WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

мов Si происходит в результате введения акцепторных уровней, соответствующих дефектам неизвестной при- Как было сказано выше, из предлагаемой модели роды, никак не связанных с комплексами, включающими следует, что концентрация носителей nc определяется Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Модель электрической изоляции GaN и ZnO при бомбардировке легкими ионами но, что в качестве первого приближения ее можно принять постоянной (в нашем случае — равной начальной подвижности носителей). Полученные таким образом из Rs ( ) экспериментальные зависимости концентрации -носителей от дозы Ns ( ) в полулогарифмических координатах также обнаруживают два характерных, предсказываемых моделью, прямолинейных участка при малых и больших дозах ионов.

Для количественного описания кинетики роста поверхностного сопротивления ZnO от дозы Rs( ) из уравнений (2)–(4) были определены параметры ( и g).

Найденные значения параметров приведены в последнем наборе строк таблицы. Как видно, значения для всех образцов близки друг к другу, хотя их разброс несколько больше, чем для нитрида галлия. В принципе это может Рис. 4. Поверхностное сопротивление одинаковых образцов ZnO, облучаемых различными ионами в зависимости от пол- быть связано с меньшей отработанностью способов ного количества атомных смещений.

получения эпитаксиальных слоев ZnO по сравнению с GaN. В то же время, средние плотности генерации дефектов g, полученные по TRIM и из экспериментальных данных, отличаются в 8–18 раз. Возможно, данный эффект связан с активным взаимодействием простейших точечных дефектов в оксиде цинка между собой еще в процессе развития первичного каскада. При этом эффективное количество простейших дефектов, вышедших из каскада и участвующих в квазихимической реакции с атомами примеси (получаемое обработкой экспериментальных кривых), будет меньше полного количества образованных дефектов, рассчитываемого по TRIM.

Результаты расчетов поверхностного сопротивления ZnO при его облучении ионами Li, O и Si в рамках модели приведены на рис. 5. Здесь видно хорошее согласие расчетных кривых с экспериментальными данными.

Расхождения опять наблюдаются в основном в областях Рис. 5. Экспериментальные (символы) и расчетные (сплошперехода от малых доз ионов (nd/ni 1) к большим ные линии) зависимости поверхностного сопротивления ZnO (nd/ni 1) и перехода к стабильному состоянию с от дозы облучения различными ионами.

низкой проводимостью в области больших доз. Одной из причин подобного расхождения, безусловно, является принятая при расчетах независимость подвижности от дозы облучения. Однако можно сказать, что в целом полной концентрацией дефектов, созданных в провомодель неплохо описывает кинетику электрической изодящем слое за время облучения g, и кривые роста ляции ZnO. Лучшего согласия теоретических и эксперисопротивления для идентичных образцов, облучаемых ментальных результатов как для ZnO, так и для GaN, различными ионами, построенные в коорданатах Rs (g ), по-видимому, можно достичь, приняв в расчет: 1) более должны совпадать. Для проверки этого положения были точную зависимость подвижности носителей от дозы рассчитаны по TRIM приведенные в таблице плотности облучения; 2) неоднородность генерации подвижных генерации дефектов g в цинковой подрешетке ZnO при точечных дефектов по глубине образца; 3) нелинейные его облучении ионами лития, кислорода и кремния.

эффекты, связанные с образованием дополнительных Пороговые энергии cмещения атома принимались раввидов комплексов дефектов. Последнее должно также ными 57 эВ для обеих подрешеток, согласно данным из описать эффекты, связанные с плотностью ионного тока.

работ [14,15]. На рис. 4 представлен соответствующий набор перестроенных экспериментальных зависимостей из [10]. Видно, что они полностью совпадают для лития 5. Заключение и кислорода, а для более тяжелых ионов кремния кривая незначительно сдвинута в сторону больших доз.

В работе рассмотрена модель изменения проводиПроведение расчетов поверхностного сопротивления мости широкозонных полупроводников под действием ZnO осложнено отсутствием зависимости подвижности облучения быстрыми легкими ионами. Механизм роста носителей от дозы µ( ). В то же время выше обоснова- сопротивления в основном связан с образованием компФизика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 1222 А.И. Титов, П.А. Карасев, С.О. Кучеев лексов, на которых эффективно связываются носители. Model for electrical isolation of GaN Возникновение таких комплексов вызвано взаимодейand ZnO by light-ion bombardment ствием ионно-индуцированных дефектов с легирующей A.I. Titov, P.A. Karaseov, S.O. Kucheyev примесью. Проведенный анализ показывает, что развитая модель неплохо описывает происходящие процессы St. Petersburg State Polytechnical University, при малых плотностях ионного тока. В частности, она 195251 St. Petersburg, Russia описывает зависимость поверхностного сопротивления Research School of Physical Sciences от дозы и от количества атомных смещений, произ- and Engineering, водимых пучком. Кроме того, она объясняет характер The Australian National University, зависимости пороговой дозы образования изоляции от Canberra, ACT 0200, Australia начальной концентрации носителей и количества атомных смещений.

Abstract

We present a model for electrical isolation of GaN and ZnO by MeV light-ion bombardment. In our model, a decrease Авторы благодарят В.С. Белякова и В.В. Емцева за in the concentration of free carriers responsible for the isolation ряд полезных замечаний и Министерство образования is assumed to be due to the formation of complexes of ion-beamи Министерство науки и технологий РФ за поддержку generated point defects with shallow donor or acceptor dopants.

Results show that our model can adequately describe experimental исследований.

data for electrical isolation in the case of MeV light-ion irradiation of n-GaN and ZnO.

Список литературы [1] S.J. Pearton, J.C. Zolper, R.J. Shul, F. Ren. J. Appl. Phys., 86, 1 (1999).

[2] D.C. Look. Mater. Sci. Eng. B, 80, 383 (2001).

[3] S.J. Pearton, R.G. Wilson, J.M. Zavada, J. Han, R.J. Shul. Appl.

Phys. Lett., 73, 1877 (1998).

[4] H. Boudinov, S.O. Kucheyev, J.S. Williams, C. Jagadish, G. Li.

Appl. Phys. Lett., 78, 943 (2001).

[5] S.O. Kucheyev, H. Boudinov, J.S. Williams, C. Jagadish, G. Li.

J. Appl. Phys., 91, 4117 (2002).

[6] C. Uzan-Saguy, J. Salzman, R. Kalish, V. Richter, U. Tish, S. Zamir, S. Prawer. Appl. Phys. Lett., 74, 2441 (1999).

[7] S.J. Pearton. Mater. Sci. Rep., 4, 313 (1990).

[8] S.O. Kucheyev, J.S. Williams, S.J. Pearton. Mater. Sci. Eng., R. 33, 51 (2001).

[9] A.I. Titov, S.O. Kucheyev. J. Appl. Phys., 92, 5740 (2002).

[10] S.O. Kucheyev, P.N.K. Deenapanray, C. Jagadish, J.S. Williams, M. Yano, K. Koike, S. Sasa, M. Inoue, K. Ogata. Appl. Phys.

Lett., 81, 3350 (2002).

[11] S.O. Kucheyev, C. Jagadish, J.S. Williams, P.N.K. Deenapanray, M. Yano, K. Koike, S. Sasa, M. Inoue, K. Ogata. J. Appl. Phys., 93, 2972 (2003).

[12] J.P. Biersack, L.G. Haggmark. Nucl. Instr. a. Meth., 174, (1980).

[13] V.V. Emtsev, V.Yu. Davydov, K.V. Emtsev, D.S. Poloskin, G.A. Oganesyan, V.V. Kozlovskii, E.E. Haller. Phys. Status Solidi C, 0, 601 (2003).

[14] J.M. Meese, D.R. Locker. Sol. St. Commun., 11, 1547 (1972).

[15] D.R. Locker, J.M. Meese. IEEE Trans. Nucl. Sci., 19, (1972).

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

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.