Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

Анализ диффузионных профилей фосфора в германии в гетероструктуре In0.56Ga0.44P/Ge методом координатно-зависимой диффузии

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-2-

Аннотация

В работе анализируют профили распределения фосфора в германии в гетероструктуре  In0.56Ga0.44P/Ge, полученные при формировании мультикаскадного солнечного элемента. Диффузия фосфора проходила вместе с диффузией галлия в сильно легированную подложку германия, что наложило особенности на процесс диффузии.  В первую очередь совместная диффузия галлия и фосфора приводит к формированию не одного, а двух p-n переходов. Распределение коэффициента диффузии фосфора по глубине образца проводили двумя методами - Больцмана-Матано в варианте Зауэра-Фрейзе и методом координатно-зависимой диффузии. Показано, что учет дрейфовой компоненты в методе координатно-зависимой диффузии при анализе диффузионных профилей дает значения, более соответствующие известным литературным данным.  Тенденция увеличения DP  у границы гетероструктуры и уменьшения при приближении к основному переходу наблюдается для обоих методов расчета.  Увеличение DP  в области приповерхностного p-n перехода, поле которого направлено к границе раздела гетероструктуры, и уменьшение в области основного p-n перехода, поле которого направлено в противоположную сторону, так же как и наблюдаемый рост DP  с концентрацией электронов, позволяет сделать вывод, что диффузия в гетероструктуре идет в составе отрицательно заряженных комплексов PV, как и в случае диффузии одного компонента.

Об авторах

Илья М. Анфимов
НИТУ "МИСиС"
Россия
инженер каф. "ППЭ и ФПП"


Светлана Петровна Кобелева
НИТУ "МИСиС"
Россия
доцент каф. "ППЭ и ФПП"


А. В. Турутин
НИТУ "МИСиС"
Россия
аспирант каф. "ППЭ и ФПП"


Сергей Юрьевич Юрчук
НИТУ "МИСиС"
Россия
доцент каф. "ППЭ и ФПП"


В. М. Фомин
НИТУ "МИСиС"
Россия
аспирант каф. "ППЭ и ФПП"


Список литературы

1. Болтакс Б.И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках.-Л.: Наука,1972.-384c. Boltaks B. Diffusion in Semiconductors: Academic Press; 1963. 462 p.

2. Dunlap W. Diffusion of Impurities in Germanium. PhysRev. 1954; 94: 1531. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.94.1531.

3. Matsumoto S, Niimi T. Concentration dependence of a diffusion coefficient at phosphorus diffusion in germanium. J. Electrochem. Soc. 1978;125: 1307-1309.

4. Södervall U, Friesel M. Diffusion of Silicon and Phosphorus into Germanium as Studed by Secondary Ion Mass Spectrometry. Defect Diff. Forum. 1997; 143–147: 1053-1058. DOI:10.4028/www.scientific.net/DDF.143-147.1053.

5. Seeger A, Chik K. Diffusion Mechanism and Point Defects in Silicon and Germanium Phys. Stat. Sol.(B). 1968; 29: 455-39. DOI: https://doi.org/10.1002/pssb.19680290202.

6. Brotzmann S, Bracht H. Intrinsic and extrinsic diffusion of phosphorus, arsenic, and antimony in germanium. J. Appl. Phys. 2008; 103: 033508. DOI:https://doi.org/10.1063/1.2837103.

7. Canneaux T., Mathiot D., Ponpon J.-P., Leroy Y. Modeling of phosphorus diffusion in Ge accounting for a cubic dependence of the diffusivity with the electron concentration// Thin Solid Films 518 (2010) p.2394–2397.

8. Мерер Х. Диффузия в твердых телах. ИД «Интеллект», 2011 г. 535 стр.

9. Mehrer H. Diffusion in Solids. Fundametals, Methods, Materials, Diffusion-Controlled Proceses: Springer; 2007. 535 p.

10. N. A. Stolwijk and H. Bracht, Diffusion in Silicon, Germanium and Their Alloys, Landolt-Börnstein New Series Vol. III/33, Subvol. A _Springer, New York, 1998.

11. C. Claeys, E. Simoen Germanium-based technologies. From Materials to Devices. Elsevier.–2007, 476p.

12. S. Brotzmann, H. Bracht 2007 J. Appl. Phys. 103, 033508

13. A. Chroneos, R.W. Grimes, B.P. Uberuaga, S. Brotzmann, H. Bracht Diffusion and defect reactions between donors, C, and vacancies in Ge..Atomistic calculations of related complexesII. 2007 Appl. Phys. Lett. 91 192106.

14. H. Bracht, S. Schneider, R. Kube. 2011. Diffusion, doping issues in germanium. Microelectronic Engineering 88, 452–457.

15. H. Bracht, 2013. Point defect engineering strategies to retard phosphorous diffusion in germanium

16. Wang, C ; Li, C ; Huang, SH ; Lu, WF ; Yan, GM ; Zhang, MT ; Wu, HD; Lin, GY ; Wei, JB ; Huang, W. Appl. Surf. Sc. Том: 300 Стр.: 208-212 DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.02.041

17. Chroneos, ; Bracht, H. Diffusion of n-type dopants in germanium. Appl. Phys. Rev. 2014. V 1 Is. 1, 011301 DOI: 10.1063/1.4838215

18. Souigat, A; Aiadi, KE ; Daoudi, B The ratio of the contributions and activation energies to phosphorus diffusion from doubly negatively charged and triply negatively charged vacancies in germanium. IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES. 2015, Том: 61 Выпуск: 12 Стр.: 4047-4055 DOI: 10.1109/TED.2014.2364957

19. Green M. A., Emery K., Hishikawa Y., Warta W., Dunlop E. D. .//Progress in Photovoltaics:

20. Research and Applications. 2013. V 21. No 1. P 1.

21. King R. R., D. Bhusari, D. Larrabee, X.-Q. Liu, E. Rehder, K. Edmondson, H. Cotal,R. K.

22. Jones, J. H. Ermer, C. M. Fetzer, D. C. Law, N. H. Karam Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 20, no. 6, pp. 801–815, 2012.

23. Kalyuzhnyy N. A., Gudovskikh A. S., Evstropov V. V., Lantratov V. M., Mintairov S. A., Timoshina N. Kh., Shvarts M. Z., Andreev V. M. // Semiconductors, 2010, V. 44. P 1520.

24. Kobeleva S.P., Anfimov I.M., Yurchuk S.Yu., Vygovskaya E.A., Zhalnin B.V. Influence of In0.56Ga0.44P/Ge Heterostructure on Diffusion of Phosphor in Germanium within the Formation of Multiple Solar Cells. // Technical Physics Letters. 2013. V.39. N.1. P.27.

25. S.P. Kobeleva, I.M. Anfimov, S.Y. Yurchuk, A.V. Turutin. Some aspects of phosphorus diffusion in germany in nanostructure In0,01Ga0,99As/In0,56Ga0,44P/Ge. Journal of Nano- and Electronic Physics v. 4 No 4 04001 2013.

26. Zeeger K. Semiconductor Physics. Springer Berlin Heidelberg 2004 . DOI: 10.1007/978-3-662-09855-4 . 548 p.

27. Малкович Р.Ш. К анализу координатно-зависимой диффузии. ЖТФ т. 76, вып. 2 вып. (2006) с. 137-140.


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (587KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Анфимов И.М., Кобелева С.П., Турутин А.В., Юрчук С.Ю., Фомин В.М. Анализ диффузионных профилей фосфора в германии в гетероструктуре In0.56Ga0.44P/Ge методом координатно-зависимой диффузии. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2018;21(2). https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-2-

For citation:


., ., ., ., . . Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2018;21(2). https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-2-

Просмотров: 18


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)