Исследование неравновесных электронных процессов в германии с примесями халькогенов

• Автор: Радчук, Наталия Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.2. Зонная структура германия и кремния

1.2. Теория примесных центров в полупроводниках

1.3. Поведение примесей халькогенов в германии

1.4. Возбужденные состояния халькогенов в германии

1.5. Твердые растворы Gei.x Six

1.6. Влияние глубоких примесей на процессы в р-n переходах

Глава II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ # ОБРАЗЦОВ.

2.1. Оптические методы исследования - основные положения

2.2. Установка для оптических измерений

2.3. Установка для измерения эффекта Холла

2.4. Установка для определения времени жизни в полупроводниках
2.5. Установка для регистрации вольтамперных характеристик
2.6. Технология получения материалов с заданными свойствами и изготовление образцов
2.7. Источники погрешностей при записи оптических спектров
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Исследование образцов германия методом эффекта Холла
3.2. Фотопроводимость германия легированного Те, Se, S
3.3. Фотопроводимость твердых растворов Gei_x Six с примесями
Те и Se

3.4. Электрические свойства германиевых р-ьп - структур с примесями халькогенов
3.5. Исследование релаксационных свойств р-ьп - диодов Се:8е
3.6. Примесная фотопроводимость в германиевых р-ьп - диодах с примесями Те, 8е,
3.7. Обсуждение экспериментальных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список публикаций по теме диссертации
Список используемой литературы

Кремний и германий уже давно являются основными материалами для производства полупроводниковых приборов. Хорошо отработана технология получения монокристаллов и ве очень высокой степени чистоты, но в реальных кристаллах всегда присутствуют дефекты, которые и определяют многие свойства полупроводников. Типичный точечный дефект - введенный в решетку полупроводника атом другого химического элемента, т.е. атом примеси. Легирование ве и элементами П1-У группы Периодической системы приводит к появлению в запрещенной зоне энергетических уровней, лежащих вблизи границ зон с энергиями порядка 0,01 эВ, это «мелкие» примеси. Уровни элементов VI группы лежат глубоко в запрещенной зоне, это «глубокие» примеси. При этом влияние глубоких центров на параметры полупроводниковых материалов гораздо разнообразнее, чем мелких. Так, например, в 5-омном п-кремнии (Ммел=1015см'3) изменение концентрации мелкой примеси на 1% практически не скажется на параметрах материала, но наличие золота с концентрацией Ыгл =0,01 Ымел «1013см'3 приведет к значительному уменьшению времени жизни носителей [81].
Глубокие примесные уровни в полупроводниках могут являться как центрами прилипания, так и рекомбинации. Следовательно, их введение может увеличивать скорость рекомбинации, резко уменьшая времена жизни неосновных носителей тока, что необходимо для увеличения быстродействия активных элементов некоторых полупроводниковых приборов, в частности, инжекционных лазеров.
Если в исходный низкоомный материал п-или р-типа ввести глубокую примесь в концентрации, сравнимой с концентрацией исходной мелкой примеси, то вследствие перераспределения носителей тока между мелкими и глубокими примесными состояниями можно получить компенсированный материал с высоким удельным сопротивлением.

Многие характеристики фотопроводимости очень чувствительны к примесям. В примесных полупроводниках, поглощению света, как правило, соответствует положительное приращение электропроводности за счет увеличения концентрации носителей в зонах. Но в некоторых спектральных интервалах, очень редко, наблюдается уменьшение фотопроводимости {отрицательная фотопроводимость (ОФП)}, вызванная изменением зарядового состояния центров рекомбинации. Следует подчеркнуть, что при ОФП электропроводность становится меньше термически равновесной, в отличие от оптического гашения (ОГ). Явления ОГ наблюдаются при возбуждении собственной ФП, когда образец освещается светом с энергией больше Её. Одновременно освещают светом из примесной области. Если ФП образца при этом уменьшается, то говорят, что собственная ФП гасится.
Но измерение только фотопроводимости не дает информации о типе возникающих носителей тока. Ее можно получить из измерений эффекта Холла и проводимости.
2.3. Установка для измерения эффекта Холла.
Наряду с оптическими методами для получения более полной информации, необходимо параллельно исследовать образцы методом эффекта Холла. Установка [3*] сконструирована и изготовлена в соответствии с двухчастотным методом измерения, т.е. на переменном токе и в переменном магнитном поле, что устраняет влияния неэквипотенциальности холловских зондов, инжекции с контактов, всех термоэлектрических эффектов. Измерение сигналов на переменном токе обеспечивает высокую чувствительность системы, и позволило применить малогабаритный магнит, питаемый непосредственно от сети 220 Вольт. Электронные узлы облегчают автоматизацию процесса измерений, в частности, запись на двухкоординатном самописце результатов в координатах: логарифм концентрации в функции обратной температуры. Устройство позволяет регистрировать температурные