 V / mm, modulation frequency 1200 Hz. Наименование параметраParameter Name Комбинации условий термообработкиCombinations of heat treatment conditions Прототип [4]Prototype [4] 1one 22 33 4four 55 66 77 88 Темновое сопротивление, МОмDark resistance, megohms 0,280.28 0,380.38 0,410.41 0,660.66 0,920.92 0.810.81 1,01,0 1,11,1 0,490.49 Вольтовая чувствительность, мкВVolt sensitivity, μV 720720 13401340 21002100 18201820 750750 380380 690690 350350 360360 Обнаружительная способность,

Figure 00000010
, см·Вт-1·Гц1/2 Detection ability
Figure 00000010
, cm · W -1 · Hz 1/2 3,83.8 8,28.2 12,112.1 5,45,4 3,93.9 1,91.9 3,73,7 1,81.8 1,91.9 Постоянная времени, мксTime constant, μs 4four 4four 55 55 33 33 4four 33 4four Максимум спектральной чувствительности, мкмMaximum spectral sensitivity, microns 3,63.6 3,73,7 3,63.6 3,83.8 3,63.6 3,53,5 3,73,7 3,73,7 3,73,7

Как видно из таблицы 3, максимальными значениями обнаружительной способности обладают пленки, обработанные в заявляемых условиях (варианты 2-4). Они превышают аналогичный параметр для слоев, термообработанных по прототипу в 3,5-6,0 раз. Пленки PbSe, сенсибилизированные при создании запредельных условий (варианты 6, 8), имеют значения,

Figure 00000011
, близкие прототипу.As can be seen from table 3, the maximum values of the detecting ability of the film are processed in the claimed conditions (options 2-4). They exceed the same parameter for layers heat-treated according to the prototype in 3.5-6.0 times. PbSe films sensitized during the creation of transcendental conditions (options 6, 8) have the meanings
Figure 00000011
close to the prototype.

Более высокое значение обнаружительной способности пленок, обработанных по варианту 7, по сравнению с условиями варианта 8 объясняется их нагревом в присутствии порошка селена.The higher value of the detection ability of the films processed according to option 7, compared with the conditions of option 8 is explained by their heating in the presence of selenium powder.

ЛитератураLiterature

1. Bob V. Мс.Lean. Method of production of lead selenide photodetector ctlls. Pat. USA №2997409 cl.117-201 от 23.08.61.1. Bob V. Ms. Lean. Method of production of lead selenide photodetector ctlls. Pat. USA No. 2997409 cl. 117-201 from 08.23.61.

2. Martin Y.M., Hermandez Y.L. Arrays of termally evaporated PbSe infrared on sisubstrates operating at room temperature // Semicond. Sci. Technol. 1996. V.11. P.1740-1744.2. Martin Y.M., Hermandez Y.L. Arrays of termally evaporated PbSe infrared on sisubstrates operating at room temperature // Semicond. Sci. Technol. 1996. V.11. P.1740-1744.

3. Thomas H. Johnson. Solutions and methods for depositing lead selenide. Pat. USA №3.178.312. cl.117-201 от 13.04.65.3. Thomas H. Johnson. Solutions and methods for depositing lead selenide. Pat. USA No. 3.178.312. cl. 117-201 from 04/13/65.

4. Буткевич В.Г., Бочков В.Д., Глобус Е.Р. Фотоприемники и фотоприемные устройства на основе поликристаллических и эпитаксиальных слоев халькогенидов свинца // Прикладная физика. 2001. №6. С.66-112.4. Butkevich V.G., Bochkov V.D., Globus E.R. Photodetectors and photodetectors based on polycrystalline and epitaxial layers of lead chalcogenides // Applied Physics. 2001. No.6. S.66-112.

5. Раренко И.И. и др. Физические свойства осажденных в активируемых условиях слоев AIVBVI. В сб. Надежность микроэлектронных схем и элементов. Киев: Наукова думка. 1982. С.101-119.5. Rarenko I.I. et al. Physical properties of layers A IV B VI deposited under activated conditions. On Sat Reliability of microelectronic circuits and elements. Kiev: Naukova Dumka. 1982. S. 101-119.

6. Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнова И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe, PbS. М.: Наука. 1968. 383 с.6. Ravich Yu.I., Efimova B.A., Smirnova I.A. Semiconductor research methods as applied to lead chalcogenides PbTe, PbSe, PbS. M .: Science. 1968.383 s.

7. Briones F. Golmayo d. Ortiz G. The role of oxygen in the sensitization of photoconductive PbSe films // Thin Solid Films. 1981. V.79. №4. P.385-395.7. Briones F. Golmayo d. Ortiz G. The role of oxygen in the sensitization of photoconductive PbSe films // Thin Solid Films. 1981. V.79. Number 4. P.385-395.

Claims (1)

Способ сенсибилизации химически осажденных пленок селенида свинца к ИК-излучению, заключающийся в нагреве пленок в атмосфере воздуха в негерметично закрытой емкости, отличающийся тем, что термообработку проводят при соотношении объема емкости и площади поверхности обрабатываемых пленок, равном 20-40, причем нагрев ведут в присутствии порошка селена. A method of sensitizing chemically deposited films of lead selenide to infrared radiation, which consists in heating the films in an atmosphere of air in an airtight container, characterized in that the heat treatment is carried out at a ratio of the volume of the container and the surface area of the processed films equal to 20-40, and the heating is carried out in the presence of selenium powder.
RU2008101601/28A 2008-01-15 2008-01-15 Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation RU2357321C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101601/28A RU2357321C1 (en) 2008-01-15 2008-01-15 Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101601/28A RU2357321C1 (en) 2008-01-15 2008-01-15 Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357321C1 true RU2357321C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008101601/28A RU2357321C1 (en) 2008-01-15 2008-01-15 Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357321C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101871097A (en) * 2010-06-10 2010-10-27 浙江工业大学 Simple preparation method of compact PbSe polycrystal film
RU2493632C1 (en) * 2012-04-12 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" Method of making lead selenide-based semiconductor structure
RU2552588C1 (en) * 2013-11-14 2015-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" METHOD FOR MAKING PbSnSe SUBSTITUTION SOLID SOLUTION FILMS BY ION EXCHANGE PROCESS
US11092488B2 (en) 2017-02-15 2021-08-17 University Of The West Of Scotland Infrared spectrophotometer
US11891686B2 (en) 2017-02-15 2024-02-06 University Of The West Of Scotland Apparatus and methods for depositing variable interference filters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Буткевич В.Г. и др. Фотоприемники и фотоприемные устройства на основе поликристаллических и эпитаксиальных слоев халькогенидов свинца. Прикладная физика, 2001, №6, с.66-112. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101871097A (en) * 2010-06-10 2010-10-27 浙江工业大学 Simple preparation method of compact PbSe polycrystal film
CN101871097B (en) * 2010-06-10 2012-05-16 浙江工业大学 Simple preparation method of compact PbSe polycrystal film
RU2493632C1 (en) * 2012-04-12 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" Method of making lead selenide-based semiconductor structure
WO2013154462A2 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" Method for manufacturing a semiconductor structure on the basis of lead selenide
WO2013154462A3 (en) * 2012-04-12 2014-01-03 Общество с ограниченной ответственностью "ИКО" Method for manufacturing a semiconductor structure on the basis of lead selenide
RU2552588C1 (en) * 2013-11-14 2015-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" METHOD FOR MAKING PbSnSe SUBSTITUTION SOLID SOLUTION FILMS BY ION EXCHANGE PROCESS
US11092488B2 (en) 2017-02-15 2021-08-17 University Of The West Of Scotland Infrared spectrophotometer
US11747201B2 (en) 2017-02-15 2023-09-05 University Of The West Of Scotland Infrared spectrophotometer
US11891686B2 (en) 2017-02-15 2024-02-06 University Of The West Of Scotland Apparatus and methods for depositing variable interference filters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. Highly luminescent metal‐free perovskite single crystal for biocompatible X‐ray detector to attain highest sensitivity
RU2357321C1 (en) Method of making chemically deposited lead selenide films sensitive to infrared radiation
Lozzi et al. The influence of air and vacuum thermal treatments on the NO2 gas sensitivity of WO3 thin films prepared by thermal evaporation
GB1604967A (en) Preparation of epitaxial films
Ponpon et al. Preliminary characterization of PbI2 polycrystalline layers deposited from solution for nuclear detector applications
Mishra et al. Defect-dominated optical emission and enhanced ultraviolet photoconductivity properties of ZnO nanorods synthesized by simple and catalyst-free approach
Znamenshchykov et al. Electrical, structural and optical properties of Cd1-xZnxTe thick polycrystalline films
CN110016646A (en) A kind of preparation method of the lead base halogen perovskite film for high-energy ray detection
Kosyak et al. Photoluminescence of CdZnTe thick films obtained by close-spaced vacuum sublimation
Brown et al. Photolytic darkening and electronic range in AgCl
Alam et al. Highly Responsive UV Light Sensors Using Mg‐Doped ZnO Nanoparticles
Mathew et al. Shallow levels in the band gap of CdTe films deposited on metallic substrates
Suh et al. Effect of iodine doping in the deposition solution and iodine vapor pressure in the sensitization treatment on the properties of PbSe films
Koyasu et al. Growth of large single crystals of copper iodide by a temperature difference method using feed crystal under ambient pressure
Kamoun et al. Effect of europium content on physical properties of In 2 O 3 thin films for sensitivity and optoelectronic applications
US10379230B2 (en) Chalco-phosphate-based hard radiation detectors
Arend et al. Physical vapor deposition of methylammonium tin iodide thin films
JP2014092411A (en) EVALUATION METHOD OF SiC SINGLE CRYSTAL AND METHOD FOR MANUFACTURING SiC SINGLE CRYSTAL USING THE SAME
Ryzhikov et al. Luminescence dynamics in ZnSeTe scintillators
Ermolovich et al. Effect of lithium on the formation of sensitizing centres in CdSe films
US3945935A (en) Semiconductive metal chalcogenides of the type Cu3 VS4 and methods for preparing them
Zaiour et al. Preparation of High Purity CdTe for Nuclear Detector: Electrical and Nuclear Characterization
RU2745015C2 (en) Method of producing photosensitive layers of lead selenide
El-Menyawy et al. Structural, optical and device characteristics of 1-(2-(1, 5-dimethyl-3-oxo-2-phenyl-2, 3-dihydro-1 H-pyrazol-4-yl)-2-oxoethyl) pyridinium chloride
NL8004990A (en) PHOTO-GALVANIC ELEMENTS.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110116