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 его 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
Èìïëàíòàöèÿèîíîâýðáèÿñýíåðãèÿìè2.0è1.6ÌýÂ
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