Диффузия S, Se и Тe проводилась, используя низкотемпературный способ легирования


Download 20.13 Kb.
Sana03.03.2022
Hajmi20.13 Kb.
#596489
Bog'liq
Rtsyknsteatrky, Reja Kichik nashriyot tizimlari, Reja Kichik nashriyot tizimlari, 5-sinf uchun test, zakovat uchun maxsus, zakovat uchun maxsus, OBOD QISHLOQ, fuqorolik jamiyati, lexicology, 14 innovatsion, 1276 5 - mavzu ped mah, Русча вариант, qisasi rabguziy ziyouz com, 2 5303358194704189156, elektron darsliklarning asosij khossa

7. Диффузия S, Se и Тe проводилась, используя низкотемпературный способ легирования. Полученных на основе высокотемпературной диффузии, этих примесных атомов должен быть очень маленький коэффициент диффузии и растворимости в кремнии. прямого использования зависимостей D и N от температуры полученных на основе высокотемпературной диффузии невозможно. Так как значение коэффициента диффузии и растворимости примеси при этом получается на 102104 порядка больше, чем ожидаемые значения. В процессе легирования примесными серы, селенам и теллурам имеет место сильная эрозия поверхности кремния. Поэтому нам потребовалось разработать новый способ легирования подобранных примесей в кремний посредством процесса диффузии. Диффузия проводится в несколько этапов с постепенным повышением температуры. При этом температура, время выдержки в каждый определенный этап, регулируются таким образом, что давления паров диффузантов в кварцевой ампуле постепенно увеличивались, но и не превышали 0.5 атм, что позволяет практически полностью исключить эрозию поверхности кремния.
Следует также отметить, что эти элементы создают в запрещенной зоне несколько глубоких уровней, но основная часть введенных атомов находится в электронейтральном состоянии (90÷99,99) %. В условиях высокотемпературного диффузионного легирования, практически все элементы переходных групп образуют силициды атомами кремния. Поэтому можно предполагать, что легирование кремния элементами переходных групп с помощью высокотемпературной диффузии не позволяет получать бинарные комплексы. В связи с этим нами был предложен новый способ легирования кремния так, называемое низкотемпературное и поэтапное легирование.
8. После диффузии в образцах, которые легировались обычным способом, имела место значительная эрозия поверхности до глубин порядка 180-200 мкм (рис. 1). Как показали экспериментальные результаты, в легированных образцах, полученных по разработанной технологии, практически полностью отсутствует эрозия поверхности кристаллов. Кроме того, в результате исследования электрических свойств кремния, легированных элементами VI группы по разработанной технологии, было выявлено, что в этих образцах концентрация электроактивных атомов S, Se,Te увеличивается почти в 1-1.5 раза, чем в образцах, легированных по обычной технологии при такой же температуре.
10. При азотном температуре в образцах Si и Si четко проявляется фотоответ, связанный с донорными энергетическими уровнями этих примесей в кремнии. в образцах Si не были обнаружены примесные уровни, относящиеся к сере и марганцу. Этот факт подтверждает формирование электронейтральных молекул S++Mn--.
Эти результаты показывают экспериментально установлено образование электронейтральных молекул между атомами Mn и S, которые возможно приводят к формированию новых бинарных элементарных ячеек в решетке кремния.


12. За счет диффузионного легирования марганцем возникает градиент концентрации положительных многозарядных центров, что приводит к формированию электрического поля, отталкивающего дырки от лицевой поверхности (n+-слоя). Это может ослабить поверхностную рекомбинацию.
Эти результаты показывают, что легирование атомами марганца, увеличивает эффективность фотоэлементов в видимой области спектра.
13. Эти график показывают, что для элементов с достаточно глубоким р‑n‑переходом, полученным легированием теллуром, легирование примесными атомами марганца с дальнейшей дополнительной термообработкой ухудшает их основные параметры. Однако изменение параметров зависит от температуры дополнительного термоотжига, что свидетельствует об изменении состояния атомов марганца в процессе термообработки. Эти результаты показывают, что при температуре 650˚C происходит интенсивное образования комплексов теллур-марганец.
14. После диффузии происходит инверсия знака проводимости, т.е. образцы приобретают исходный (p-тип) проводимости, а их удельное сопротивление уменьшается, что и исходные образцы - т.е. p-тип проводимости с ρ=5÷7 Ом·см.
15. После диффузии марганца концентрацию междоузельного оптического активного кислорода в образцах кремния измеряли Фуре спектрометром в области 9 мкм (1106 см-1). Легирование кремния марганцем приводит к уменьшению концентрации оптически активного кислорода. Эти результаты также могут быть объяснены химическим взаимодействием атомов марганца и кислородных оптически активных центров, однако из-за низкой растворимости марганца в кремнии при температуре диффузии эффект воздействия мал.
16. Si Si c делали дополнительный отжиг, после дополнительной термообработки в контрольных образцах, отожжённых в течении более t>5 часов, наблюдается повышение удельного сопротивления, что свидетельствует о генерации термодоноров (кривая 1). В то же время электрические параметры образцов, легированных марганцем, остаются практически без изменений (кривая 2). На основе полученных результатов, мы предлагаем следующую модель формирования электронейтральных молекул за счет взаимодействия между атомами марганца и кислорода.
17. Концентрация определялась как разность растворимости атомов Mn в интервале Т=1175÷1300 ˚С и концентрации электроактивных атомов Mn в образцах, полученных после диффузии N=N0Mn-N1Mn, где N0Mn – растворимость марганца при данной температуре диффузии, N1Mn – концентрация электроактивных атомов марганца при этой же температуре. Для компенсированных образцов N1Mn=p0-p1, для перекомпенсированных образцов N1Mn =p0+n+f1(E1)+f2(E2), где p0 – концентрация дырок в исходном материале, p1 – концентрация дырок в компенсированных образцах. f1(E1) – степени заполнения первого энергетического уровня марганца, f2(E2) – степени заполнения второго энергетического уровня марганца. Значение p0, p1, n, а также f1(E1), f2(E2) определены решением уравнения нейтральности с использованием результатов эффекта Холла и значений энергетических уровней марганца в кремнии (E1=EC-0,27 эВ) и (E2=EC-0,5 эВ) [15-16]. Как видно из рисунка концентрация комплексов с ростом температуры диффузии растет и при T=1300˚C достигает N~(3÷4)1016 см-3. Эта концентрация сравнима с растворимостью Mn при этой температуре.
18. Анализируя данные, приведённые в таблице 1 можно указать на наличие чёткой корреляции между температурой наиболее эффективного образования комплексов (Tэфф˚С) с термодинамической энергией Гиббса ( ) соответствующих химических соединений.
Наличие чёткой корреляции между температурой наиболее эффективного комплексообразования с энергией Гиббса соответствующих соединений явно свидетельствует в пользу химической природы комплексов O, S, Se, Te с атомами марганца. Иными словами, в процессе взаимодействия элементов VI группы с примесью марганца в кремнии имеет место образование электронейтральных химически связанных комплексов между центром замещения элементов VI группы с центрами замещения марганца.

Download 20.13 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2022
ma'muriyatiga murojaat qiling