WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Здесь для наглядности приведем упрощенный вариант Отношение токов для указанных выше двух возможформулы (2). Такое положение сохраняется до тех пор, ностей проявления дефектов в генерации носителей пока наличие сгустков дефектов не приведет к рельефу потенциала. Рассмотрим случай, когда произошла конверсия типа проводимости и, естественно, образовалась локальная p-область. Это соответствует модели работы [7] (см. также монографию [18]), где в случае Ge постулировалось наличие локальных p+-n-переходов.

Для Si ситуация с проводимостью области сгустков дефектов ясна менее. Однако при облучении p+-n-n+структур большими дозами нейтронов ( 1015 см2) было установлено накопление в базовой области значительного заряда акцепторов [19]. Поэтому при оценке генерационной активности дефектов будем опираться на упомянутую модель [17]2. Возникшая потенциальная яма для неосновных носителей — дырок окружена матрицей n-типа проводимости, и ее потенциал является плавающим (см. вставку на рис. 4).

Приложенное к элементам структуры напряжение Рис. 4. Отношение токов генерации ( = Ip-n/Ic) при образовании дефектами локальной p-области и при размещении смещает зоны сечения 1 (рис. 4, вставка) в прямом того же числа дефектов в n-матрице как функция радиуса направлении и тем самым создает условия для инжекции нейтральной сердцевины p-области r. r0 = 100. Число дефектов: 1 — 10; 2 — 102; 3 — 103. На вставке — В недавней работе [20] предложено рассматривать более сложную ход потенциала вблизи p-вкрапления для линейной геометрии.

структуру барьера, в которой отсутствует электрически нейтральная часть p+-области.

Значения >1 реализуются для ”рыхлых” образований.

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № 678 А.М. Иванов, Н.Б. Строкан составит величину Наблюдаемое на опыте уменьшение при комнатной температуре обратного тока облученных структур свяIp-n 2 D зано с установлением равновесия в системе радиаци-3/ = = 4 ni r7/2Nd онных дефектов. Характерным показателем проявления Ic 3 nvth последнего можно считать перестройку РД, связанных с n Et - Ei Ei - Et углеродом. При этом глубокий уровень H1 (межузель exp + exp.

p kT kT ный углерод) является одним из уровней, ответственных за генерацию носителей в системе глубоких центров Зависимость от размеров скопления при различных радиационного происхождения.

значениях числа дефектов в сгустке Nd приведена на рис. 4. Из рисунка следует, что величины > 1 реали- Авторы выражают глубокую признательность зуются при существенном превышении геометрических В.В. Емцеву за обсуждение аспектов динамики пар размеров сгустка дефектов нормировочного значения Френкеля в решетке Si и Е.М. Вербицкой за полезную r0 = 100. Это означает, что области p-типа проводимо- дискуссию.

сти с высокой концентрацией дефектов (например, классические ”разупорядоченные области” с p 1019 см-3 и Список литературы r 200 [17,18]) в генерационном токе практически не проявляются.

[1] Е.М. Вербицкая, В.К. Еремин, А.М. Иванов, Н.Б. Строкан.

Необходимо также подчеркнуть, что 1 одновреФТП, 27, 205 (1993).

менно соответствуют концентрациям дырок 1014 см-3.

[2] Е.М. Вербицкая, В.К. Еремин, А.М. Иванов, Н.Б. Строкан.

При этих значениях может нарушаться допущение о ФТП, 27, 1113 (1993).

наличии в p-области нейтральной сердцевины. Если же [3] Ion Implantation Science and Technology, ed. by J.F. Ziegler экранировки электрического поля оболочкой ионизо(Acad. Press., 1984).

ванных акцепторов не происходит, то глубокие уров- [4] А.М. Иванов, И.Н. Ильяшенко, Н.Б. Строкан, Б. Шмидт.

ФТП, 29, 543 (1995).

ни p-области осуществляют генерацию, как центры [5] P.V. Kuchinskii, V.M. Lomako. Sol. St. Electron., 29, n-матрицы.

(1986).

В целом с позиции снижения тока генерации выгоднее, [6] И.В. Антонова, А.В. Васильев, В.И. Панов, С.С. Шаймеев.

чтобы дефекты образовывались в виде плотных сгустков ФТП, 23, 1076 (1989).

малого радиуса, 103. Такие ”объединения” генери[7] Л.С. Берман, В.Б. Воронков, В.А. Козлов, А.Д. Ременюк.

руют существенно слабее, чем то же число центров при ФТП, 26, 1507 (1992).

расположении их в матрице p+-n-n+-структуры.

[8] L.S. Kimerling, H.M. De Angelis, J.W. Diebold. Sol. St.

Commun., 16, 171 (1975).

[9] S.D. Brotherton, P. Bredley. J. Appl. Phys., 53, 5720 (1982).

Заключение [10] О.В. Александров, Б.Н. Шевченко, И.П. Матханова, А.В. Каменец. ФТП, 26, 868 (1992).

Воздействие проникающего излучения несомненно [11] E. Borchi, M. Bruzzi, M.S. Mazzoni. Nucl. Instrum. Meth. A, увеличивает обратные токи кремниевых p+-n-структур.

310, 273 (1991).

Однако традиционные представления о том, что наибо[12] С. Зи. Физика полупроводниковых приборов [Пер. с англ.

лее глубокий РД (в нашем случае E-центр) определяет под ред. Р.А. Суриса] (М., Мир, 1984) т. 1.

термическую генерацию носителей, экспериментального [13] Л.С. Берман, В.А. Жепко, В.Н. Ломасов, В.Н. Ткаченко.

подтверждения не нашли. Подчеркнем, что в опытах с ФТП, 23, 2129 (1989).

легкими ионами использовался высокоомный чистый n- [14] А.И. Баранов, А.В. Васильев, А.С. Гусев, С.А. Смагулова, Н.А. Ухин. ФТП. 15, 2296 (1981).

Si и облучение велось дозами, при которых могло быть [15] И.В. Антонова, С.С. Шаймеев. ФТП, 25, 847 (1991).

истощение по фосфору. В этих условиях E-центр про[16] И.А. Баранов, П.В. Кучинский, В.М. Ломако, А.П. Петруявляется слабо, а отжиг избыточного тока происходит нин, С.О. Цепелевич, Л.Н. Шахлевич. ФТП, 24, 731 (1990).

на фоне перестройки углеродных дефектов, [17] B.R. Gossick. J. Appl. Phys., 30, 1214 (1959).

Большие приращения тока в случае тяжелых ионов — [18] Р.Ф. Коноплева, В.Н. Остроумов. Взаимодействие заосколков позволяли предположить, что решающий вклад ряженных частиц высоких энергий с германием и в генерационный ток вносят пространственные дефеккремнием (М., Атомиздат, 1975).

ты, создающие рельеф потенциала в запрещенной зоне [19] E. Fretwurst, N. Claussen, N. Croitoru, G. Lindstrom, кремния. Однако с помощью емкостной спектроскопии B. Papendick, U. Pein, H. Schatz, T. Schulz, R. Wunstorf.

не удалось обнаружить проявления подобных образоваNucl. Instrum. Meth. A, 326, 357 (1993).

ний. Проведенная оценка темпа генерации скоплениями [20] M. Bruzzi, A. Baldini, E. Borchi, I. Lukianov. Nucl. Instrum.

Meth. A, 326, 344 (1993).

первичных дефектов установила их незначительную роль в возникновении генерационного тока. Указанное свойРедактор Л.В. Шаронова ство наиболее четко проявляется в случае классических ”разупорядоченных областей” с высокой плотностью нарушений структуры.

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № Образование центров генерации носителей заряда в чистом Si при взаимодействии... Formation of charge carrier generation centers in high purity Si induced by interaction with fast ions A.M. Ivanov, N.B. Strokan A.F.Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St.Petersburg, Russia

Abstract

Radiation defects induced in high purity n-Si-based p+-n-n+ structures by -particles and fission fragments have been investigated by DLTS techique. The carrier generation rate of deep centers and the origin of the corresponding component of the reverse current have been analyzed.

It has been revealed that the assemblies of defects with deep levels are similar for both light and heavy ions. Under low temperature annealing of p+-n-n+ structures, concentration of the deep centers with the level Ev + 0.33 eV that is associated with interstitial carbon correlated with the generation reverse current.

DLTS spectra of defects induced by heavy ions did not reveal peculiarities in the shape and position of the DLTS peaks which could arise from defect clusters. Estimation of the rate of carrier generation via defect clusters developed in the model of local p-n junction showed that the clusters lead to the reverse current which is far less than that originated from the same amount of defects with deep levels distributed in the crystal lattice.

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.