Исследование разупорядоченных областей в облученных протонами кристаллах n-Si с помощью холловских измерений

Автор(и)

  • T. A. Pagava Georgian Technical University
  • M. G. Beridze Georgian Technical University
  • N. I. Maisuradze Georgian Technical University
  • L. S. Chkhartishvili Georgian Technical University
  • I. G. Kalandadze Georgian Technical University

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe58.08.0773

Ключові слова:

разупорядоченные области, протонное облучение, эффективная холловская подвижность, кремний

Анотація

Целью работы является исследование природы и размеров разупорядоченных областей, создаваемых в монокристаллах n-Si облучением высокоэнергетическими (25 МэВ) протонами, посредством холловских измерений электрофизических параметров. Использовались зонноплавленные образцы, легированные фосфором с концентрацией 6x10^13 cm^-3. Облучение проводилось при комнатной температуре в интервале доз (1,8–8,1)x10^12 cm^-2. В ряде образцов, в зависимости от дозы облучения и температуры изохронного отжига, наблюдалось резкое увеличение эффективной холловской подвижности мeff, что объясняется образованием в образцах при их облучении высокоэнергетическими протонами “металлических” включений, т.е. областей с проводимостью существенно выше по сравнению с проводимостью полупроводниковой матрицы. Радиус подобных областей оценен как Rm < 80 нм. Высказано предположение, что “металлические” включения являются наноразмерными атомными кластерами.

Посилання

<ol>

<li> M.G. Milvidskii and V.V.Chaldyshev, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 32, 513 (1998).
</li>
<li> Nonlinear Laser Dynamics – From Quantum Dots to Cryptography, edited by K. L¨udge (Wiley-VCH, Weinheim, 2012).
</li>
<li> N.T. Bagraev, A.D. Bouravluev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, V. Romanov, and S.A. Rykov, Def. Diff. Forum 237–240, 1049 (2005).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.237-240.1049">https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.237-240.1049</a>
</li>
<li> W. Bogaerts, P. de Heyn, Th. van Vaerenbergh, K. de Vos, Sh.K. Selvaraja, T. Claes, P. Dumon, P. Bienstman, D. van Thourhout, and R. Baets, Laser Photon. Rev. 6, 47 (2012).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1002/lpor.201100017">https://doi.org/10.1002/lpor.201100017</a>
</li>
<li> J.M. van den Broek, L.A. Woldering, R.W. Tjerkstra, F.B. Segerink I.D. Setija, and W.L. Vos, Adv. Funct. Mater. 22, 25 (2012).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1002/adfm.201101101">https://doi.org/10.1002/adfm.201101101</a>
</li>
<li> N. Notman, Mater. Today 15, 364 (2012).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1016/S1369-7021(12)70160-8">https://doi.org/10.1016/S1369-7021(12)70160-8</a>
</li>
<li> J.H. Petermann, D. Zielke, J. Schmidt, F. Haase, E.G. Rojas, and R. Brendel, Prog. Photovolt. Res. Appl. 20, 1 (2012).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1002/pip.1129">https://doi.org/10.1002/pip.1129</a>
</li>
<li> A.C. Warren, J.M. Woodall, J.L. Freeouf, D. Grischkowsky, D.T. McInturff, M.R. Melloch, and N. Otsuka, Appl. Phys. Lett. 57, 1331 (1990).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1063/1.103474">https://doi.org/10.1063/1.103474</a>
</li>
<li> J.R. Srour, Ch.J. Marshall, and P.W. Marshall, IEEE Trans. Nucl. Sci. 50, 653 (2003).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1109/TNS.2003.813197">https://doi.org/10.1109/TNS.2003.813197</a>
</li>
<li> I. Brodie and J.J. Muray, The Physics of Microfabrication (Plenum Press, New York, 1982).
</li>
<li> V.S. Vavilov, B.N. Gorin, and N.S. Danilin, Radiation Methods in Solid-State Electronics (Radio i Svyaz', Moscow, 1990) (in Russian).
</li>
<li> V.V. Kozlovskii, V.A. Kozlov, and V.N. Lomasov, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 34, 129 (2000).
</li>
<li> V.A. Kozlov and V.V. Kozlovskii, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 35, 769 (2001).
</li>
<li> V.I. Kuznetsov and P.L. Lugakov, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 13, 625 (1979).
</li>
<li> V.I. Kuznetsov and P.L. Lugakov, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 14, 1924 (1980).
</li>
<li> R.F. Konopleva, V.L. Litvinov, and N.A. Ukhin, The Features of Radiation-Induced Damage of Semiconductors by High-Energy Particles (Atomizdat, Moscow, 1971) (in Russian).
</li>
<li> E.V. Kuchis, Galvano-Magnetic Effects and Methods of Their Research (Radio i Svyaz', Moscow, 1990) (in Russian).
</li>
<li> I.V. Antonova, S.S. Shaimeev, and S.A. Smagulova, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 40, 557 (2006).
</li>
<li> R.F. Konopleva and V.I. Ostroumov, Interaction of HighEnergy Charged Particles with Germanium and Silicon (Atomizdat, Moscow, 1975) (in Russian).
</li>
<li> L.S. Milevskii, T.M. Tkacheva, and T.A. Pagava, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 69, 2132 (1975).
</li>
<li> A.L. Aseev, L.I. Fedina, D. Hoehl, and H. Barsch, Clusters of Interstitial Atoms in Silicon and Germanium (Akademie-Verlag, Berlin, 1994).
</li>
<li> L. Palmetshofer and J. Reisinger, J. Appl. Phys. 72, 21676 (1992).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.1063/1.351606">https://doi.org/10.1063/1.351606</a>
</li>
<li> P. Hazdra and J. Vobeeky, Solid State Phenom. 69-70, 545 (1999).
&nbsp;<a href="https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.69-70.545">https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.69-70.545</a>
</li>
<li> N.A. Ukhin, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 6, 831 (1972).
</li>

</ol>

Опубліковано

2018-10-10

Як цитувати

Pagava, T. A., Beridze, M. G., Maisuradze, N. I., Chkhartishvili, L. S., & Kalandadze, I. G. (2018). Исследование разупорядоченных областей в облученных протонами кристаллах n-Si с помощью холловских измерений. Український фізичний журнал, 58(8), 773. https://doi.org/10.15407/ujpe58.08.0773

Номер

Розділ

Тверде тіло