Вольт-фарадные характеристики p?n-структур на основе (111)Si, легированного эрбием и кислородом. © А.М. Емельянов, Н.А. Соболев, А.Н. Якименко?.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
Ôèçèêàèòåõíèêàïîëóïðîâîäíèêîâ,2001,òîì35,âûï.3 Âîëüò-ôàðàäíûåõàðàêòåðèñòèêè -ñòðóêòóðíàîñíîâå ëåãèðîâàííîãîýðáèåìèêèñëîðîäîì À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Í.À.Ñîáîëåâ,À.Í.ßêèìåíêî Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèéèíñòèòóòèì.À.Ô.ÈîôôåÐîññèéñêîéàêàäåìèèíàóê, 194021Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,Ðîññèÿ Ñàíêò-Ïåòåðáóðñêèéãîñóäàðñòâåííûéòåõíè÷åñêèéóíèâåðñèòåò, 195251Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,Ðîññèÿ Ïîëó÷åíà24àâãóñòà2000ã.Ïðèíÿòàêïå÷àòè5ñåíòÿáðÿ2000ã. Èññëåäîâàíûâîëüò-ôàðàäíûåõàðàêòåðèñòèêèòóííåëüíûõäèîäîâ,ïîëó÷åííûõñèñïîëüçîâàíèåìñîèì- ïëàíòàöèèýðáèÿèêèñëîðîäàâïëàñòèíûìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãîSi .Îáíàðóæåíîíàëè÷èåàíîìàëüíîãî óâåëè÷åíèÿåìêîñòè -ïåðåõîäàïðèóâåëè÷åíèèîáðàòíîãîíàïðÿæåíèÿïðèîïðåäåëåííûõ,çàâèñÿùèõîò äîçûèìïëàíòàöèè,òåìïåðàòóðàõ.Ðîñòåìêîñòè óìåíüøåíèåøèðèíûîáëàñòèïðîñòðàíñòâåííîãîçàðÿäà ñâÿçûâàåòñÿñîáðàçîâàíèåìâ -ñëîå -ïåðåõîäàâûñîêîéïëîòíîñòèãëóáîêèõóðîâíåéâçàïðåùåííîé çîíåSièîñâîáîæäåíèåìèõîòýëåêòðîíîââîáëàñòèïðîñòðàíñòâåííîãîçàðÿäàïðèóâåëè÷åíèèíàïðÿæåíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûåðåçóëüòàòûóêàçûâàþòíàòî,÷òîïàðàìåòðûäåôåêòîâ,îòâåòñòâåííûõçàïîÿâëåíèå óðîâíåé,ìîãóòçàâèñåòüîòäîçûèìïëàíòàöèèýðáèÿèêèñëîðîäà. Èìïëàíòàöèÿèîíîâýðáèÿèêèñëîðîäàâìîíîêðè- ñòàëëè÷åñêèéêðåìíèéèñïîëüçóåòñÿäëÿñîçäàíèÿñâå- òîèçëó÷àþùèõSi Er,O -äèîäîâ 1–7 .Òàêèåäèîäûèçëó- ÷àþòíàäëèíåâîëíû 54ìêì,ñîîòâåòñòâóþùåé ïåðåõîäàìèçïåðâîãîâîçáóæäåííîãîñîñòîÿíèÿ âîñíîâíîåñîñòîÿíèå èîíîâEr .Êíàñòîÿùå- ìóâðåìåíèýëåêòðîëþìèíåñöåíöèÿ èîíîâýðáèÿ ïðèêîìíàòíîéòåìïåðàòóðåíàáëþäàëàñüêàêïðèïðÿ- 1],òàêèîáðàòíîì 1–7 íàïðÿæåíèè,ïîäàâàåìîì íàSi Er,O -äèîäêàêâðåæèìåòóííåëüíîãî 1–3 ,òàêè 3–7 ïðîáîÿïðèîðèåíòàöèèSi 1,4,6 2,3,5–7 .Ðàíååíàìèáûëîîáíàðóæåíî 2–7 ÷òîýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûåèýëåêòðîôèçè÷åñêèåñâîé- ñòâàSi Er,O -äèîäîâñîðèåíòàöèåéSi ðåæèìåïðîáîÿçíà÷èòåëüíîðàçëè÷àþòñÿ.Â÷àñòíîñòè, ñóùåñòâåííûåðàçëè÷èÿõàðàêòåðíûäëÿòåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåéèíòåíñèâíîñòèÝË.Åñëèäëÿîðèåíòàöèè ïðèôèêñèðîâàííîìîáðàòíîìòîêå÷åðåçäèîä îáû÷íîíàáëþäàåòñÿìîíîòîííîåóìåíüøåíèåèíòåíñèâ- íîñòèÝËèîíîâýðáèÿïðèóâåëè÷åíèèòåìïåðàòóðû îò80Käîêîìíàòíîé 4,6 ,òîâSi Er,O -äèîäàõíà îñíîâåSi âðåæèìåïðîáîÿíàáëþäàëèñü”àíîìàëü- íûå”òåìïåðàòóðíûåçàâèñèìîñòèèíòåíñèâíîñòèÝË,íà êîòîðûõïðèñóòñòâîâàëó÷àñòîêðîñòà òåìïåðàòóðíîãî èíòåíñèâíîñòèÝËïðèóâåëè÷åíèèòåìïå- ðàòóðûîáðàçöà 3,5,6 .Âðàáîòå 5]âïåðâûåáûëî ïðåäëîæåíîîáúÿñíåíèåýòîãîýôôåêòà,áàçèðóþùååñÿíà ïðåäñòàâëåíèÿõîíàëè÷èèâëåãèðîâàííîéýðáèåìèêè- ñëîðîäîìîáëàñòèSi âûñîêîéïëîòíîñòèóðîâíåéâ çàïðåùåííîéçîíåêðåìíèÿ ïðèíèçêèõòåìïåðàòóðàõ— ëîâóøåêäëÿäûðîê ,êîòîðûåçàïîëíÿþòñÿâðåçóëüòàòå ïðîòåêàíèÿòîêà.Âðàìêàõýòîéìîäåëèýôôåêòòåì- ïåðàòóðíîãîâîçãîðàíèÿÝËîáúÿñíÿåòñÿòåðìè÷åñêèì îïóñòîøåíèåìëîâóøåê,ïðèâîäÿùèìêèçìåíåíèþõà- ðàêòåðèñòèêïðîáîÿ. Âíàñòîÿùåéðàáîòåîáíàðóæåíîèèññëåäîâàíîåùå îäíîíåîáû÷íîåñâîéñòâî Er,O -äèîäîâ,àèìåí- íî—íàëè÷èåïðèîïðåäåëåííûõ,çàâèñÿùèõîòäîçû èìïëàíòàöèèýðáèÿèêèñëîðîäà,òåìïåðàòóðàõèíòåðâà- ëîâðîñòàåìêîñòèíàâîëüò-ôàðàäíûõõàðàêòåðèñòèêàõ îáðàòíîñìåùåííûõ -ïåðåõîäîââäîïðîáîéíîéîáëà- ñòèñðîñòîìïðèëîæåííîãîíàïðÿæåíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûåóñëîâèÿ Èìïëàíòàöèÿèîíîâýðáèÿñýíåðãèÿìè2.0è1.6Ìý èäîçàìè3 îáðàçåö3.2 îáðàçöû3.3è3.5 ,àòàêæåêèñëîðîäàñýíåðãèÿìè 0.28è0.22ÌýÂèäîçàìè3 îáðàçåö3.2 îáðàçöû3.3è3.5 èïðîâîäèëàñüâ ïîëèðîâàííûåïëàñòèíûêðåìíèÿ -òèïàïðîâîäèìîñòè, âûðàùåííûåïîìåòîäó×îõðàëüñêîãî.Îáðàçöû3.2è3.3 èçãîòàâëèâàëèñüíàîñíîâåSi ñóäåëüíûìñîïðîòèâ- ëåíèåì5Îì ñì,àîáðàçåö3.5—íàîñíîâåSi ñóäåëüíûìñîïðîòèâëåíèåì15Îì ñì.Èìïëàíòàöèÿ ñîïðîâîæäàëàñüàìîðôèçàöèåéïðèïîâåðõíîñòíîãîñëîÿ. Èîíûáîðà 40êýÂ,5 èôîñôîðà 80êýÂ, èìïëàíòèðîâàëèñüâëèöåâóþèîáðàòíóþ ñòîðîíóïëàñòèíñîîòâåòñòâåííîäëÿñîçäàíèÿñèëüíî ëåãèðîâàííûõ -ñëîåâ.Îòæèãïðè620 Câòå- ÷åíèå1÷è900 Câòå÷åíèå0.5÷ïðèâîäèëêïåðåêðè- ñòàëëèçàöèèàìîðôíîãîñëîÿèîáðàçîâàíèþîïòè÷åñêè èýëåêòðè÷åñêèàêòèâíûõ öåíòðîâ.Ïîäàí- íûìâòîðè÷íîéèîííîéìàññïåêòðîìåòðèè ðåçóëüòàòåèìïëàíòàöèèèîòæèãîâôîðìèðîâàëñÿëå- ãèðîâàííûéýðáèåìñëîéêðåìíèÿ,êîòîðûéíàðàññòî- ÿíèè0.5–0.8ìêìîòïîâåðõíîñòèïîëóïðîâîäíèêàèìåë ïðàêòè÷åñêèïîñòîÿííóþêîíöåíòðàöèþýðáèÿ10 âîáðàçöå3.2è âîáðàçöå3.3 3].ÏîäàííûìÂÈÌÑ 3],êîíöåíòðàöèÿàòîìîâáîðàâ ìàêñèìóìåâýòèõîáðàçöàõäîñòèãàëà Ìåçà-äèîäûñðàáî÷åéïëîùàäüþ 12ìì èçãîòàâ- ëèâàëèñüïîîáû÷íîéòåõíîëîãèè 4].Îáðàòíûåâåò- âèâîëüò-àìïåðíûõõàðàêòåðèñòèê äèîäîâèç- ìåðÿëèñüíà÷àñòîòå32Ãöïðèäëèòåëüíîñòèèìïóëü- ñîâ0.5ìñ.Âåëè÷èíàýêñòðàïîëèðîâàííîãî ïîëó÷åííîãî Âîëüò-ôàðàäíûåõàðàêòåðèñòèêè -ñòðóêòóðíàîñíîâå Si,ëåãèðîâàííîãîýðáèåì... Ðèñ.1. Çàâèñèìîñòèèçìåðåííîéåìêîñòè ýêâèâàëåíòíîé ñõåìûäèîäà,ñîñòîÿùåéèçïàðàëëåëüíîâêëþ÷åííûõìàãàçèíà ,ìàãàçèíàåìêîñòåé èïîñëåäîâàòåëüíîñ íèìèâêëþ÷åííîãîñîïðîòèâëåíèÿ 50Îì,îòèçìåðåííîé àêòèâíîéïðîâîäèìîñòè .Âåëè÷èíà âàðüèðîâàëàñüïóòåì .Çíà÷åíèÿåìêîñòè âïÔóêàçàíûöèôðàìèó êðèâûõ. ýêñòðàïîëÿöèåéáëèçêîãîêëèíåéíîìóó÷àñòêàÂÀÕïðè áîëüøèõòîêàõ íàïðÿæåíèÿïðîáîÿ ïðèêîìíàòíîé òåìïåðàòóðåäëÿîáðàçöîâ3.2,3.3è3.5ñîñòàâëÿëà ñîîòâåòñòâåííî 2Â.Äëÿâñåõèñ- ñëåäîâàííûõäèîäîâèìåëîìåñòîóâåëè÷åíèå îõëàæäåíèè,÷òîõàðàêòåðíîäëÿìåõàíèçìàòóííåëüíîãî ïðîáîÿ.Èçìåðåíèÿåìêîñòèèàêòèâíîéïðîâîäèìîñòè äèîäîââðåæèìåïîäà÷èäîïðîáîéíîãîîáðàòíîãîíà- ïðÿæåíèÿñìåùåíèÿ ïðîâîäèëèñüñèñïîëüçîâàíèåì èçìåðèòåëÿåìêîñòèèàêòèâíîéïðîâîäèìîñòèÅ7-12íà ÷àñòîòå 1ÌÃöïðèàìïëèòóäåòåñòèðóþùåãîñèãíàëà 25ìÂ.ÈçìåðèòåëüÅ7-12ðàññ÷èòàííàïàðàëëåëüíóþ ýêâèâàëåíòíóþñõåìóèçìåðÿåìîãîîáúåêòà,ñîñòîÿùóþ èçåìêîñòèèàêòèâíîãîñîïðîòèâëåíèÿ.Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìàèññëåäîâàííûõíàìèäèîäîâïîìèìîïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõåìêîñòè èàêòèâíîãîñîïðîòèâëåíèÿ -ïåðåõîäàâêëþ÷àëàïîñëåäîâàòåëüíîñîåäèíåííîå àêòèâíîåñîïðîòèâëåíèåêðåìíèåâîéïîäëîæêè áàçû Èçðàäèîòåõíèêèèçâåñòíî,÷òîâåëè÷èíûåìêîñòåé ñîïðîòèâëåíèé ìîãóòáûòüîïðåäåëåíûíàîñíîâàíèè èçìåðÿåìûõïîïàðàëëåëüíîéñõåìåçíà÷åíèéåìêîñòè èàêòèâíîãîñîïðîòèâëåíèÿ èçñèñòåìûóðàâíåíèé: 1 + r = R ) ! ( 1 ) 1 ( r + R ãäå .Ýòàñèñòåìàâîáùåìñëó÷àåíåðåøåíà èç-çàíåëèíåéíîñòèâõîäÿùèõâíååóðàâíåíèé.Ïîýòîìó âíàñòîÿùåéðàáîòåçíà÷åíèÿ îïðåäåëÿëèñüèçíîìî- ãðàìì,ïðèíöèïïîñòðîåíèÿêîòîðûõîïèñàíäàëåå. Âðåçóëüòàòåèññëåäîâàíèéýêâèâàëåíòíîéñõåìû,ñî- áðàííîéèçìàãàçèíîâñîïðîòèâëåíèé ,àòàêæååìêî- ñòåé ,íàìèáûëèïîñòðîåíûçàâèñèìîñòèèçìåðÿåìîé ïðèáîðîìåìêîñòè îòèçìåðÿåìîéïðîâîäèìîñòè ïðèðàçëè÷íûõ .Âåëè÷èíà âàðüèðîâàëàñüïóòåì èçìåíåíèÿ .Ïðèìåðòàêèõçàâèñèìîñòåéäëÿ 50Îì èðàçëè÷íûõ ïðåäñòàâëåííàðèñ.1.Êàêâèäíîèç ðèñ.1,ìíîæåñòâîýêñïåðèìåíòàëüíûõçàâèñèìîñòåéòèïà ïðåäñòàâëåííûõíàðèñ.1îáðàçóþòñèñòåìóíîìîãðàìì äëÿîïðåäåëåíèÿåìêîñòè -ïåðåõîäîâïîðåçóëüòàòàì èçìåðåíèÿ .Ñîïðîòèâëåíèå âàëîñüêäèôôåðåíöèàëüíîìóñîïðîòèâëåíèþäèîäàâ ðåæèìåðàçâèòîãîïðîáîÿ,êîãäààêòèâíîåñîïðîòèâëåíèå -ïåðåõîäàìàëîïîñðàâíåíèþññîïðîòèâëåíèåì ïîäëîæêè.Äëÿîáðàçöîâ3.2è3.3ïðè300Kâåëè÷è- ñîñòàâëÿëà50Îì,àäëÿîáðàçöà3.5—150Îì. Óìåíüøåíèåòåìïåðàòóðûïðèâîäèëîêóìåíüøåíèþ Ïîíàøèìîöåíêàì,ïðèìåíåíèåîïèñàííîéìåòîäèêèê ïîëó÷åííûìíàìèðåçóëüòàòàìèçìåðåíèÿ èñïîëüçîâàíèåìÅ7-12îáåñïå÷èâàëîïîãðåøíîñòüîïðå- äåëåíèÿåìêîñòè ìåíåå10%. Ýêñïåðèìåíòàëüíûåðåçóëüòàòû èèõîáñóæäåíèå ÈññëåäîâàíèÿÝËèîáðàòíûõâåòâåéÂÀÕäèîäîâ, èçãîòîâëåííûõïîòåõíîëîãèèîáðàçöîâ3.2è3.3,îïè- ñàíûâðàáîòàõ 2,3 .Íàðèñ.2ïðèâåäåíûèçìåðåííûå ïðè300Kçàâèñèìîñòèåìêîñòèîáðàòíîñìåùåííûõ -ïåðåõîäîâîòíàïðÿæåíèÿ,ïðèëîæåííîãîêäèîäó. Åñëèäëÿîáðàçöîâ3.2è3.5èìååòìåñòîîáû÷íûéâèä Ðèñ.2. Èçìåðåííûåïðè300Kçàâèñèìîñòèåìêîñòè ïåðåõîäîâîáðàçöîâ3.2,3.3è3.5îòîáðàòíîãîíàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãîêäèîäó.Íîìåðàîáðàçöîâóêàçàíûîêîëîêðèâûõ. Ôèçèêàèòåõíèêàïîëóïðîâîäíèêîâ,2001,òîì35,âûï.3 À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Í.À.Ñîáîëåâ,À.Í.ßêèìåíêî Ðèñ.3. Èçìåðåííûåïðèðàçëè÷íûõòåìïåðàòóðàõçàâèñèìîñòè åìêîñòè -ïåðåõîäàîáðàçöà3.3îòîáðàòíîãîíàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãîêäèîäó.Òåìïåðàòóðàèçìåðåíèé ,Kóêàçàíà öèôðàìèóêðèâûõ. óìåíüøåíèååìêîñòè -ïåðåõîäà ñðîñòîìíàïðÿæåíèÿ,îáóñëîâëåííîåóâåëè÷åíèåìøè- ðèíûîáåäíåííîãîñëîÿ ,òîâîáðàçöå3.3ïðè íàáëþäàåòñÿðîñòåìêîñòè -ïåðåõîäàñðîñòîìíàïðÿ- æåíèÿ.Äèàïàçîííàïðÿæåíèéâäîïðîáîéíîéîáëàñòè,â êîòîðîìïðîèñõîäèòðîñòåìêîñòè,ñîîòâåòñòâóåòñðåä- íèìíàïðÿæåííîñòÿì ýëåêòðè÷åñêîãîïîëÿ Âåëè÷èíà îïðåäåëÿëàñüïîôîðìóëå ãäå —îòíîñèòåëüíàÿäèýëåêòðè÷åñêàÿïðîíèöàå- ìîñòüSi, —ýëåêòðè÷åñêàÿïîñòîÿííàÿ.Åùåîäíèì íåîáû÷íûìñâîéñòâîìîáðàçöà3.3ÿâëÿåòñÿòî,÷òîïðè 0åìêîñòü -ïåðåõîäàäëÿíåãîâíåñêîëüêîðàç ìåíüøååìêîñòåéîáðàçöîâ3.2è3.5,èìåþùèõòàêóþæå ïëîùàäüèíåïðåâîñõîäÿùèõåãîïîäîçàìââåäåííîãî ýðáèÿèêèñëîðîäà.Îòìåòèìòàêæå,÷òîâèäçàâèñèìîñòåé ïðè300Kîáðàçöîâ3.3è3.5èìååòîäèíàêîâûé õàðàêòåð,èïðè0 3Âîíèðàçëè÷àëèñüíåáîëåå ÷åìíà40%;ïðè÷åìïðè0 8Ââåëè÷èíà âîáðàçöå3.5áûëàáîëüøå,÷åìâîáðàçöå3.3,àïðè 3—íàîáîðîò,ìåíüøå. Íàðèñ.3ïðåäñòàâëåíû -õàðàêòåðèñòèêèîáðàç- öà3.3,èçìåðåííûåïðèðàçëè÷íûõòåìïåðàòóðàõâäî- ïðîáîéíîéîáëàñòèíàïðÿæåíèé.Âäèàïàçîíåòåìïåðàòóð 195–385Kó÷àñòêèðîñòàåìêîñòèñðîñòîìíàïðÿæåíèÿ íàáëþäàþòñÿíàâñåõ -õàðàêòåðèñòèêàõ.Íàïðÿæå- íèå,ñîîòâåòñòâóþùååíà÷àëóó÷àñòêàðîñòàåìêîñòè, âîçðàñòàåòñóìåíüøåíèåìòåìïåðàòóðû,èïðèòåìïå- ðàòóðàõ,áëèçêèõê80K,ðîñòåìêîñòèíåíàáëþäàëñÿ. Èçìåðåííûåïðèðàçëè÷íûõòåìïåðàòóðàõ òåðèñòèêèîáðàçöà3.2ïðåäñòàâëåíûíàðèñ.4.Äëÿ ýòîãîîáðàçöàòàêæåíàáëþäàþòñÿó÷àñòêèðîñòàåì- êîñòèñðîñòîì ,íîâäèàïàçîíåòåìïåðàòóðíèæå êîìíàòíîé,âêëþ÷àÿ80K.Íàïðÿæåíèå,ñîîòâåòñòâóþùåå íà÷àëóðîñòàåìêîñòèâîáðàçöå3.2,òàêæåóâåëè÷èâàåòñÿ ñóìåíüøåíèåìòåìïåðàòóðûîáðàçöà,íîïðèðàùåíèÿ åìêîñòèñðîñòîìíàïðÿæåíèÿçíà÷èòåëüíîìåíüøå,÷åì äëÿîáðàçöà3.3. Ðèñ.4. Èçìåðåííûåïðèðàçëè÷íûõòåìïåðàòóðàõçàâèñèìîñòè åìêîñòè -ïåðåõîäàîáðàçöà3.2îòîáðàòíîãîíàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãîêäèîäó. Ðèñ.5. Çàâèñèìîñòèåìêîñòè -ïåðåõîäîâîáðàçöîâ3.3è3.5 ïðèðàçëè÷íûõíàïðÿæåíèÿõíàäèîäàõîòòåìïåðàòóðû. Ôèçèêàèòåõíèêàïîëóïðîâîäíèêîâ,2001,òîì35,âûï.3 Âîëüò-ôàðàäíûåõàðàêòåðèñòèêè -ñòðóêòóðíàîñíîâå Si,ëåãèðîâàííîãîýðáèåì... Ðèñ.6. Çàâèñèìîñòèåìêîñòè -ïåðåõîäàîáðàçöà3.2ïðè ðàçëè÷íûõíàïðÿæåíèÿõíàäèîäåîòòåìïåðàòóðû.Çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿîáðàòíîãîñìåùåíèÿ ,Âóêàçàíûöèôðàìèíà ðèñóíêå. Äëÿîáðàçöà3.5ñîðèåíòàöèåéSi ,ïðîøåäøåãî âñåòåæåòåõíîëîãè÷åñêèåîïåðàöèè,÷òîèîáðàçåö3.3, -õàðàêòåðèñòèêèâäèàïàçîíåòåìïåðàòóð80–350K íåñîäåðæàëèó÷àñòêîâðîñòàåìêîñòèñðîñòîìíàïðÿæå- íèÿâäîïðîáîéíîéîáëàñòèíàïðÿæåíèé. Íàðèñ.5äëÿäèîäîâ3.5 ïðèíàïðÿæåíèè è3.3 ïðåäñòàâëåíûïîñòðîåííûåïî ðåçóëüòàòàìèçìåðåíèé -õàðàêòåðèñòèêçàâèñèìîñòè åìêîñòè -ïåðåõîäàîòòåìïåðàòóðû.Äëÿîáðàçöà3.5 ñîðèåíòàöèåéSi èìååòìåñòîîòíîñèòåëüíîíå- áîëüøîåóìåíüøåíèååìêîñòè -ïåðåõîäàïðèóìåíü- øåíèèòåìïåðàòóðûîò350äî80K.Äëÿîáðàçöà3.3ñ îðèåíòàöèåéSi åìêîñòü -ïåðåõîäàïðè80Kíà ïîðÿäîêâåëè÷èíûìåíüøå,÷åìäëÿ3.5,èíàçàâèñè- ìîñòÿõåìêîñòèîòòåìïåðàòóðûíàáëþäàþòñÿó÷àñòêè ðåçêîãîçíà÷èòåëüíîãîóâåëè÷åíèÿåìêîñòèïðèóâåëè÷å- íèèòåìïåðàòóðûîáðàçöà.Ïðèóâåëè÷åíèèíàïðÿæåíèÿ íà÷àëîðåçêîãîðîñòàåìêîñòèîòòåìïåðàòóðûñäâèãàåòñÿ âîáëàñòüáîëååíèçêèõòåìïåðàòóð.Äëÿîáðàçöà3.2ñ ìåíüøåé,÷åìâ3.3äîçîéèìïëàíòàöèèýðáèÿèêèñëîðî- äà,ðåçêèéðîñòåìêîñòèïðîÿâëÿåòñÿïðèáîëååíèçêèõ òåìïåðàòóðàõ,÷åìâîáðàçöå3.3 ñì.ðèñ.6 Ïðåäñòàâëåííûåýêñïåðèìåíòàëüíûåðåçóëüòàòûóêà- çûâàþòíàíàëè÷èåâîáðàçöàõñîðèåíòàöèåéSi âûñîêîéêîíöåíòðàöèèãëóáîêèõóðîâíåé âçà- ïðåùåííîéçîíå -ïåðåõîäà,ñòåïåíüçà- ïîëíåíèÿêîòîðûõýëåêòðîíàìèðàñòåòñóìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû.Öåíòðûîñâîáîæäàþòñÿîòýëåêòðîíîââ îáëàñòèïðîñòðàíñòâåííîãîçàðÿäà âðåçóëüòàòå ñîâìåñòíîãîäåéñòâèÿòåïëîâûõêîëåáàíèéêðèñòàëëè÷å- ñêîéðåøåòêèèýëåêòðè÷åñêîãîïîëÿ.Âëèÿíèåíàêîí- öåíòðàöèþçàïîëíåííûõýëåêòðîíàìèÃÓìîæåòòàêæå îêàçûâàòüïðîòåêàþùèéòîêèç-çàâîçìîæíîñòèðåêîìáè- íàöèèýëåêòðîíîâíàÃÓñäûðêàìèèçàõâàòàýëåêòðîíîâ íàÃÓ.Óâåëè÷åíèåíàïðÿæåíèÿìîæåòïðèâîäèòüêðîñòó âåðîÿòíîñòèâûáðîñàýëåêòðîíîâñÃÓâçîíóïðîâîäèìî- ñòè 8],íàïðèìåðâñîîòâåòñòâèèñýôôåêòîìÔðåíêåëÿ– Ïóëà,àòàêæåóâåëè÷èâàòüïëîòíîñòüòîêà.Çàìåòèì,÷òî èññëåäîâàííûåäèîäûõàðàêòåðèçîâàëèñüçíà÷èòåëüíû- ìèîáðàòíûìèòîêàìè.Íàïðèìåð,ïðè 2Âòîêèâ îáðàçöàõ3.2è3.3ïðàêòè÷åñêèñîâïàäàëèèñîñòàâëÿëè 5ìÀ.Ñòîëüçíà÷èòåëüíûåòîêèòàêæåìîãóòáûòü ñâÿçàíûñâûñîêîéïëîòíîñòüþóðîâíåéäåôåêòîââçà- ïðåùåííîéçîíåSi,êîòîðûåïðèîïðåäåëåííûõóñëîâèÿõ ÿâëÿþòñÿýôôåêòèâíûìèöåíòðàìèãåíåðàöèèíîñèòåëåé çàðÿäà.ÈçìåðåíèÿÂÀÕïðîäåìîíñòðèðîâàëè,÷òîïðè 300K,âäèàïàçîíå0 3Âèîäèíàêîâûõçíà÷åíèÿõ òîêèâîáðàçöàõ3.2è3.3îòëè÷àëèñüíåáîëåå÷åì íà40%èìîíîòîííîâîçðàñòàëèñðîñòîì ,ïðè÷åì ïðè0 8Âòîêâîáðàçöå3.2áûëìåíüøå,÷åì â3.3,àïðè2 3—íàîáîðîò,áîëüøå.Ïîýòî- ìóíàáëþäàåìûåðàçëè÷èÿ îáðàçöîâ3.2è3.3íåìîãóòáûòüîáúÿñíåíûòîëüêî ðàçëè÷èåìâïðîòåêàþùèõ÷åðåçíèõîáðàòíûõòîêàõ. ÓìåíüøåíèåïëîòíîñòèýëåêòðîíîâíàÃÓâÎÏÇ -îáëàñòèèâûçûâàåòíåîáû÷íûéðîñòåìêîñòè -ïåðåõîäîâñðîñòîìïðèëîæåííîãîíàïðÿæåíèÿ. Âðàìêàõòàêèõïðåäñòàâëåíèéñäâèãèíòåðâàëà òåìïåðàòóð,âêîòîðîìíàáëþäàåòñÿðîñòåìêîñòè îòíàïðÿæåíèÿ,èñìåùåíèåó÷àñòêàðåçêîãîðîñòà åìêîñòèîòòåìïåðàòóðûäëÿîáðàçöà3.2âîáëàñòü áîëååíèçêèõòåìïåðàòóðïîñðàâíåíèþñîáðàçöîì3.3 ìîãóòáûòüñâÿçàíûñìåíüøåéýíåðãèåéàêòèâàöèèÃÓâ îáðàçöå3.2ïîñðàâíåíèþñîáðàçöîì3.3.Ïðåäñòàâëåí- íûåýêñïåðèìåíòàëüíûåðåçóëüòàòûñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òîïàðàìåòðûäåôåêòîâ,îòâåòñòâåííûõçàïîÿâëåíèåÃÓ âîáðàçöàõ3.2èâ3.3ðàçëè÷àþòñÿ.Íàèáîëååâåðîÿòíûì íàìïðåäñòàâëÿåòñÿîáðàçîâàíèåâ Siâðåçóëüòàòå èìïëàíòàöèèèïîñëåäóþùèõîòæèãîâïðîòÿæåííûõ äåôåêòîâ,ïàðàìåòðûêîòîðûõèçìåíÿþòñÿ,íàïðèìåð, çàñ÷åòèçìåíåíèÿèõðàçìåðîââçàâèñèìîñòèîòäîçû èìïëàíòàöèè.Äàæåáóäó÷èíåéòðàëüíûìèäîçàõâàòà ýëåêòðîíîâòàêèåäåôåêòûçàñ÷åòñâîåéïðîòÿæåííîñòè ìîãóòèìåòüçíà÷èòåëüíóþîáëàñòüäåéñòâèÿïîòåíöèàëà äåôåêòà,èïîýòîéïðè÷èíåýíåðãåòè÷åñêèéáàðüåðäëÿ âûáðîñàçàõâà÷åííîãîýëåêòðîíàèçíèõâýëåêòðè÷åñêîì ïîëåìîæåòçíà÷èòåëüíîñíèæàòüñÿ.Äåéñòâèòåëüíî,â ýëåêòðè÷åñêîìïîëåíàïðÿæåííîñòüþ óìåíüøåíèå ýíåðãåòè÷åñêîãîáàðüåðà äëÿâûáðîñàýëåêòðîíàâ çîíóïðîâîäèìîñòèèçïîòåíöèàëüíîéÿìûðàäèóñà ìîæåòáûòüîöåíåíîèçôîðìóëû 8]E=eF:(4)Ñîãëàñíî[8],E=10�3ýÂ(ò.å.ïðåíåáðåæèìîìàë Â/ñìè 1íì,íîïðèòàêîéæåíàïðÿ- æåííîñòèýëåêòðè÷åñêîãîïîëÿè 10íìóìåíüøåíèå áàðüåðàñîñòàâëÿåò 1ýÂ,ò.å.ñóùåñòâåííî. Êàêîòìå÷àëîñüâûøå,ïðåäñòàâëåíèÿîíàëè÷èèâ Er,O -äèîäàõâûñîêîéïëîòíîñòèÃÓâçàïðå- ùåííîéçîíåSiðàíååóæåïðèâëåêàëèñüäëÿîáúÿñíåíèÿ Ôèçèêàèòåõíèêàïîëóïðîâîäíèêîâ,2001,òîì35,âûï.3 À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Í.À.Ñîáîëåâ,À.Í.ßêèìåíêî ýôôåêòàòåìïåðàòóðíîãîâîçãîðàíèÿèíòåíñèâíîñòèÝË ýðáèÿâðåæèìåïðîáîÿäèîäà.Ïîëó÷åííûåâíàñòîÿùåé ðàáîòåðåçóëüòàòû,òàêèìîáðàçîì,ÿâëÿþòñÿåùåîäíèì ïîäòâåðæäåíèåìîáðàçîâàíèÿâûñîêîéêîíöåíòðàöèèÃÓ âòàêèõñòðóêòóðàõ.Âðàáîòå 6]áûëîóñòàíîâëåíîôîð- ìèðîâàíèåðàçëè÷íûõñòðóêòóðíûõäåôåêòîââäèîäàõ Er,O Er,O ,êîòîðûå,ïî-âèäèìîìó, èîáóñëîâëèâàþòðàçëè÷èÿêàêèõýëåêòðîëþìèíåñöåíò- íûõ,òàêèåìêîñòíûõñâîéñòâ. Er,O -äèîäàõâîïðåäåëåííûõ,çàâèñÿùèõîò äîçûèìïëàíòàöèèýðáèÿèêèñëîðîäà,èíòåðâàëàõòåì- ïåðàòóðíàáëþäàëèñüó÷àñòêèðîñòàåìêîñòè -ïåðå- õîäîâñðîñòîìïðèëîæåííîãîîáðàòíîãîíàïðÿæåíèÿ. Ðîñòåìêîñòèñâÿçûâàåòñÿñíàëè÷èåìâ -ïåðå- õîäàâûñîêîéïëîòíîñòèãëóáîêèõóðîâíåéâçàïðå- ùåííîéçîíåSi,êîòîðûåâîáëàñòèïðîñòðàíñòâåííîãî çàðÿäàîñâîáîæäàþòñÿîòýëåêòðîíîâïðèóâåëè÷åíèè íàïðÿæåíèÿ.Ýêñïåðèìåíòàëüíûåðåçóëüòàòûóêàçûâàþò íàòî,÷òîïàðàìåòðûäåôåêòîâ,îòâåòñòâåííûõçàïî- ÿâëåíèåóðîâíåé,çàâèñÿòîòäîçûèìïëàíòàöèèýðáèÿè êèñëîðîäà. ÀâòîðûáëàãîäàðíûÒ.Ì.Ìåëüíèêîâîé,Å.Î.Ïàðøèíó èÀ.Â.Øåñòàêîâóçàïîìîùüïðèèçãîòîâëåíèèîáðàçöîâ. Ðàáîòà÷àñòè÷íîïîääåðæàíàÐîññèéñêèìôîíäîìôóí- äàìåíòàëüíûõèññëåäîâàíèé ãðàíò¹99-02-17750 INTAS ãðàíò¹99-01872 Ñïèñîêëèòåðàòóðû 1]G.Franzo,S.Co a,F.Priolo,C.Spinella.J.Appl.Phys., 2]À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Í.À.Ñîáîëåâ,Ï.Å.Õàêóàøåâ,Ì.À.Òðè- øåíêîâ.ÔÒÏ, ,965 3]Í.À.Ñîáîëåâ,À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Þ.À.Íèêîëàåâ.ÔÒÏ, 4]N.A.Sobolev,A.M.Emel’yanov,K.F.Shtel’makh.Appl.Phys. Lett., ,1930 5]A.M.Emel’yanov,N.A.Sobolev,A.N.Yakimenko.Appl.Phys. Lett., ,1223 6]Í.À.Ñîáîëåâ,À.Ì.Åìåëüÿíîâ,Þ.À.Íèêîëàåâ,Â.È.Âäî- âèí.ÔÒÏ, ,660 7]N.A.Sobolev,Yu.A.Nikolaev,A.M.Emel’yanov, K.F.Shtel’makh,P.E.Khakuashev,M.A.Trishenkov. J.Luminesc., ,315 8]Æ.Áóðãóýí,Ì.Ëàííî. Òî÷å÷íûåäåôåêòûâïîëóïðî- âîäíèêàõ.Ýêñïåðèìåíòàëüíûåàñïåêòû Ïåð.ñàíãë.ïîä ðåä.Â.Ë.Ãóðåâè÷à Ì.,Ìèð,1985 ÐåäàêòîðÒ.À.Ïîëÿíñêàÿ Capacitance-voltagecharacteristics ofthe -structuresbasedon dopedwitherbiumandoxygen A.M.Emel’yanov,N.A.Sobolev,A.N.Yakimenko ePhysicotechnicalInstitute, RussianAcademyofSciences,

Приложенные файлы

  • pdf 6992042
    Размер файла: 155 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий