WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

комплекса m (либо q = 2m, либо q = 2m - 1), Величина константы равновесия R была определена на однако вычисленные отсюда значения m различаются основе наилучшего описания кривых на рис. 3 уравненилишь на 0.5. Поэтому оценка для среднего размера ем (7). Соответствующие расчетные кривые показаны m заключена в относительно узком интервале: от 2.сплошными линиями на рис. 3. Определенная таким способом константа равновесия R равна 5·1014 cm-3 при до 3.25. Отсюда можно заключить, что семейство МТД 600Cи 5.7 · 1013 cm-3 при 650C. состоит в основном из комплексов NO2, NO3 и NO4.

Если полная концентрация азота N велика по срав- Данный вывод находится в согласии с предсказаннынению с R, то азот существует преимущественно в ми [21] электрическими свойствами комплексов NOm молекулярной форме N2 или N2O, и доля электрически (мелких доноров при m > 1).

активной (донорной) формы NOm невелика. Однако при 3.2. В о з м о ж н а я к и н е т и к а г е н е р а ц и и М Т Д.

низкой концентрации (N R) донорная форма NOm Выше использовались только равновесные параметры становится преобладающей, т. е. примесь азота имеет дефектов, участвующих в образовании МТД, и этот электрическую активность, равную почти 100%. Для анализ не зависит от того, какие реакции между дефекнашего диапазона концентраций донорная форма хотя и тами фактически приводят к формированию комплексов не преобладает, но составляет заметную долю от полной NOm. Тип происходящих реакций влияет на характерконцентрации азота.

ное время, в течение которого достигается равновесие.

3.1. Температурная зависимость констанПростейшим механизмом является диссоциация молекуты равновесия и среднее число атомов лярного азота и последующая реакция быстродиффунк и с л о р о д а в М Т Д. Основной массив данных дирующих межузельных атомов азота с кислородом с был получен для температур отжига 600 и 650C. Для образованием комплексов NO (электрически неактивных некоторых других температур (590, 620 и 680C) консогласно [21]). Дальнейшее укрупнение до NO2 и центрация МТД в области насыщения была измерена далее (до состояния МТД) может происходить за счет только для одной или двух концентраций азота. Этого диффузии атомов кислорода.

было достаточно, чтобы определить константу равновесия R по уравнению (7). Полученная температур- Характерное время присоединения атома кислорода ная зависимость R приведена на рис. 4. Она хорошо в случае диффузионно-лимитируемой реакции опредеФизика твердого тела, 2002, том 44, вып. 704 В.В. Воронков, Г.И. Воронкова, А.В. Батунина, В.Н. Головина, Л.В. Арапкина, Н.Б. Тюрина...

ляется известным выражением [6] D. Yang, R. Fan, L. Li, D. Que, K. Sumino. Appl. Phys. Lett.

68, 4, 487 (1996).

1/ = 4rDOC, (9) [7] R.C. Newman, J.C. Tucker, N.G. Semaltianos, E.C. Lightowlers, T. Gregorkiewicz, I.S. Zevenbergen, C.A.J. Amerlaan.

Phys. Rev. B54, 10, R6803 (1996).

где DO — коэффициент диффузии кислорода [23], r — [8] R.C. Newman, M.J. Ashwin, R.E. Pritchard, J.H. Tucker. Phys.

радиус захвата (порядка межатомного расстояния). НаStat. Sol. (b) 210, 519 (1998).

пример, при 600C DO = 3.3 · 10-16 cm2/s и характерное [9] П.М. Гринштейн, Г.В. Лазарева, Е.В. Орлова, З.А. Сальник, время присоединения составляет около 2.5 h. Эта оценВ.И. Фистуль. ФТП 12, 1, 68 (1978).

ка находится в согласии с экспериментальным временем [10] A. Kanamori, M. Kanamori. J. Appl. Phys. 50, 12, выхода на насыщение (несколько часов при 600C).

(1979).

Начальная стадия формирования МТД (образование [11] D. Yang, R. Fan, L. Li, D. Que, K. Sumino. J. Appl. Phys. 80, комплексов NO) может происходить и без диссоциа3, 1493 (1996).

ции молекулярного азота N2, если энергия диссоциации [12] Y. Yatsurugi, N. Akijama, Y. Endo, T. Nozaki. J. Electrochem.

слишком велика. В этом случае молекула N2 может Soc. 120, 7, 975 (1973).

реагировать с быстродиффундирующим кислородным ди- [13] Дж. Блекмор. Статистика электронов в полупроводниках.

Мир, М. (1964). С. 392.

мером O2, и продуктом этой реакции являются два [14] H.J. Stein. MRS Proc. 59, 523 (1986).

комплекса NO. Эти комплексы должны быть достаточно [15] T. Abe, H. Harada, N. Ozawa, K. Adomi. MRS Proc. 59, подвижными для того, чтобы разойтись на значительное (1986).

расстояние в процессе термообработки.

[16] F.B. Rasmussen, S. Oberg, R. Jones, C. Ewels, J. Goss, J. Miro, Таким образом, данные, полученные и проанализиP. Deak. Mater. Sci. Eng. B36, 91 (1996).

рованные в настоящей работе, свидетельствуют о том, [17] T. Ito, T. Abe. Appl. Phys. Lett. 53, 1, 39 (1988).

что мелкие однозарядные термодоноры (МТД), генери[18] Б.И. Болтакс. Диффузия и точечные дефекты в полупроруемые в среднем диапазоне температур отжига (вбливодниках. Наука, Л. (1972). С. 384.

зи 650C), являются комплексами примесей азота и [19] H. Sawada, K. Kawakami. Phys. Rev. B62, 3, 1851 (2000).

кислорода — NOm. Такой комплекс содержит один [20] H. Kageshima, A. Taguchi, K. Wada. Appl. Phys. Lett. 76, 25, 3718 (2000).

межузельный атом азота и m атомов кислорода. По-види[21] G.P. Ewels, R. Jones, S. Oberg, J. Miro, P. Deak. Phys. Rev.

мому, семейство МТД включает несколько комплексов с Lett. 77, 5, 865 (1996).

числом m от 2 до 4 (в среднем 3).

[22] P. Wagner, R. Oeder, W. Zulehner. Appl. Phys. A46, 1, Установлено соотношение между концентрацией МТД (1988).

(Ns) на стадии насыщения и полной концентрацией азота [23] J. Mikkelsen. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 59, 19 (1986).

в кристалле N. Полное содержание азота N можно вычислить по измеренной величине Ns с помощью простой формулы N = Ns + Ns /R. (10) Константа равновесия R была определена только для одной концентрации кислорода C. Однако R зависит от C по степенному закону Cq с показателем q = 5.5, что позволяет рассчитать R и при других значениях C.

Электрическая активность примеси азота обусловлена донорными дефектами NOm. После отжига при средних температурах она довольно высока при концентрации азота ниже 1015 cm-3. При еще меньших концентрациях азота может достигаться почти полная электрическая активность этой примеси.

Список литературы [1] M. Suezawa, K. Sumino, H. Harada, T. Abe. Jpn. J. Appl.

Phys. 25, 10, L859 (1986).

[2] H. Navarro, J. Griffin, J. Wever, L. Genzel. Solid State Commun. 58, 151 (1986).

[3] J.A. Griffin, J. Hartung, J. Weber, H. Havarro, L. Genzel. Appl.

Phys. A48, 1, 41 (1989).

[4] A. Hara, T. Fukuda, T. Miyabo, I. Hirai. Appl. Phys. Lett. 54, 7, 626 (1989).

[5] A. Hara, M. Aoki, M. Koizuka, T. Fukuda. J. Appl. Phys. 75, 6, 2929 (1994).

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып.

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.