Вплив технологічних та радіаційних дефектів на явища переносу в багатодолинних напівпровідниках n-ge та n-si

Встановлено вплив -долин зони провідності на характер перерозподілу носіїв заряду в c-зоні для n-Ge в температурному інтервалі 290380 K при сильних одновісних деформаціях.

Обчислено в -опроміненому n-Si при T = 125 K величину деформаційних змін енергетичної щілини (E) між глибоким рівнем (E_C-0,17)eB і дном зони провідності в широкому діапазоні механічних напружень для кристалографічних напрямків [110] і [111].

Досліджено характер зміни температурної залежності положення рівня Фермі в монокристалах германію n-та p-типу провідності при наявності в забороненій зоні глибоких енергетичних рівнів

Аннотация

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Волынский государственный университет имени Леси Украинки, Луцк, 2004.

При использовании методов измерения продольного пьезосопротивления и пьезо-холл-эффекта на монокристаллах германия и кремния с периодическим распределением легирующей примеси исследовано влияние слоистых периодических неоднородностей (СПН) на анизотропию электрофизических характеристик. Экспериментально установлено, что дозы -облучения 810¹⁶кв/см² для n-Ge (n_e=2,610¹³см^-3) и 1,2510¹⁷кв/см² для n-Si (n_e=1,210¹⁴см^-3) при наличии СПН в их объеме существенно влияют на подвижность носителей заряда.

Исследовано влияние СПН при разных интенсивностях освещения на пьезосопротивление -облученных монокристаллов n-Ge и n-Si. Экспериментально установлено качественно различный ход зависимостей продольного пьезосопротивления для германия и кремния n-типа при разных интенсивностях подсветки. Показано, что при увеличении интенсивности освещения и механической деформации амплитуда потенциального рельефа уменьшается вследствие увеличения концентрации экранирующих носителей заряда, что обусловлено как фотоионизацией глубоких уровней радиационных дефектов (E_C-0,2)eB в n-Ge и (E_C-0,17)eB в n-Si, так и уменьшением с деформацией энергетического зазора между этими уровнями и дном зоны проводимости.

На основании экспериментальных исследований и теоретических расчетов впервые определена зависимость параметра анизотропии подвижности, а также продольной _// и поперечной компонент подвижности в отдельно взятом изоэнергетическом эллипсоиде от дозы -облучения и интенсивности освещения. Показано, что компонента _// практически не зависит от дозы облучения и интенсивности освещения, в отличие от , которая резко изменяется при выше упомянутых физико-активных влияниях. Изменение поперечной компоненты подвижности под влиянием радиации и света определяется изменением параметра анизотропии времен релаксации K .

Исследовано продольное пьезосопротивление в n-Ge в температурном интервале 77380 K для всех кристаллографических направлений и показано, что при температурах T >290 K нужно учитывать влияние -долин зоны проводимости на характер перераспределения носителей заряда в c-зоне.

Определено в широком диапазоне механических напряжений в -облученном n-Si при T=125 K величину деформационных изменений энергетического зазора (E) между глубоким уровнем (E_C-0,17)eB и дном зоны проводимости для кристаллографических направлений [110] и [111]. Проведенные расчеты показали, что величина (E) при условии X//J//[110] составляет 1,3610^-3eB на каждые 1000 кГ/см², а при X//J//[111] - 0,8410^-3eB соответственно.

Описан характер изменения температурной зависимости положения уровня Ферми в облученных монокристаллах германия разного типа проводимости при наличии в запрещенной зоне глубоких энергетических уровней. Выявлено, что для n-Ge с глубоким энергетическим уровнем (E_C-0,2)eB радиационного и технологического происхождения и Ge после np-конверсии с глубоким энергетическим уровнем E_V+0,27eB не наблюдаются аномальные температурные зависимости концентрации носителей заряда и положения уровня Ферми, как в работах других авторов, поскольку исследуемые глубокие энергетические уровни находятся приблизительно в полтора раза ближе к краям зоны проводимости и валентной зоны соответственно чем в приведенных роботах, где глубокие уровни размещены около середины запрещенной зоны.

Annotation

Zakharchuk D.A. Influence of technological and radiation defects on the phenomena of transfer in many-valley semiconductors n-Ge and n-Si . - Manuscript.

Thesis for the scientific degree of candidate of the physics-mathematical sciences. Specialty 01.04.10 - semiconductors and dielectric physics. Lesia Ukrainka Volyn State University, Lutsk, 2004.

With the use of methods of longitudinal piezoresistance and piezo-hall-effect in monocrystals of the germanium and silicon with the periodic distribution of alloying admixture the stratified periodic heterogeneity influence at the different doses of -irradiation and light intensities on anisotropy of electro-physical sizes is explored. First it is got for n-Ge dependence of longitudinal _// and transversal constituents of mobility in the separately taken isoenergetic ellipsoid from dose of -irradiation and light intensity. An independence of _// from the given physic active influence is set. It is shown, that change mobility components in case of increase of dose of -irradiation and light intensity is determined by the change of parameter of anisotropy of times of relacsation K .

An influence of -conductivity area valleys on nature of redistribution of charge transmitters in c-zone is set for n-Ge in the temperature interval 290380 K in case of uniaxial elastic deformation.

It is calculated in exposed n-Si to -irradiation at T=125 K size of deformation changes of power crack (E) between the deep level (E_C-0,17)eB and conductivity zone bottom in the wide range of mechanical tensions for the crystallographic directions [110] and [111].

A nature of change of temperature dependence of level position Fermi in single crystals germanium n- and p-conductivity type at presence of deep power levels in the restricted area is explored.

Размещено на Allbest.ru