Вплив різних режимів термічної обробки на електричні властивості та мікроструктуру n-Si

Автори Г.П. Гайдар1, П.І. Баранський2
Приналежність

1Інститут ядерних досліджень НАН України, пр. Науки, 47, 03028 Київ, Україна

2Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України, пр. Науки, 45, 03028 Київ, Україна

Е-mail gaydar@kinr.kiev.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 4
Дати Одержано 10 березня 2020; у відредагованій формі 15 серпня 2020; опубліковано online 25 серпня 2020
Посилання Г.П. Гайдар, П.І. Баранський, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 4, 04003 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(4).04003
PACS Number(s) 61.82.Fk
Ключові слова Кремній (82) , Термічний відпал (5) , Швидкість охолодження, Концентрація носіїв заряду (4) , Рухливість носіїв заряду (2) , Мікроструктура (20) .
Анотація

Виявлено особливості змін електричних властивостей і мікроструктури монокристалів кремнію n-типу, легованих домішкою фосфору різними методами (через розплав і методом ядерної трансмутації), в залежності від умов термічних обробок, які широко використовуються в дослідженнях з напівпровідниками і при створенні приладів на їх основі. Метод ядерної трансмутації базується на перетвореннях ізотопів кремнію при захопленні ними теплових нейтронів. Принципова відмінність цього методу від металургійного способу легування полягає в тому, що легуючі домішки не вводяться у вихідний матеріал ззовні, а утворюються в процесі опромінення безпосередньо з атомів матеріалу, який легують. За допомогою трансмутаційного легування можна отримувати високу однорідність розподілу домішок, що забезпечується випадковим розподілом ізотопів, рівномірністю нейтронного потоку і невеликими перерізами захоплення нейтронів, а також високу точність легування, внаслідок пропорційності концентрації введених домішок часу опромінення (при сталому нейтронному потоці). Встановлено, що ступінь дефектності відпалених кристалів n-Si залежить не тільки від часу високотемпературного відпалу, а й від швидкості охолодження зразків. Виявлено, що тривалий високотемпературний відпал зразків n-Si, незалежно від способу легування, сприяє генерації глибоких донорних центрів у разі як повільного, так і швидкого охолодження, і знижує концентрацію носіїв заряду в зразках, легованих через розплав, у 1,5-2 рази, а в трансмутаційно легованих – у 1,5-3,5 рази, причому в останньому випадку ефект сильніше виражений у разі швидкого охолодження.

Перелік посилань