О роли примесей в формировании электронных свойств и пиннинга дислокаций в кремнии

• Автор: Бадылевич, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
§1.1 Дислокации в кремнии и роль примесей в формировании их свойств
§1.1.1 Особенности использования ОЬТБ-спектроскопии для исследования дислокаций в кремнии
§1.1.2 Захват и эмиссия носителей заряда на протяженных дефектах: эффект кулоновского барьера и туннелирования между состояниями
§1.1.3 Качественные критерии для определения типа состояний по поведению ОЬТ5-спектров
§ 1.1.4 Экспериментальные результаты изучения дислокационных уровней при помощи метода ОБТв
§1.1.5 Излучательная рекомбинация носителей в пластически деформированном кремнии («дислокационная люминесценция»). 22 §1.1.6 Влияние дислокационной предыстории на электронные свойства дислокаций
§ 1.2 Роль спиновой подсистемы при взаимодействии структурных
дефектов в твердых телах (спин-зависимые реакции дефектов)
§ 1.2.1 Общие принципы протекания спин-зависимых реакций
§ 1.2.2 Обзор результатов по «магнито-пластическим эффектам»
§1.3 Подвижность и стартовые напряжения для движения дислокаций в кремнии
§1.4. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
§2.1 Исходные характеристики образцов использованных в работе
§2.2 Измерения подвижности и стартовых напряжений для движения индивидуальных дислокаций
§2.3 Приготовление образцов с высокой плотноситью дислокаций для исследования методами РЫБ и люминесценции. Проведение алюминиевого и фосфорного гетерирования и водородной пассивации. 74 §2.4 Измерения БЬТБ
§2.5 Измерения люминесценции и ЬВ1С
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ СПИН-ЗАВИСИМЫХ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Д ИСЛОКАЦИЙ С КИСЛОРОДОМ В КРЕМНИИ
§3.1 Влияние постоянного магнитного поля на стартовые напряжения для движения индивидуальных дислокаций
§3.2 Влияние термической предыстории дислокаций на величину эффекта изменения стартовых напряжений дислокаций после действия магнитного поля
§3.3 Совместное влияние постоянного и микроволнового магнитных полей на величину стартовых напряжений для движения индивидуальных дислокаций в Си-Бь
§3.4 Интерпретация экспериментальных результатов представленных в главе 3
ГЛАВА 4. РОЛЬ ПРИМЕСИ В ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ И БЕЗИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ РЕКОМБИНАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ НА ДИСЛОКАЦИЯХ
§4.1 Изменение концентрации глубоких уровней и интенсивности люминесценции после гетерирования алюминием пластически деформированного кремния
§4.2 Влияние на фотолюминесценцию декорированием дислокаций примесью Ni
§4.3 Влияние водородного пассивирования и фосфорного гетерирования на квантовую эффективность дислокационной люминисценции и спектры DLTS дислокаций
§4.4.1 Исследование электролюминесценции в дислокационныхр-п структурах
§4.4.2 Спектры излучения, эффективность, характерное время отклика и спектры оптического поглощения наших дислокационных светодиодов
§4.5 Обсуждение результатов представленных в главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

§13 Подвижность и стартовые напряжения для движения дислокаций в кремнии.
С позиции движения дислокаций кремний представляет собой кристалл с глубоким потенциальным рельефом Пайерлса, определяющим закономерности их подвижности [126]. В работе [127] дано строгое обоснование пайерлсовскому механизму (впервые предложенному в [128]) движения дислокаций в совершенном кристалле.
В случае, если приложенное напряжение недостаточно для над барьерного движения реализуется термоактивационный механизм движения дислокаций [126]. В отличие от вязкого движения, для термоактивационного характерной является экспоненциальная зависимость скорости дислокации V от температуры Т:
где т - величина касательных напряжений, действующих в плоскости скольжения, У0 - предэкспоненциальный множитель, слабо зависящий от Т, и(т) - энергия активации движения дислокации, к - постоянная Больцмана.
Барьерами, определяющими И(т) для движения дислокаций могут служить как собственный потенциальный рельеф кристаллической решетки, так и локальные неоднородности кристалла, создаваемые точечными (примесные атомы, вакансии, кластеры) и линейными (дислокации, лежащими в других плоскостях) дефектами кристаллической решетки. Так как данная работа посвящена изучению взаимодействия дислокаций с примесными атомами, в дальнейшем будем рассматривать актентировать внимание на этот аспект.
Первые измерения скоростей дислокаций в элементарных полупроводниках Б1 и ве, а также в соединениях А3В5 были проведены в работе [129]. В ходе этих измерений методом двойного избирательного травления фиксировался пробег дислокационных рядов, зародившихся в
(1.3)