WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Дальнейшее облучение такого материала приводит к изменению зависимостей как (D), так и RH(D). Причем 5. Модельные оценки при больших потоках быстрых нейтронов удельное сопротивление InSb уменьшается по сравнению с его зна- Развитые в настоящее время теоретические модели чением в области „насыщения“ (D), а при облучении для оценки FSAT базируются на его отождествлении с электронами 1 МэВ и протонами 10 МэВ величины положением точки ветвления (ТВ) комплексной энергеи RH возрастают. Результаты настоящих измерений при тической структуры кристалла (энергии, вблизи которой T = 77 K совместно с литературными данными — облу- изменяется донорно-акцепторный характер дефектных чение быстрыми [12,19] и реакторными [6] нейтронами состояний полупроводника). Это положение ТВ отыскидля T 300 K — представлены на рис. 5. вается в разных эвристических моделях как энергетичеИз этих данных следует, что при малых интегральных ское положение уровня зарядовой нейтральности ECNL потоках всех видов облучения (Trad 300 K) в n-InSb до- для дефектных состояний кристалла [21], как положение Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 806 В.Н. Брудный, В.М. Бойко, И.В. Каменская, Н.Г. Колин Таблица 2. Расчетные значения Eg, ECNL, ELNL, EDL, EG /2 облучения всего лишь потребовалось увеличить интедля InSb, эВ, T = 0 K. Отсчет значений ECNL, ELNL, EDL, EG /гральный поток электронов приблизительно в 25 раз.

от потолка валентной зоны Более того, как показывают эксперименты [30], и в случае облучения n-InSb электронами 4–8 МэВ при Eg ECNL ELNL EDL EG /300 K возможно получение материала p-типа проводимости, как и в случае низкотемпературного облу0.24 0.03 0.12 0.17 0.чения, если последующие измерения образцов проводятся вблизи гелиевых температур. При этом точка n-p-конверсии облученного кристалла сдвигается в боуровня нейтральности для локального дефектного амфолее высокотемпературную область с ростом интегральтерного центра ELNL [22], как энергетическое положение ного потока электронов. Это также подтверждает, что наиболее локализованного (наиболее глубокого) дефектучастки „насыщения“ на кривых (D) и RH(D), выявного состояния EDL кристалла в энергетическом интерленные в более ранних исследованиях, соответствуют вале вблизи его минимальной запрещенной зоны [23,24].

не предельным, а некоторым промежуточным параметРасчетные значения соответствующих величин для рам облученного InSb. Вследствие высокой эффективInSb представлены в табл. 2. Кроме того, в табл. ности отжига РД в InSb при T 300 K необходимы дано положение так называемой mid-gap energy EG /2, большие уровни облучения для достижения предельных где EG — средний энергетический интервал меж- (стационарных) электрофизических параметров данного ду нижней зоной проводимости и верхней валентной соединения при комнатных температурах облучения.

зоной в пределах первой зоны Бриллюэна кристалла.

Можно также предположить, что появление максимума Поскольку в случае одномерного изотропного кристалла на кривых RH(D) для D 1016 см-2 при протонном с энергетической щелью EG положению ТВ соответ- облучении (рис. 1) указывает на переход материала к ствует EG /2 [25], то это значение также может быть p-типу проводимости при больших потоках ионов H+.

отождествлено с FSAT. Соотношение расчетных величин Таким образом, экспериментальные и модельные исECNL, ELNL, EDL и EG /2 для InSb в целом аналогично следования указывают на то, что предельное состояние как и в других полупроводниках и выявляет разброс облученного InSb должно соответствовать материалу численных значений, полученных с использованием раз- p-типа проводимости (кроме облучения нейтронами) ных моделей. В отличие от „широкозонных“ полупро- независимо от температуры облучения, если только водников такой разброс расчетных величин является будет достигнута соответствующая плотность РД.

критическим в случае InSb вследствие малости его запрещенной зоны Eg. Но в целом результаты модельных 6. Заключение расчетов указывают на предпочтительное положение предельного уровня Ферми в облученном InSb вблизи Экспериментальные исследования показывают, что середины или в нижней половине его запрещенной зоны.

p-тип проводимости InSb достаточно быстро достигается Это соответствует экспериментальным исследованиям для низкотемпературных 7–200 K условий облучения низкотемпературного 7–200 K облучения InSb гамма(кроме быстрых нейтронов), когда большинство РД квантами и электронами, когда удается избежать отжига в кристаллической решетке „заморожено“. Повышение большей части РД [14–17].

температуры образца до 300 K приводит к отжигу знаПредставленные в работе теоретические модели свячительной доли РД, однако и в этом случае может зывают расчетные значения ECNL, ELNL, EDL и EG /2 в быть накоплено достаточное их количество для того, дефектном полупроводнике не с характером нарушений чтобы получить материал p-типа проводимости. Образрешетки, а с особенностями зонного спектра объемноцы p-InSb могут быть получены и в условиях высого кристалла. Поэтому предельные электрофизические котемпературного облучения протонами или последуюпараметры облученного полупроводника инвариантны щего отжига при температурах 230-250C материала, к типу РД и, следовательно, к условиям облучения и облученного при 300 K. Это позволяет выделить для предыстории материала. И хотя спектр РД зависит от InSb несколько групп РД. Первую группу образуют условий облучения, в кристалле всегда формируется РД преимущественно акцепторного типа, ответственные такой набор дефектов, который в конечном случае обесза p-тип проводимости InSb, облученного при низких печивает смещение уровня Ферми к положению ESAT температурах (T 200 K). Вторую группу формируют при плотности РД, превышающей плотность легирую- РД донорного типа, стабильные до температур отжига щих примесей. Это подтверждается, например, соответ- около 230-250C. Третья группа РД акцепторного типа ствующими исследованиями GaAs, когда высокоомные отжигается при температурах 320-370C. Именно с образцы материала были получены за счет электрон- этим и связаны наблюдаемые особенности электрофиного облучения при температурах вблизи 300 и 570– зических свойств InSb, облученного (или отожженного) 670 K [26,27] за счет набора различного спектра РД, при разных температурах. Не обнаружено каких-либо оттак называемых E- и H-ловушек в первом случае и личий в изменении свойств металлургического и ядерно P-ловушек — во втором [28,29]. При этом для получения легированного InSb при облучении (300 K) ионами H+ высокоомного GaAs в условиях высокотемпературного и последующем отжиге.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Электрофизические свойства и предельное положение уровня Ферми в InSb, облученном протонами Работа выполнена при поддержке проекта МНТЦ Electrophysical properties and Fermi-level „Высокостабильные радиационно стойкие полупроводpinning position in proton-irradiated InSb ники“, № 1630.

V.N. Brudnyi, V.M. Boiko, I.V. Kamenskaya, N.G. Kolin Список литературы V.D. Kuznetsov Siberian Physical Technical Institute, 634050 Tomsk, Russia [1] I. Fujisawa. Jap. J. Appl. Phys., 19 (11), 2137 (1980).

FGUP L.Ya. Karpov Institute of Physical Chemistry, [2] N.Y. Chernyshova, G.A. Kachurin, V.A. Bogatyriov. Phys.

249033 Obninsk, Russia Status Solidi A, 47 (1), K5 (1978).

[3] Л.В. Лежейко, Е.В. Любопытова, В.И. Ободников. ФТП, 16 (9), 1638 (1982).

Abstract

Results of experimental and simulation investigations [4] Ф.А. Заитов, О.В. Горшкова, В.Н. Ованесов, А.Я. Поляков.

of electrophysical parameters and the Fermi-level limit position in ФТТ, 14 (2), 398 (1980).

a proton-irradiated (10 MeV, 2 · 1016 cm-2, 300 K) both metallur[5] Г.А. Вихлий, А.Я. Карпенко, И.Г. Мегела, Л.И. Тараброва.

gical and a neutron-transmutation doped InSb are presented. It Укр. физ. журн., 27 (7), 1104 (1982).

has been revealed, that the boundary electrophysical parameters [6] Н.Г. Колин, Д.И. Меркурисов, С.П. Соловьев. ФТП, 33 (7), of irradiated InSb are similar to those of the material of the 774 (1999).

p-type conductivity. The peculiarities of the radiation-induced [7] В.Н. Давыдов, Изв. вузов. Физика, 42 (9), 37 (1999).

defect annealing in a temperature interval of (20-500)C are [8] В.Н. Брудный, И.В. Каменская. Изв. вузов. Физика, 34 (7), investigated.

99 (1991).

[9] Н.А. Витовский, Т.В. Машовец, О.В. Оганесян. ФТП, 12 (11), 2143 (1978).

[10] Н.А. Витовский, Т.В. Машовец, О.В. Оганесян, Н.Х. Памбухчан. ФТП, 12 (9), 1861 (1978).

[11] М.Н. Кеворков, А.Н. Попков, В.С. Успенский, Е.С. Юрова, И.М. Юрьева. Изв. АН СССР. Неорг. матер., 16 (12), (1980).

[12] HJ.W. Cleland, J.H. Crawford. Phys. Rev., 95, 1177 (1954).

[13] Л.К. Водопьянов, Н.И. Курдиани. ФТТ, 7 (9), 2749 (1965).

[14] L.W. Aukerman. Phys. Rev., 115 (5), 1125 (1959).

[15] Т.В. Машовец, З.Ю. Хансеваров. ФТТ, 8 (6), 1690 (1966).

[16] S. Mehra. Phys. Status Solidi A, 49 (1), 285 (1978).

[17] S. Myhra. Rad. Eff., 59, 1 (1981).

[18] S.D. Koumitz. Sol. St. Commun., 64 (8), 1171 (1987).

[19] Н.Г. Колин, Д.И. Меркурисов, С.П. Соловьев. ФТП, 33 (8), 927 (1999).

[20] И.Н. Брудный, В.Г. Воеводин, О.В. Воеводина, С.Н. Гриняев, И.В. Ивонин, Л.Г. Лаврентьева, Г.Ф. Караваев. Изв.

вузов. Физика, 41 (8), 26 (1999).

[21] В.Н. Брудный, С.Н. Гриняев. ФТП, 32 (3), 315 (1998).

[22] V.N. Brudnyi, S.N. Grinyaev, V.E. Stepanov. Physica B, 212, 429 (1995).

[23] В.Н. Брудный, С.Н. Гриняев, Н.Г. Колин. ФТП, 37 (5), (2003).

[24] В.Н. Брудный, С.Н. Гриняев, Н.Г. Колин. Материаловедение, 3 (72), 17 (2003).

[25] J.J. Rehn, W. Kohn. Phys. Rev. B, 9, 1981 (1974).

[26] В.С. Вавилов, Л.Ф. Захаренков, В.В. Козловский, Я.Я. Пилькевич, С.И. Пономарев. Изв. вузов. Физика.

32 (9), 110 (1989).

[27] В.Н. Брудный, М.Д. Вилисова, Л.П. Пороховниченко. Изв.

вузов. Физика, 35 (10), 57 (1992).

[28] V.N. Brudnyi, V.V. Peshev. Phys. Status Solidi A, 105 (1), K (1988).

[29] В.В. Козловский, Т.И. Кольченко, В.М. Ломако. ФТП, 25 (7), 1169 (1991).

[30] Е.П. Скипетров, В.В. Дмитриев, Ф.А. Заитов, Г.И. Кольцов, Е.А. Ладыгин. ФТП, 20 (10), 1787 (1986).

Редактор Л.В. Беляков Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, 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.