WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

с исходным p-типом проводимости характерным было Исследования сигнала ТНЛЛ показали, что при ПТ увеличение времени жизни после ПТ, а в образцах легированных As слоев происходило формирование с исходным n-типом, по данным измерений RH и, p-n-перехода между областями, открытыми для ПТ и при 77 K происходило небольшое увеличение n и суоставшимися под маской фоторезиста, причем n-область щественное — µn. Время жизни неосновных носителей формировалась на всю толщину эпитаксиального слоя, в таких образцах после ПТ увеличивалось почти на что было подтверждено измерением сигнала ТНЛЛ порядок. Так, для образцов с x = 0.27 при 77 K были при послойном химическом травлении. Для определедостигнуты подвижность 8 · 104 см2/В · с и время жиз- ния параметров полученного n-слоя были проведены ни 12 мкс.

измерения интенсивности сигнала ТНЛЛ в зависимоОбобщая полученные результаты, можно констатиро- сти от температуры в диапазоне 80-300 K. Расчетные вать, что во всех случаях слои n-типа проводимости, кривые такой зависимости подгонялись под полученные полученные при помощи НИО как монокристаллов, экспериментальные результаты, а параметром подгонки так и эпитаксиальных слоев вакансионно-легированного служила величина концентрации электронов в n-слое.

КРТ, характеризуются низкой концентрацией электронов Наилучшее согласие было достигнуто для величины (на уровне 1015 см-3 и ниже) и их высокой подвиж- n 2 · 1016 см-3, которая и была принята за искомую ностью. Температурные зависимости n и µn типичны концентрацию.

Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. Модифицирование свойств Hg1-xCdx Te низкоэнергетичными ионами Аналогичные эксперименты были проведены на эпи- постоянным и соответствовал x = 0.22) можно было таксиальных слоях с x = 0.31, выращенных тем же считать однородным, а концентрация As была равна методом и также легированных As [38]. Концентра- 1.8 · 1016 см-3. Концентрация дырок в слое составляла ция дырок в образцах составляла 2 · 1016 см-3. По- 1.9 · 1016 см-3, а их подвижность 410 см2/В · с. Таким верхность образцов подвергалась ХТ, а затем на ней образом, был сделан вывод, что p-тип проводимости были сформированы окна в маске фоторезиста разме- был обусловлен именно атомами As, а их электрическая ром 400 400 мкм2. Плазменное травление образцов активность была 100%-й.

происходило в смеси CH4 + H2 при давлении 400 мТорр Процесс ИЛТ проводился ионами Ar+ с E = 500 эВ и мощности разряда 90 Вт в течение 30 мин. В результаи j = 0.1 мА/см2 при времени обработки 5 мин. В рете в окнах с поверхности был удален слой КРТ толщизультате измерений RH и было установлено, что ной 0.75 мкм. Измерения сигнала ТНЛЛ показали форИЛТ в указанном режиме приводит к инверсии из pмирование p-n-перехода, причем инверсия произошла в n-тип на глубину не менее 6 мкм. При этом велина всю толщину эпитаксиального слоя, т. е. на глубину чина n в приповерхностном слое толщиной до 2 мкм более 7 мкм.

составляла 6 · 1016 см-3, а в „объеме“ инвертироИнтересно отметить, что один из подвергнутых ПТ ванного слоя 1 · 1016 см-3, т. е. в пределах погрешобразцов был подвергнут затем отжигу в парах ртути ности измерений соответствовала концентрации As в при температуре 200C в течение 17 ч. Как показали эпитаксиальном слое до ИЛТ и в то же время более измерения сигнала ТНЛЛ, после такого отжига p-n-печем на порядок превышала концентрацию электронов, реход не регистрировался, т. е. отжиг конвертировал наблюдаемую для подвергнутого НИО вакансионно-лепроводимость из n-типа обратно в p-тип. Чтобы подтвергированного КРТ. Эти результаты в целом находятся в дить этот факт, на образце, прошедшем ПТ и отжиг, хорошем согласии с данными по эффекту НИО легиробыли проведены измерения RH в магнитных полях ванных As эпитаксиальных слоев КРТ, приведенными в до 12 Тл. Эти измерения подтвердили, что электрические работе [31].

параметры образца были однородными по его толщине Позднее авторы провели аналогичные исследования и совпадали с таковыми для исходных p-образцов с на таких же эпитаксиальных слоях, автолегированp = 2 · 1016 см-3 и µp = 350 см2/В · с. Таким образом, ных Sb [40]. В данном случае концентрация электроэффект ПТ (образование p-n-перехода) полностью комнов в слое, прошедшем ИЛТ, оказалась меньше, чем пенсировался низкотемпературным отжигом в парах концентрация Sb в исходном образце, что было приртути.

писано авторами особенностям механизма инверсии в Исследования эффекта инверсии проводимости КРТ легированном разными примесями материале. Можно из p-типа в n-тип при ПТ были проведены также отметить, что исходная концентрация дырок в образце, на образцах, легированных Au [36]. Эпитаксиальные автолегированном Sb, (6-10) · 1016 см-3, была выше, слои КРТ с x = 0.3 толщиной 10 мкм были выращены чем в образцах, легированных As, (1.8-2) · 1016 см-3.

ЖФЭ на подложках CdZnTe и имели после эпитакС учетом этого глубина области инверсии, приведенная сии концентрацию дырок p 2 · 1016 см-3. ПТ в тек величине Na-Nd в исходном материале, в обоих случение 2 мин в смеси водорода и метана (5H2 : 1CH4) чаях была одинаковой и с хорошей точностью совпадала при мощности разряда 100 Вт и давлении 500 мТорр с размерами областей инверсии, полученных НИО в приводило к формированию n-слоя толщиной 2мкм.

вакансионно-легированном КРТ [41].

Концентрация электронов в „объеме“ инвертированноЕдинственной работой по НИО КРТ, предварительго слоя оказалась равной концентрации в вакансионно легированного донорной примесью, на сегодняшний но-легированном КРТ, инвертированном в n-тип при день, по-видимому, остается работа [42]. В описываемых помощи ПТ, т. е. (1-3) · 1015 см-3. В то же время в [42] экспериментах воздействию ионов подвергались подвижность электронов при 77 K в данном случае была в том числе и образцы КРТ с 0.20 x 0.22, легина уровне 6 · 104 см2/В · с, т. е. на 50% выше, чем в рованные индием до концентраций (5-50) · 1014 см-3.

вакансионно-легированных образцах.

Перед ИЛТ образцы подвергались термическому отжигу Инверсия при ИЛТ КРТ, легированного As, исслеи приводились к p-типу проводимости с Na-Nd в довалась в работе [39]. Использовались варизонные диапазоне 1015-1016 см-3. Далее образцы облучались эпитаксиальные слои КРТ, автолегированные As, вырапучком нейтрализованных ионов аргона с E = 1.8 кэВ и щенные методом испарения-конденсации-диффузии на j = 0.05-0.5 мА/см2. В результате облучения происхоподложках CdTe (111) при температуре 873 K. После дила инверсия проводимости в n-тип, причем концентрароста слои подвергались in situ низкотемпературному изотермическому отжигу в парах ртути для минимиза- ция электронов в инвертированных слоях соответствовала концентрации In. По мнению авторов, это служило ции концентрации вакансий ртути.

По данным масс-спектроскопии вторичных ионов прямым подтверждением того факта, что величина n в (ВИМС) распределение концентрации As по попереч- слоях n-типа проводимости, полученных НИО в нелегиному сечению эпитаксиального слоя КРТ в преде- рованном КРТ, определяется концентрацией остаточных лах 10 мкм у его поверхности (там, где состав слоя был доноров.

Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. 1164 К.Д. Мынбаев, В.И. Иванов-Омский 5. Механизмы инверсии типа не только остаточными донорными примесями, но и донорными дефектами, генерируемыми в процессе ИЛТ.

проводимости Таким образом, начиная с самых первых работ по изучению эффекта инверсии типа проводимости при 5.1. Вакансионно-легированный КРТ НИО КРТ были сделаны предположения о том, что Первая модель инверсии типа проводимости была процессом, ответственным за инверсию, является аннипредложена уже в работе [13]. Согласно этой модели, гиляция вакансий, создаваемых в исходном кристалле ИЛТ в результате распыления приповерхностного слоя во время роста и(или) отжига, и атомов межузельной материала приводит к генерации на поверхности криртути, высвобождаемых с поверхности в результате сталла избыточной ртути, которая диффундирует в глубь НИО [15,17,20,25]. Такие атомы ртути должны передвикристалла. Такие атомы ртути, находясь в междоузлиях гаться в глубь кристалла по прыжковому [17] или дифи являясь донорами, перекомпенсируют акцепторные дефузионному [15] механизму, причем скорость процесса фекты, что и является причиной инверсии. Концентрация в последнем случае определяется темпом генерации сводоноров в приповерхностной области при этом вырабодных атомов Hg на поверхности. Однако полученные жалась эмпирической зависимостью n0 = G2t/(DHg p0), в [18] зависимости h(t) и h(Na-Nd) позволили авторам где G — скорость генерации межузельной ртути на этой работы предположить, что именно диффузионные поверхности, p0 — концентрация акцепторов, t — время процессы ответственны за скорость движения фронта облучения и DHg — коэффициент диффузии ртути.

инверсии. Авторами [18] была получена зависимость Можно отметить, что значения n0, получаемые по этой вида формуле, составляли величину более 1 · 1019 см-3 и наh2/t Cs D(Na-Nd), (2) ходились в явном противоречии с экспериментально измеренной в той же работе при 77 K концентрацией элек- где D — коэффициент диффузии, Cs — поверхностная тронов n = 1.4 · 1015 см-3 при µn 9.6 · 104 см2/В · с. концентрация атомов межузельной ртути, t — время Следующие модели уже учитывали особенности ха- обработки. Это соотношение качественно описывало рактеристик формирующегося в результате ИЛТ ма- зависимости h(t) и h(Na-Nd), наблюдавшиеся в экспетериала, в частности низкую концентрацию носите- рименте.

лей. Так, по результатам экспериментов, проведенных Однако уже первые попытки количественно оцев работе [15], ее авторами был предложен несколько нить величины коэффициента диффузии на основе иной механизм инверсии типа проводимости при ИЛТ имеющихся экспериментальных данных с использоКРТ, чем в [13]. Введенные в результате ИЛТ атомы ванием приведенного соотношения (2) дали значемежузельной ртути, по мнению авторов, диффундиру- ние D 2 · 10-6 см2/с. Эта величина даже с учетом ют в глубь кристалла и рекомбинируют с вакансиями неопределенности в длительности процесса диффузии ртути — акцепторами, определявшими до этого тип при НИО (отсутствие эффекта „замораживания“ пропроводимости. При этом n-тип проводимости материала цесса, как в случае прекращения высокотемпературной после ИЛТ обусловлен концентрацией остаточных при- диффузии) была на несколько порядков выше, чем макмесей — доноров. Особо отмечалось, что процессом, симальное значение коэффициента быстрой диффузии определяющим скорость движения фронта инверсии, ртути при 225C и даже при более высоких темпераявляется генерация межузельной ртути на поверхности. турах [20]. Для решения этой проблемы авторами [20] Глубина области инверсии при этом давалась формулой было предложено рассматривать совокупность уравнеh = kGt/(Na A), где A — площадь образца, G —число ний для диффузии как межузельной ртути, так и ее атомов, падающих на образец в секунду, k — коэффи- вакансий. При численном решении системы таких уравциент, Na — концентрация вакансий (акцепторов) в нений подбором параметров удалось достичь совпадения исходном образце. расчетного концентрационного профиля в образующемВ работе [17] была предложена модель „трехстадий- ся при НИО p-n-переходе с профилем, наблюдавшимся ного“ механизма, ответственного за изменение свойств экспериментально по данным электронной микроскопии.

КРТ в результате ИЛТ. Согласно этой модели, на Этим было подтверждено, что именно диффузионная первом этапе в результате радиационного воздействия модель лучше всего описывает распространение фронта формируются протяженные дефекты, предположительно инверсии при НИО КРТ. Относительно значений коэфдислокационные петли. На втором этапе свободные фициента диффузии авторы предположили: поскольку атомы Hg и Cd передвигаются по этим дефектам в при НИО диффузия происходит в условиях пересыщеглубь кристалла, причем авторы отдавали предпочтение ния материала ртутью, концентрация вакансий в уже не диффузионному, а прыжковому механизму миграции. инвертированном слое пренебрежимо мала, рекомбиНа заключительной стадии происходит аннигиляция ато- нация атомов межузельной ртути и вакансий в этой мов Hg и Cd с вакансиями металлической подрешетки. области не происходит и средняя длина пробега атомов Для объяснения того факта, что после ИЛТ КРТ характе- межузельной ртути там намного увеличивается, что и ризуется n-типом проводимости, авторы сделали предпо- дает сверхбыструю диффузию. Позднее теми же автораложение, что свойства такого материала определяются ми было показано, что наблюдаемые значения DHg для Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. Модифицирование свойств Hg1-xCdx Te низкоэнергетичными ионами диффузии межузельной ртути при НИО не противоречат или 323 K. Значения измерялись методом Ван-дер-Пау.

данным по величине коэффициента самодиффузии ртути, Измерения показали, что в образцах, сохранявшихся получаемым из экспериментов по отжигу кристаллов при 77 K в течение нескольких часов, изменения КРТ в условиях равновесия [43]. Считалось, что большое не происходило. При хранении образцов на воздухе значение DHg обусловлено малой энергией активации при 300 K величина (77 K) постепенно снижалась, диффузии. Предполагалось, что энергия < 0.2эВ и при достигая равновесного значения в течение нескольких уменьшении температуры вплоть до 300 K DHg изменя- дней. Увеличение температуры хранения с 295 до 323 K ется очень слабо. приводило к 5-кратному ускорению релаксации. ИзЭто предположение было экспериментально прове- мерения проводимости при послойном стравливании в рено в следующей работе тех же авторов, где образ- образце, где достигала насыщения, показали, что ее цы КРТ с Na-Nd = 1016 и 5 · 1016 см-3 подвергались значение было однородным по всей толщине инвертироИЛТ аргоном с E = 750 эВ и j = 600 мкА/см2 в тече- ванного слоя.

ние 20 мин, причем температура образцов определялась Для построения модели, описывающей динамику тоне естественным их разогревом в процессе ИЛТ, а чечных дефектов в КРТ, подвергшемуся НИО, автозадавалась искусственно и составляла 100, 130, 170, 230 ры использовали следующие экспериментальные факты:

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |



© 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.