https://doi.org/10.15407/iopt.2022.57.043
Optoelectron. Semicond. Tech. 57, 43-70 (2022)
O. I. Vlasenko, Z. K. Vlasenko
INDUCED RESTRUCTURING OF THE CRYSTAL STRUCTURE AND ACOUSTIC RESPONSE IN SEMICONDUCTORS BASED ON CADMIUM TELLURIDE FOR USE IN OPTOELECTRONICS AND TOPICAL AREAS OF SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY (REVIEW)
The reliability and competitiveness of modern semiconductor electronic technology are determined by the level of existing technologies. These requirements set the task of increasing the efficiency of methods for obtaining and post-growth processing of semiconductor materials and structures, research and control of their properties at all stages of manufacturing and operation of products.
The question of the quality and maximum reliability of a wide range of various structures and devices for multipurpose purposes, in particular, opto, photoelectronics, sensors, etc., and sometimes the need to use it at the most achievable physical and technical parameters, or in extreme conditions, is becoming increasingly important. The solution to these problems is based on a comprehensive study of the processes of defect formation, failure and destruction of semiconductor structures and devices based on them. In modern conditions, for this purpose, in particular, the method of acoustic emission (AE) is used, based on the registration, theoretical processing of acoustic pulses that arise as a result of the formation, local changes and destruction of the structure of the material under external load. The most widespread practical application in various branches of semiconductor electronics have found materials based on CdTe, given, in particular, basic data on methods and sources of acoustic response induced by external influences.
This method makes it possible to obtain information about the state of a solid in the process of deformation, in particular, to detect in a non-destructive way the presence or appearance of dislocations and microcracks. The AE process allows you to determine the mechanical stresses and deformations at which there is a transition from elastic to plastic deformation (yield strength) of the crystal and subsequent destruction. AE, which occurs during the deformation of a solid in local areas, in particular, under mechanical loads, ultrasound, laser irradiation, radiation exposure and in other cases, may have a thermomechanical nature and occur as a result of heterogeneous heating, for example, during the flow of electric current through a heterogeneous medium. Mechanical, thermomechanical or thermobaric stresses appear in crystals under appropriate phase transformations, in particular, during melting during laser irradiation.
Thus, AE is an effective non-destructive method for identifying the initial stages of degradation and subsequent destruction of semiconductor materials, structures and devices under various external influences. The main purpose of this review is to distribute AE from macro objects (in technical diagnostics and control of industrial and domestic structures) to micro-objects for materials and structures of low-dimensional electronics, to expand the scientifically conscious application of AE in experimental and practical work in various semiconductor materials and structures on the example of CdTe-based semiconductors (wide- and narrow-band).
Keywords: acoustic emission, mechanical loads, movement of dislocations, cracks, restructuring of the crystal structure, phase transitions, laser irradiation, ultrasonic load, radiation exposure, degradation, destruction of crystals.
References
1. Физика и химия соединений АIIВVI. Перевод с английского. Под редакцией проф. С. А. Медведева. Москва: МИР. 1970. 624 с.
2. Калинкин И. П., Алесковский В. Б., Симашкевич А.В. Эпитаксиальные пленки соединений АIIВVI. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та. 1978. 310 с.
3. Физика соединений A2B6. Под. ред. А. Н. Георгобиани, М.К.Шейнкмана. М.: Наука, 1986. 320 c.
4. Гавалешко Н. П., Горлей П. Н., Шендеровский В. А. Узкозонные полупроводники. Получение и физические свойства. Киев: Наук. Думка, 1984. 288 с.
5. Melngailis J. Narrow-gap semiconductor detectors and lasers. Lect. Notes Phys. 1980. 133. P.558-570.
6. Вовчук Т., Дейнеко Н., Кірєєв О., Лєвтєров О. і Шевченко Р. Альтернативні джерела живлення та іх деградаційна стійкість в умовах надзвичайних ситуацій техногенного характеру. Науковий журнал «Інженерія природокористування». 2021. №4(18). С. 7-13. doi: 10.37700/enm.2020.4(18).7-13.
7. Maier H., Hesse J. Growth, properties and applications of narrow-gap semiconductors. In: Org. Cryst. Germ. Semiconductor. Berlin etc. 1980. P.145-219.
8. Курило И.В., Алехин В.П. Структура и физико-механические свойства кристаллов и пленок соединений АIIВVI. М.: МГИУ. 2011. 570 c.
9. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Справочник. К.: Наукова думка. 1975. 704 c.
10. Берченко Н.Н., Кревс В.Е., Средин В.Г. Полупроводниковыe твердые растворы и их применение: АIIВVI. Справочные таблицы. М.: Воениздат. 1982. 208 c.
11. Zanio K. Semicoduclors and Semimetals. V 13 Cadmium telluride. N.Y.e.a. Асад. Press. 1970. 235 p.
12. Корбутяк Д.В., Мельничук С.В., Корбут Є.В., Борисюк М.М.. Телурид кадмію: домішково-дефектні стани та детекторні властивості. К.: Іван Федоров. 2000. 198 с.
13. Цидильковский И.М. Бесщелевые полупроводники - новый класс веществ. M.: Наука. 1986. 240 c.
14. Пашковский М.В., Соколов E. Б., Берченко Н.Н., Соколов А.М. CdхHg1-хTe - новый материал электронной техники. Зарубеж. электронная техника. 1974. № 12. C. 3-35.
15. Dornhaus R., Nimtz G. The properties and applications of the Hg1-хCdхTe alloy system. Narrow Gap Semicond. Berlin e.а. 1985. P. 171-225.
16. Власенко А. И. Спектральное распределение фоточувствительности варизонных р-n-р-структур
CdxHg1-xТе. Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 1996. №31. С.191-194.
17. Rajavel R.D., Jamba D.М., Wu O.K., Jensen J.E., Wilson J.A., Patten E.A., Kosai K., Goetz Р., Chapman G.R., Radford W.A. High performance HgCdTe two—color infrared detectors grown by molecular beam epitaxy. J. Cryst. Growth. 1997. 175. P.653-658.
18. Rajavel R.D., Jamba D.M., Jensen J.E., Wu О.К., Wilson J.А., Johnson J.L., Patten E.A., Kasai К., Goetz Р.М.‚ Johnson S.М. Molecular beam epitaxial growth and performance of HgCdTe—based simultaneous- mode two-color detectors. J. Electron. Mater. 1998. 27. P.747-751.
19. Mitra Р., Barnes S.L., Case F.С., Reine М.В., O’Dette Р., Starr R., Hairslon А., Kuhler K., Weiler M.H., Musicant B.L. MOCVD of band gap-engineered HgCdTe p-n-N-P dual-band infrared detector arrays. J. Electron. Mater. 1997. 26. P.482-487.
20. Vlasenko O.I., Vlasenko Z.K., Mozol’ P.E. Appearance of Enriched Hg Region in Solid State in CdHgTe Crystals. Proc. 23nd International Conference on Microelectronics “MIEL 2002” 12-15 May 2002. 2. Nis, Yugoslavia: IEEE Catalog No. 02TH8595. 2002. P.409-412.
21. Нові методи дослідження фізичних властивостей твердих тіл. Акустична емісія. Частина 1.: В.М. Перга. К.: УМК ВО. 1991. 144 с.
22. Ляшенко O.В., Власенко O.І., Киселюк М.П., Велещук В.П. Акусто-емісійні методи дослідження у фізиці твердого тіла: навч. посібник. 2-е вид. доп. та випр. К.: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". 2013. 204 с.
23. Велещук В. П. Акустична емісія в світловипромінюючих структурах нa основі GaР, GaAs та GaN: дис. … канд. фіз.-мат. наук: 01.04.07. К., 2008. 150 с.
24. Ляшенко О.В. Динаміка акустичної емісії у локально-неоднорідно термонапружених гетероструктурах. СЕМТ. 2009. №2. С. 35-40.
25. Бойко В.С., Кившик В.Ф., Кривенко Л.Ф. Условия регистрации импульсов акустической эмиссии, генерируемых при выходе на поверхность отдельных дислокаций. ЖЭТФ. 1982. 82, №2. С. 504—508.
26. Нацик В.Д., Чишко К.А. Формулировка основной задачи теории акустической эмиссии для твердых тел c дисперсией и затуханием. Акустический журнал. 1992. 38, №3. С.511-519.
27. Bauers C.L. Актуальные вопросы теории дислокаций. М.: Мир. 1968. 98 с.
28. Татаренков А. И., Енишерлова K. Л., Русак Т. Ф., Гриднев В. Н. Методы контроля нарушенных слоев при механической обработке монокристаллов. М.: Энергия. 1978. 64 с.
29. Власенко О.І., Генцарь П.О. Оптична спектроскопія функціональних матеріалів електронної техніки. Друге видання, доповнене. Київ: в-во “Ар-Окт”. 2018. 223 с.
30. Rudolph Р., Neubert M., Muhlberg M. Defects in CdTe Bridgman monocrystals caused by nonstoichiometric growth conditions. J. Cryst. Growth. 1993. 128. Р. 582-587.
31. Rudolph P. Fundamemal studies on Bridgman growth of CdTe. Prog. Cryst. Growth and Charact. 1994. 29. Р.275-381.
32. Bruder M., Schwarz H.J., Schmitt R., Maier Н., Мoller М.О. Vertical Bridgman growth of Cd1-yZnyTe and characterization of substrates for use in Hg1-xCdxTe liquids phase epitaxy. J.Cryst. Growth. 1990. 101. P.266-269.
33. Sen S., Konkel W.H., Tighe S.J., Bland I.G., Sharma S.R., Taylor R.Е. Crystal growth of large-area single-crystal CdTe and CdZnTe by the computer-controlled vertical modified-Bridgman process. J.Cryst. Growth. 1988. 86. Р.111-117.
34. Lay K.Y., Nichols D., McDevitt S., Dean B.E., Johnson С.J. High quality, single crystal CdTe grown by a modified horizontal Bridgman technique. J. Crystal Growth. 1988. 86. P. 118-126.
35. Rudolph P. Non-stoichiometry related defects at the melt growth of semiconductor compound crystals - a review. Cryst. Res. Technol. 2003. 38, №7-8. Р.542-554.
36. Borsenberger P., Stevenson D. A. Self-diffusion of cadmium and tellurium in cadmium telluride. J. Phys. Chem. Sol. 1968. 29, №8. P.1277-1286.
37. Greenberg J.Y. Vapor pressure scaning implication of CdTe crystal growth. J. Cryst. Growth. 1999. 197, № 3. P.406-412.
38. Rai R. S., Mahajan S., Мс Devitt S., Johnson D. J. J. Vac. Sci. Technol. 1991. B89. Р.1892.
39. Chu М., Terterian S., Ting D., Wang С.С., Benson J.D., Dinan J.H., James R.В. Effects of excess tellurium on the properties of CdZnTe radiation detectors. J. Of Electron. Mater. 2003. 32, №7. Р.778-782.
40. Sochinskii N.V., Serrano M.D., Diéguez Е., Agullo-Rueda Р., Pal U., Pigueras J., Fernandez P. Effect of thermal annealing on Te precipitates in CdTe wafers studied by Raman scattering and cathodoluminescence. J.of Appl. Phys. 1995. 77, №6. P.2806-2808.
41. Черных К.Ф. Введение в физически и геометрически нелинейную теорию трещин. М.: Наука. Физматлит. 1996. 288 с.
42. Алёхин В.П., Шоршоров М.Х. Особенности микропластического течения в подповерхностных слоях материалов и их влияние на общий процесс макропластической деформации. М.: ИМЕТ АН СССР им. A.A. Байкова. Препринт. 1973. 83 с.
43. Бентус В.З., Комник С.Н. Некоторые особенности деформационного упрочнения щелочно-галоидных кристаллов. Физика деформационного упрочнения монокристаллов. К.: Наук. Думка. 1972. C. 54-74.
44. Курило И.В., Алехин В.П., Булычев С.И. Физико-механические свойства теллуридов кадмия, ртути и их твердых растворов. М.: ИМЕТ АН СССР им. А.А. Байкова. Препринт. 1982. 92 с.
45. Курило И.В. Физико-механические свойства и совершенство структуры кристаллов АIIВIV, AIVBVI: Дис. … д-ра физ.-мат. наук (01.04.07). Черновцы. 1992. 368 с.
46. Курило І.В., Рудий І.О., Лопатинський І.Є., Фружинський М.С., Вірт І.С. Кристали і плівки сполук II-VI: морфологія, структура і фізико-механічні властивості. Монографія: за ред. проф. І.В. Курила. Львів: Видавництво Львівської політехніки. 2011. 340 с.
47. Patel J.R., Tramposch R.F., Chaudhuri A.R. Metallurgy of elemental and compound semiconductors. 1961. 12, № 7. P. 230-238.
48. Курило И.В., Спитковский И.М., Шнейдер А.Д. Термически активированное скольжение в кристаллах HgTe, CdTe, CdxHg1-xTe. Изв. вузов. Физика. 1974. №9. С.130-132.
49. Mihara M., Ninomija T. Dislocalion velocities in Indium Antimonide. Phys. Stat. Sol. (a). 1975. 32, № 1. P.43-52.
50. Patel J.R., Chaudhuri A.R. Macroscopic plastic properties of dislocation-free germanium and other semiconductor crystals, I. Yie1d behavior. J. App1. Phys. 1963. 34, №.9. P. 2788-2799.
51. Мильвидский М.Г., Столяров О.Г., Беркова А.В. К вопросу о механических свойствах сильнолегированных монокристаллов кремния. Физ. твердого тела. 1964. 6, № 10. C. 3170-3172.
52. Милевский Л.С., Смольский И.Л. Изменение подвижности дислокаций при выходе на поверхность в кристаллах с высокими барьерами Пайерлса. Физ. твердого тела. 1974. 16, № 4. С.1028-1031.
53. Милевский Л.С., Смольский И.Л. О механизме движения дислокаций в кристаллах со структурой алмаза. Физ. твердого тела. 1977. 19, № 5. C.1328-1331.
54. Buch F. Ahlquist C.N. The yield strength of policrystalline CdTe а function of size. Mater. Sci. and Eng. 1974. 13, № 2. Р. 194-196.
55. Cole S. Plastic bending of CdxHg1-xТе. J. Mater. Sci. 1980. 15, № 10. P. 2591-2596.
56. Bell R.L., Bonfield W. The plastic deformation of germanium single crystal: yield and ideal easy g1ide. Phi1. Mag. 1967. 9, № 7. Р. 9-36.
57. Cole S. Willoughby A.F.W., Brown M. The mechanical properties of CdxHg1-xТе. J. Cryst. Growth. 1982. 59, № 1-2. P. 370-374.
58. Shimizu H., Sumino K. Polarity in bending deformation of InSb crystals. I. Experiments. Phil. Mag. 1975. 32, № 1. Р. 173-142.
59. Gottschalk H., Раtzer: G., Alexander H. Stacking fault energy and ionicity of cubic III-V compounds. Phys. Stat. Sol (a). 1978. 45, № 1. P. 207-217.
60. Вальковская М.И. Исследование пластичности и хрупкости некоторых полупроводниковых материалов. Деформирование кристаллов при действии сосредоточенной нагрузки. Кишинев: Штиинца. 1978. C. 114-119.
61. Shimizu Н., Sumino K. Microhardness anisotropy (111)- and (111)-faces of the indium antimonide. J. Phys. Soc. Jap. 1970. 29, №4. P. 1096-1097.
62. Цифудин Л.И., Вальковская М.И., Радауцан С.И. Изучение некоторых особенностей пластической деформации монокристаллов фосфида галлия, легированного германием. Докл. Болт. акад. Наук. 1975. 28, №2. C. 1481-1484.
63. Королев В.Б., Литвинов Ю.М., Малюков Б.М. Определение кристаллографической полярности монокристаллов GaP. Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1975. № 4. С. 118-121.
64. Atkins G., Silverio А., Tabor D. Indentation hardness and the creep of solids. J. Inst. Met. 1966. 94. P. 369-378.
65. Roy U., Glassсо D. Hot hardness and indentation creep of InBi single crystals. J. Less. Comm, Met. 1972. 29, № 2. P. 229-231.
66. Haneman R.E, Westbrook I.H. Effect of adsorbtion of the indentation deformations of non-melallic solids. Phil. Mag. 1968. 18, №. 151. P. 73-88.
67. Горелик С.С., Литвинов Ю.М., Лозинский М.Г. Температурная зависимость микротвердости элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений AIIIBV. Электронная техника. Сер. 6. Материалы. 1975. № 5. C. 54-57.
68. Вальковская М.И., Пушкаш Б.М., Марончук Э.Е. Пластичность и хрупкость полупроводниковых материалов при испытаниях на микротвердость. Кишенев: Штиинца. 1984. 108 c.
69. Cole S., Brown М., Willoughby A.F.W. The Microhardness of CdxHg1-xTe. J. Mater. Sci. 1982. 17, № 7. P. 2061-2066.
70. Shrivastava U.C. On the microhardness of mixed crystals. J. App1. Phys. 1980. 51, №. 3. P. 1510-1513.
71. Swaminatham V., Selim F.A., Kroger F.A. Effect оС heat treatment оn the microhardness of indium-doped CdTe single crysla1s. Phys. Stat. Sol. (a). 1975. 30, №. 2. P. 721-729.
72. Курило И.В., Горбова О.И. Физико-механические свойства кристаллов CdTe, легированных индием. Вестн. Львов. политехн. ин-та. 1985. № 196: Теория и проектирование полупроводниковых и радиоэлектронных устройств. C. 74-76.
73. Булычев С.И. Исследование физико-механических свойств материалов непрерывным вдавливанием индентора: Автореф. дис. канд. техн. наук. К.: Ин-т проблем материаловедения АН УССР. 1977. 19 с.
74. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. M.: Maшиностроение. 1990, 224 c.
75. Физическая акустика. Под ред. У. Мэзона. Т.1, часть А. Методы и приборы ультразвуковых исследований. М.: Мир. 1969. 592 с.
76. Калитенко В.А.‚ Кучеров И.Я., Перга В.М. Акустоэмиссия полупроводников при протекании электрического тока. ФТП. 1988. 22, №4. С. 578-581.
77. Орлов А.М., Скворцов А.А., Фролов В.А. Акустическая эмиссия в дислокационном кремнии при токовых и тепловых воздействиях. Письма в ЖТФ. 1999. 25‚ №3. С. 28-32.
78. Ляшенко О.В., Велещук В.П. Акустична емісія світловипромінювальних структур на основі сполук А3В5, обумовлена постійним прямим струмом. УФЖ. 2003. 48, №9. С. 981-985.
79. Скворцов А.А., Орлов А.М., Насибов А.С. и др. Акустическая эмиссия в сульфиде кадмия при токовых и тепловых воздействиях. Письма в ЖТФ. 2000. 26, №22. С. 36-43.
80. Калитенко B.A., Коротченков О.А., Кучеров И.Я. и др. Акустическая эмиссия, индуцированная ультразвуком в монокристаллах. УФЖ. 1985. 30‚ №9. С. 1358-1359.
81. Надточій А.Б, Ляшенко О.В., Островський І.B. Генерація акустичноії емісії в монокристалах KCl при дії деформації ультразвукової хвилі. Вісник Київського університету, сер.фіз.-мат. науки. 1998. №4. С. 343-348.
82. Недосека А.Я., Недосека C.A., Волошкевич И.Г. Волны деформаций, возникающие при локальной перестройке структуры материалов. Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2004. № 3. С.8-15.
83. Тяпунина Н.А., Наими Е.К., Зиненкова Г.М. Действие ультразвука на кристаллы с дефектами. М.: Изд-во МГУ. 1999. 238 с.
84. Нацик В.Д., Чишко К.А. Формулировка основной задачи теории акустической эмиссии для твердых тел с дисперсией и затуханием. Акустический журнал. 1992. 38, №3. С.511-519.
85. Guyot M., Сagan V. The acoustic emission along the hysteresis loop of varios ferro and ferrimagnets. J.Mag. and Magn. Mater. 1991. 101, №1. Р. 256-262.
86. Оліх Я.М., Тимочко М.Д., Ілащук М.І. Чинники релаксації акустопровідності в CdTe. Оптоелектроніка та напівпровідникова техніка. 2018. Вип. 53. С. 199-212.
87. Оліх Я.М., Тимочко М.Д., Оліх О.Я. Акустоіндуковані температурні особливості електропровідності в CdZnTe:Cl, обумовлені метастабільними DX центрами. Оптоелектроніка та напівпровідникова техніка. 2019. Вип. 54. С. 134-138.
88. Оліх Я.М., Тимочко М.Д., Кладько В.П., Любченко О.І., Бєляєв О.Є., Калюжний В.В. Значення DX центрів для акустоіндукованих процесів перебудови дефектів в GaN/AlGaN. Оптоелектроніка та напівпровідникова техніка. 2021. Вип. 56. С. 61-70.
89. Duley W. W. Laser processing and analysis of materials. New York, London: Plenum press. 1983.
90. Арутюнян Р. В., Баранов В. Ю., Большов Л. А. и др. Воздействие лазерного излучения нa материалы. М.: Наука. 1989.
91. Краснов И. B., Шапapeв H. Я., Шкедов И. М. Оптимальные лазерные воздействия. Новосибирск: Наука. 1989.
92. Мирзоев Ф. Х., Панченко В. Я., Шелепин Л. А. Лазерное управление процессами в твердом теле. УФН. 1996. 166, №1. С.4-32.
93. Атаев Б. М. Импульсный лазерный отжиг полупроводников. Физ. и хим. обработки материалов. 1988. №4. С.5-15.
94. Емельянов B. И., Кошкаров П. К. Дефектообразование в приповерхностных слоях полупроводников при импульсном лазерном воздействии. Поверхность. 1990. №2. C. 77- 85.
95. Дякин B. В., Коваль B. B., Любченко А. B. и др. Изменение структурных и фотоэлектрических характеристик кристаллов CdxHg1-xТе при механическом воздействии. Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1989. 25, № 10. C. 1645-1648.
96. Вавилов В.С., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1981. 368 с.
97. Галкин Г.Н. Междузонные процессы рекомбинации в полупроводниках при высоких уровнях возбуждения. Труды Ордена Ленина Физ. инст. им. П.Н.Лебедева. 1989. № 1. С.3 - 64.
98. Маненков А.А., Соколов С.Ю., Хаврюшин Д.Л. Аномальное дальнодействие в дефектообразовании в полупроводниках под действием ионных и лазерных пучков. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1991. 55, № 7. C. 1266-1273.
99. Itoh N. Semiconductors and Insulators. 1983. 5. P. 165.
100. Обухов Л.В., Прусков Е.Ф., Янушкевич В.А. Микроструктура и движение дислокаций в кремнии при лазерном воздействии. Физ. и хим. обработки материалов. 1975. № 2. С.34-38.
101. Янушкевич В. А., Полянинов А. B., Пруцков Е. Г., Полыгалов Г. A. Механизм образования и ионизации точечных дефектов в полупроводниках при импульсном лазерном облучении. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1985. 49, № 6. С. 1146-1152.
102. Ударные волны и экстремальные состояния вещества. М.: Наука, 2000. 425 с.
103. Куземченко Т. А., Соколов С. Ю. Эффект дальнодействия в лазерной активации примеси, внедренной ионной имплантацией в приповерхностном слое кремния. Поверхность. 1991. № 9. C. 53-58.
104. Маненков А. А., Прохоров А. М. УФН.1986. 148, № 3. C. 179.
105. Янушкевич B.A. Критерий возможности образования ударных волн при воздействии лазерного излучения на поверхность поглощающих конденсированных сред. Физ. и хим. обработки материалов. 1975. № 5. C. 9-11.
106. Иванов Л.И., Литвинова Н.А., Янушкевич B.A. Глубина образования ударной волны при воздействии лазерного излучения на поверхность монокристаллического молибдена. Квантовая электроника. 1977. № 1. С. 204-206.
107. Слезов B. B., Остапчук П. Н. К теории вакансионного распухания металлов. ФТТ. 1990. 32, № 10. C. 3047-3059.
108. Володин Б. Л., Емельянов B. И. Дефектно-деформационный механизм образования пор, дислокационных петель и дислокационных структур и его экспериментальные проявления. Изв. АН СССР. Сер. физ. 1991. 55, № 7. C. 1274-1285.
109. Емельянов B. Н., Уварова И. Ф. Электронно-деформационно-тепловая неустойчивость и фазовый переход полупроводник-металл под действием лазерного излучения с образованием сверхструктур. ЖЭТФ. 1988. 94. B. 8. C. 255-269.
110. Голошихин П. В., Миронов К. Е., Поляков А. Я. Фазовые превращения в Cd0.2Hg0.8Te при воздействии импульсного лазерного излучения наносекундной длительности. Поверхность. 1991. № 12. C.12-17.
111. Ахманов С.А., Емельянов В.И., Коротеев Н.И., Семиногов В.Н. Воздействие мощного лазерного излучения нa поверхность полупроводника и металлов: нелинейные эффекты и нелинейно-оптическая диагностика. УФН. 1985. 147. C.675.
112. Дружинин А.А., Васюк Н.Н., Осередько С.А. Формирование областей с повышенной концентрацией акцепторов в CdHgTe c помощью лазерного излучения. Матер. V Bcec. симп. «Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы». Львов. 1980. Ч.1. С. 135-137.
113. Васюк Н. Н., Луцив Р. В., Поморцева Л. B. Особенности лазерной обработки CdHgTe. Матер. VI Bcec. симп. «Полупроводники с узкой запрещенной зоной и полуметаллы». Львов. 1983. C. 56-57.
114. Васюк Н. Н., Дружинин А. А., Елизаров А. И., Раскевич А. М. Изменение коэффициента Холла в p-CdHgTe при облучении импульсами лазера. Вестник Львов. ун-та. Сер. физ. 1980. № 5. C. 62-66.
115. Васюк Н. Н., Дружинин А. А., Ильчук Г. А. и др. Исследование коэффициента Холла и электропроводимости тонких слоев CdHgTe, подвергнутых лазерному облучению. УФЖ. 1983. 28, № 8. C.1218-1220.
116. Вирт И. С., Любченко А. В., Мозоль П. Е., Гнатюк B. A. Особенности электрофизических и фотоэлектрических свойств монокристаллов CdxHg1-xТе, подвергнутых лазерному облучению. ФТП. 1989. 23, № 8. C. 1386-1389.
117. Vlasenko A., Babentsov V., Rudoy I., Vlasenko Z. Advanced study of ISO VPE IR Photosensitive HgCdTe/CdTe structure. Proc. 20th Intern. Conf. on Microelectronics. V.1. Nich (Serbia). 1995. P.53-56.
118. Бовина Л. А., Мещерякова B. П., Стафеев B. И., Банев Е. С. Исследование эпитаксиальных слоев
CdxHg1-xТе. ФТТП. 1973. 7, №1. С. 40 - 44.
119. Maцac E. П., Власенко А. И., Сальков E. A., Снитко О. В., Любченко А. В. Фотопроводимость кристаллов Cd0.2Hg0.8Te при адсорбции нa их поверхности атомов Au и Ag. Украинский физический журнал. 1981. 26, №4. С.670-671.
120. Стрекалов B. H. Диффузия в условиях лазерного отжига полупроводников. ФТП. 1986. 20, №. 2. C. 361-363.
121. Академія наук Української РСР сьогодні. К.: Наукова думка. 1977. 200 с.
122. Академия наук Украинской ССР 1982. К.: Наукова думка. 1983. 350 с.
123. Байдуллаева А., Власенко А.И., Власенко Ю.В., Даулетмуратов Б.К., Мозоль П.Е. Изменение электрофизических свойств монокристаллов CdTe при прохождении ударной волны от импульса излучения лазера. ФТП. 1996. 30‚ №8. C. 1438-1445.
124. Gnatyuk Volodymyr A., Vlasenko Oleksandr I. et al. Laser-lnduced Modification of Properties of CdZnTe Crystals. Advanced Materials Research. 2015. 1117. Р. 15-18.
125. Байдуллаева А., Булах М.Б.‚ Власенко А.И., Ломовцев А.В.‚ Мозоль П.Е. Динамика развития поверхностных структур в кристаллах p-CdTe при облучении импульсным лазерным излучением. ФТП. 2004. 38, № 1. С. 26-29.
126. Байдуллаева А., Власенко А.И., Кузан Л.Ф., Литвин О.С., Мозоль П.Е. Образование наноразмерных структур нa поверхности кристаллов p-CdTe при однократном воздействии импульсов излучения рубинового лазера. ФТП. 2005. 39, № 9. C. 1064-1067.
127. Емельянов В.И., Байдуллаева А.‚ Власенко А.И., Кузан Л.Ф.‚ Литвин О.С.‚ Мозоль П.Е. Плазменно-деформационный механизм образования ансамбля нанокластеров на поверхности кристаллов CdTe при одноимпульсном лазерном воздействии. Письма в ЖТФ. 2006. 32, B.16. C. 90-94.
128. Емельянов B.И., Байдуллаева А., Власенко А.И., Мозоль П.Е. Теория образования ансамбля нанокластеров нa поверхности кристаллов CdTe при одноимпульсном лазерном воздействии. Квантовая электроника. 2008. 38, №3. С. 245-250.
129. Власенко А.И.‚ Велещук В.П., Гнатюк В.А., Власенко З.К. и др. Акустический отклик при воздействии наносекундных лазерных импульсов на тонкопленочную гетеросистему In/CdTe. Физика твердого тела. 2015. 57. Вып. 6. С. 1073-1078.
130. Вопросы радиационной технологии полупроводников. Под ред. Л.С. Смирнова. Новосибирск: “Наука”. 1980. 296 с.
131. Емцов В.В., Машовец Т.В. Примеси и точечные дефекты в полупроводниках. М.: Радио и связь. 1981. С. 248.
132. Винецкий В.Л., Холодарь Г.А. Радиационная физика полупроводников. Ред. М.П. Лисица. К.: Наукова думка. 1979. 336 с.
133. Власенко А.И.‚ Горбунов В.В., Любченко А.В. Влияние γ-облучения на электрофизические и фотоэлектрические свойства CdxHg1-xТе. Украинский физический журнал. 1984. 29, №3. С. 423-428.
134. Дехтяр И.Я., Дехтяр М.И., Дякин В.В., Заитов Ф.А., Власенко А.И.‚ Лихторович С.П., Любченко А.В., Сахарова С.Г., Силантьев В.А., Федченко Р.Г. Позитронная аннигиляция в облученных кристаллах CdHgTe. Физика и техника полупроводников. 1984. 18, №11. С. 1970-1974.
135. Хіврич В.І.. Ефекти компенсації та проникаючої радіації в монокристалах CdTe: Моногр. К.: Ін-т ядерних досл. 2010. 122 с.
136. Селищев П.А. Самоорганизация в радиационной физике: Монография. Киев: ООО “Видавництво “Аспект-Поліграф”. 2004. 240 с.
137. Volodymyr Gnatyuk. In/CdTe/Au p–n junction-diode X/γ-ray detectors formed by frontside laser irradiation doping. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 1029. 11 April 2022. 166397. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.166397.
138. Мазур Т. М., Сльотов M. M., Сльотов О. М., Мазур М. П. Світловипромінювачі на основі CdTe, легованих ізовалентними домішками. Фізика і хімія твердого тіла. 2022. 23, № 2. С. 317-321.
139. Г.С. Хрипунов , Г.І. Копач , Р.В. Зайцев , А.І. Доброжан , М.М. Харченко. Гнучкі сонячні елементи на основі базових шарів СdТe, отриманих методом магнетронного розпилення. Ж. нано- електрон. фіз. 2017. 9, № 2. 02008-1 - 02008-5, DOI 10.21272/jnep.9(2).02008.
140. М. Г. Хрипунов, Г. С. Хрипунов, А. І. Доброжан, Т. М. Шелест, С. С. Кривоніс. Метод активації плівок телуриду кадмію для формування ефективних сонячних елементів. Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер.: Нові рішення в сучасних технологіях: зб. наук. пр. Харків: НТУ "ХПІ". 2022. № 1 (11). С. 23-29. doi.org/10.20998/2413-4295.2022.01.04.
141. Г. С. Хрипунов, А. В. Меріуц, А. І. Доброжан, М. Г. Хрипунов, Т. М. Шелест.Вплив «хлоридних» обробок на ефективність сонячних елементів на основі плівок телуриду кадмію, отриманих методом сублімації в замкнутому об’ємі. Відновлювана енергетика. 2022. №1. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68).
О. І. Власенко, З. К. Власенко
ІНДУКОВАНА ПЕРЕБУДОВА КРИСТАЛІЧНОЇ СТРУКТУРИ ТА АКУСТИЧНИЙ ВІДГУК В НАПІВПРОВІДНИКАХ НА ОСНОВІ ТЕЛУРИДУ КАДМІЮ ДЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ В ОПТОЕЛЕКТРОНІЦІ ТА АКТУАЛЬНИХ НАПРЯМАХ НАПІВПРОВІДНИКОВОЇ ТЕХНІКИ (ОГЛЯД)
Надійність і конкурентоспроможність сучасної напівпровідникової електронної техніки визначаються рівнем існуючих технологій. Ці вимоги ставлять задачі підвищення ефективності методів отримання і післяростової обробки напівпровідникових матеріалів і структур, дослідження і контролю їхніх властивостей на всіх етапах виготовлення і експлуатації виробів.
Питання про якість і максимальну надійність широкого кола різноманітних структур і приладів багатоцільового призначення, зокрема, опто-, фотоелектроніки, сенсорики і інш., а іноді необхідність використання при максимально досяжних фізико-технічних параметрах, або в екстремальних умовах, стає все більш важливим. Вирішення цих проблем базується на всебічному дослідженні процесів дефектоутворення, виходу з ладу та руйнування напівпровідникових структур та пристроїв на їхній основі. В сучасних умовах з цією метою, зокрема, застосовується метод акустичної емісії (АЕ), що базується на реєстрації, теоретичній обробці акустичних імпульсів, які виникають в результаті формування, локальних змін і руйнування структури матеріалу при зовнішньому навантаженні. Найбільш широке практичне застосування в різних галузях напівпровідникової електроніки знайшли матеріали на основі CdTe, наведено, зокрема, основні дані про методи і джерела акустичного відгуку, індукованого зовнішніми впливами.
Цей метод дає можливість отримати інформацію про стан твердого тіла в процесі деформації, зокрема, виявити неруйнівним чином наявність або появу дислокацій і мікротріщин. Процес АЕ дозволяє визначити механічні напруження та деформації, при яких відбувається перехід від пружної до пластичної деформації (межу плинності) кристала і подальше руйнування.
АЕ, яка виникає при деформації твердого тіла в локальних областях, зокрема, при механічних навантаженнях, дії ультразвуку, опроміненні лазером, радіаційним опроміненням і в інших випадках, може мати термомеханічну природу і виникати в результаті неоднорідного нагрівання, наприклад, при протіканні електричного струму через неоднорідне середовище. Механічні, термомеханічні або термобаричні напруження з’являються в кристалах при відповідних фазових перетвореннях, зокрема, під час плавлення при лазерному опроміненні.
Таким чином, АЕ є дієвим неруйнівним методом для виявлення початкових стадій деградації і подальшого руйнування напівпровідникових матеріалів, структур і пристроїв при різних зовнішніх впливах.
Основною метою цього огляду є розповсюдження АЕ з макрооб’єктів (при технічній діагностиці та контролі промислових та побутових споруд) на мікрооб’єкти для матеріалів і структур низьковимірної електроніки, розширення науково усвідомленого застосування АЕ в експериментальних і практичних роботах в різних напівпровідникових матеріалах і структурах на прикладі напівпровідників на основі CdTe (широко- і вузькощілинних).
Ключові слова: акустична емісія, механічні навантаження, рух дислокацій, трищіни, перебудова кристалічної структури, фазові переходи, лазерне опромінення, ультразвукове навантаження, радіаційне опромінення, деградація, руйнування кристалів.