Анотація до роботи:

Ткачук А.І. Рідинна епітаксія твердих розчинів сполук А⁴В⁶ для діодів Шотткі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.06 – технологія, обладнання та виробництво електронної техніки. – Херсонський державний технічний університет, Херсон, 2003.

Методом рідинної епітаксії при температурі ліквідусу 773873 К, швидкості програмного охолодження 0,10,2 К/хв, діапазоні зниження температури 515 К та величині вихідного пересичення розчину-розплаву ~13 К на підкладках (111)BaF₂, (100)KCl, (100)Pb_0,80Sn_0,20Te і (100)PbTe_0,92Se_0,08 вирощенні ізоперіодні епітаксійні шари Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y товщиною 211 мкм і густиною дислокацій не вище 10⁵ см^-2 зі стійкими електрофізичними параметрами. Методом термічного вакуумного напилення сформовані бар’єрні структури Cu/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/In і Ag/d-шар/р-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Pt та досліджено вплив товщини d-шару на їх ВАХ та ВФХ. Розроблена технологія виготовлення 25(8)-елементних матриць фотодіодів Шотткі на основі бар’єрних структур Au/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Al, Pb/d-шар/р-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/р⁺-Pb_0,80Sn_0,20Te/Au і Au/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Pb з робочими характеристиками, які обмежені фоновими шумами.

1. Проведені комплексні дослідження показали, що метод рідинної епітаксії залишається одним із перспективних при одержанні високоякісних епітаксійних шарів Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y з низькою концентрацією основних носіїв струму, виключаючи легування. Відпрацьовані технологічні режими вирощування структурнодосконалих, ізоперіодних епітаксійних шарів на напівпровідникових (100)Pb_1-xSn_xTe і (100)PbTe_1-уSe_y та діелектричних (111)BaF₂ і (100)KCl підкладках. Визначені умови формування ЕШ різного типу провідності із наперед заданими властивостями.

2. Встановлено, що при температурі ліквідусу 773873 К, швидкості програмного охолодження 0,10,2 К/хв та вихідному пересиченні розчину-розплаву (Pb_1-vSn_v)_1-w(Te_1-uSe_u)_w на 12 К одержуються малонапружені ЕШ Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y/(111)BaF₂ з якісною морфологією поверхні, які в області складів 0,00х0,25 (ат. д.) і 0,69у0,78 (ат. д.) мають n-тип провідності при концентрації вільних носіїв заряду (13)10¹⁷ см^-3 та холлівській рухливості вільних носіїв заряду (79)10³ см²В^-1с^-1. Для ЕШ з 0,40<х< <0,70 (ат. д.) і 0,52<у<0,63 (ат. д.) при температурі початку росту менше 788 К одержується n-тип провідності, а при температурі більше 820 К – р-тип провідності з концентрацією вільних носіїв заряду (35)10¹⁷ см^-3 та холлівською рухливістю вільних носіїв заряду (13)10³ см²В^-1с^-1.

3. Розроблена лабораторна методика формування бар’єрних структур Cu/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/In і Ag/d-шар/р-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Pt. Досліджені їх вольтамперні і вольтфарадні характеристики, для пояснення яких запропонована фізична модель діоду Шотткі з тонким проміжним тунельно-прозорим діелектричним шаром окислу. Встановлено, що при збільшенні товщини d-шару параметри бар’єрних структур значно покращуються. Сформовані діоди Шотткі, які при 77 К мають R₀A=910 Омcм².

4. Запропонована технологія виготовлення 25(8)-елементних матриць фотодіодів Шотткі на основі бар’єрних структур Au/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Al, Pb/d-шар/р-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/р⁺-Pb_0,80Sn_0,20Te/Au і Au/d-шар/n-Pb_1-xSn_xTe_1-ySe_y/Pb з робочими характеристиками, які обмежені фоновими шумами (D_l1,2*(813 мкм, 170 К)=(0,51,5)10¹⁰ смГц^1/2Вт^-1; D_lз*(812 мкм, 77 К)= =(2,94,4)10¹⁰ смГц^1/2Вт^-1).

Публікації автора:

1. Царенко О.М., Ткачук А.І., Рябець С.І. Одержання та дослідження діодних структур на основі багатокомпонентних твердих розчинів сполук А⁴В⁶// Фізичний збірник НТШ. – 2001. – Т. 4. – С. 142-147.

Автор виростив ЕШ, приймав участь у формуванні діодних структур, проведенні експериментальних досліджень та виборі методів їх реалізації.

2. Raybets S.I., Tkachuk A.I., Tsarenko O.N. Specific features of liquid phase epitaxy of isoperiodic structures in Pb-Sn-Te-Se system// Functional Materials. – 2001. – Vol. 8, № 2. – P. 305-308.

Автор приймав участь у проведенні експериментальних досліджень та інтерпретації результатів.

3. Ткачук А.И., Царенко О.Н. Получение и свойства эпитаксиальных слоёв твёрдых растворов Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y// Неорганические материалы. – 2001. – Т. 37, № 3. – С. 288-291.

Автор виростив ЕШ, брав участь у дослідженні їх властивостей, обробляв результати досліджень.

4. Ткачук А.І. Технологія вирощування епітаксійних шарів чотирикомпонентних твердих розчинів n-Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y – матеріалу для фотодіодів Шотткі// Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – № 4(13). – С. 175-181.

5. Царенко О.М., Ткачук А.І. Формування та дослідження бар’єрних структур Ag/тонкий проміжний тунельно-прозорий діелектричний шар окислу/р-Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y/Pt// Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – 2001. – Вип. 2(11). – С. 254-259.

Автор брав участь у проведенні експерименту та аналізі результатів.

6. Ткачук А.І., Царенко О.М. Формування та дослідження бар’єрних структур Cu/тонкий проміжний тунельно-прозорий діелектричний шар окислу/n-Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y/In// Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – № 4(13). – С. 202-208.

Автор приймав участь у формуванні бар’єрних структур, проведенні експериментальних досліджень та виборі методів їх реалізації.

7. Tkachuk A.I., Tsarenko O.N., Raybets S.I. Production and investigation of Cu/thin intermediate tunnel-transparent dielectric oxide layer/n-Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y/In Schottky barrier structures// Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. – 2002. – Vol. 5, № 1. – P. 51-57.

Автор приймав участь у постановці задачі, проведенні експерименту, узагальненні та інтерпретації результатів.

8. Царенко О.М., Ткачук А.І. Особливості формування та властивості діодів Шотткі на основі твердих розчинів сполук А⁴В⁶ (огляд)// Наукові записки КДПУ. Сер. фіз.-мат. науки. – 2002. Вип. 43. – С. 122-138.

Автором зроблено аналіз методик формування діодів Шотткі на основі БТР сполук А⁴В⁶.

9. Ткачук А.І., Царенко О.М. Дослідження діодних структур на основі багатокомпонентних твердих розчинів сполук А⁴В⁶// Матеріали ІІ Міжнародного Смакулового симпозіуму “Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики”. – Тернопіль: ТДТУ, Джура. – 2000. – С. 184-185.

Автор приймав участь у формуванні бар’єрних структур.

10. Tsarenko O.N., Raybets S.I., Volchanski O.V., Tkachuk A.I. Materials for infrared detectors based on isoperiodical PbSnTeSe/BaF₂ heterostructures// Proceedings of 2^nd International Smakula Symposium “Fundamental and ap-plied problems of modern physics”. – Ternopil (Ukraine). – 2000. – P. 185.

Автор приймав участь у вирощуванні ЕШ.

11. Ткачук А.И. Жидкофазная эпитаксия твёрдых растворов Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y – материалов для диодов с барьером Шоттки// Сборник научных трудов 6-го Международного молодёжного форума “Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке”. - Ч. І. – Харьков: ХНУРЭ. – 2002. – С. 393-394.

12. Ткачук А.І. Особливості формування 25 елементної матриці фотодіодів Шотткі на основі n-Pb_0,74Sn_0,26Te_0,83Se_0,17// Proceedings of 2^nd International Scientific Conference of students, post-graduate students and young scientists “Optoelectronic information-energy technologies – 2002”. – Vinnytsia (Ukraine). – 2002. – P. 78.

13. Царенко О.Н., Рябец С.И., Ткачук А.И. Получение гетероструктур Pb_1-xSn_xTe_1-уSe_y/PbTe_0,92Se_0,08 методом жидкофазной эпитаксии// Труды Третьей Международной научно-практической конференции “Современные информационные и электронные технологии”. – Одесса: ОНПУ. – 2002. – С. 245.

Автор брав участь у проведенні експерименту та аналізі результатів.

14. Tkachuk A.I., Tsarenko O.N., Raybets S.I. Production and investigation of Cu/thin intermediate tunnel-transparent dielectric oxide layer/n-Pb_0.93Sn_0.07Te_0.24Se_0.76/In Schottky barrier structures// Abstracts of 6^th International Conference “Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics”. – Kiev (Ukraine). – 2002. – P.87.

Автор приймав участь у постановці задачі, проведенні експерименту, узагальненні та інтерпретації результатів.

15. Ткачук А.І., Царенко О.М. ВАХ і ВФХ діоду Шотткі з тонким проміжним діелектричним шаром окислу// Збірник тез Всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “ЕВРІКА-2002”. – Львів: ЛНУ. – 2002. – С. 200-201.

Автором проаналізовані ВАХ і ВФХ діоду Шотткі з d-шаром.

16. Ткачук А.І., Царенко О.М. Фізична модель бар’єру Шотткі з тонким проміжним діелектричним шаром окислу// Збірник тез Всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “ЕВРІКА-2002”. – Львів: ЛНУ. – 2002. – С. 202-203.

Автором розвинуто фізичну модель діоду Шотткі з d-шаром.

17. Tkachuk A.I., Tsarenko O.N. Schottky photodiode arrays on the basis of n-Pb_0.77Sn_0.23Te_0.82Se_0.18 epitaxial layers// Proceedings of 2^nd International young scientists conference on applied physics. – Kyiv (Ukraine). – 2002. – P. 107-108.

Автором сформовані фотоприймачі та досліджені їх параметри.

18. Ткачук А.И. Фотодиоды Шоттки на основе гетероструктуры Pb_0,82Sn_0,18Te_0,98Se_0,02/ Pb_0,80Sn_0,20Te// Збірник тез доповідей І-ї Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН-1 (з міжнародною участю). – Том. 2. – Одеса: ОНУ ім. І. І. Мечникова. – 2002. – С. 172-173.

19. Tsarenko O.N., Tkachuk A.I., Raybets S.I. Schottky photodiodes on the ba-sis of Pb_0.95Sn_0.05Te_0.24Se_0.76/BaF₂ heterostructures// Proceedings of the Third International Young Scientists Conference “Problems of Optics and High Technology Material Science SPO2002”. – Kyiv (Ukraine). – 2002. - P. 170.

Автором сформовані фотоприймачі та досліджені їх параметри.