ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СПЕКТРАХ ИК–ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРИМЕСЕЙ В КРЕМНИИ–28, 29 И 30 С ВЫСОКИМ ИЗОТОПНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ
Аннотация
Представлены результаты исследования спектров ИК−поглощения мелких доноров и акцепторов в высокочистых монокристаллах стабильных изотопов кремния 28Si(99,99%), 29Si(99,92%) и 30Si(99,97%), выращенных методом бестигельной зонной плавки. Определено содержание остаточных примесей бора, фосфора и мышьяка в исследуемых монокристаллах с пределом обнаружения 1 · 1012, 4 · 1011 и 1 · 1012 ат/см3 соответственно. Результаты ИК спектроскопического определения содержания мелких доноров и акцепторов хорошо согласуются с данными о концентрации свободных носителей заряда, полученными из измерений эффекта Холла. Изучены параметры линий поглощения примесей бора и фосфора в ионокристаллах изотопов кремния. Показано, что изменение изотопного состава кремния приводит к сдвигу энергетического спектра мелких примесных центров в область высоких энергий с ростом атомной массы изотопа.
Ключевые слова
Об авторах
Т. В. Котерева
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
кандидат хим. наук, научный сотрудник, Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН, 603095, г. Н. Новгород, ул. Тропинина, д. 49
А. В. Гусев
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
доктор хим. наук, зав. лабораторией, Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых
РАН, 603095, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, д. 49
В. А. Гавва
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
кандидат хим. наук, вед. научный сотрудник, Институт химии высокочистых веществ
им. Г. Г. Девятых РАН, 603095, г. Н. Новгород, ул. Тропинина, д. 49
Е. А. Козырев
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
аспирант, Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН, 603095, г. Н. Новго-
род, ул. Тропинина, д. 49
Список литературы
1. Девятых, Г. Г. Высокочистый монокристаллический моноизотопный кремний−28 для уточнения числа Авогадро / Г. Г. Девятых, А. Д. Буланов, А. В. Гусев, И. Д. Ковалев, В. А. Крылов, А. М. Потапов, П. Г. Сенников, С. А. Адамчик, В. А. Гавва, А. П. Котков, М. Ф. Чурбанов, Е. М. Дианов, А. К. Калитеевский, О. Н. Годисов, Х.−Й. Поль, П. Беккер, Х. Риман, Н. В. Абросимов // ДАН. − 2008. − Т. 421, № 1. − С. 61—64.
2. Гусев, А. В. Получение монокристаллического моноизотопного кремния−29 / А. В. Гусев, В. А. Гавва, Е. А. Козырев, А. М. Потапов, В. Г. Плотниченко //Неорган. материалы. − 2011. − Т. 47, № 7. − С. 773—776.
3. Cardona, M. Isotope effects on the optical spectra of semiconductors / M. Cardona, M. L. Thewalt // Rev. of Modern Phys. − 2005. − N 77. − P. 1173—1224.
4. Karaiskaj, D. Dependence of the ionization energy of shallow donors and acceptors in silicon on the host isotopic mass / D. Karaiskaj, T. A. Meyer, M. L. W. Thewalt, M. Cardona // Phys. Rev. B. − 2003. − V. 68, N 7. − P. 121201−1−4.
5. Steger, M. Shallow impurity absorption spectroscopy in isotopically enriched silicon / M. Steger, A. Yang, D. Karaiskaj, M. L. W. Thewalt, E. E. Haller, J. W. Ager III, M. Cardona, H. Riemann, N. V. Abrosimov, A. V. Gusev, A. D. Bulanov, A. K. Kaliteevskii, O. N. Godisov, P. Becker, H.−J. Pohl. // Ibid. − 2009. − V. 79. − P. 205210− 1−7.
6. Ковалев, И. Д. Измерение изотопного состава изотопно-обогащенного кремния и его летучих соединений методом лазерной масс−спектрометрии / И. Д. Ковалев, А. М. Потапов, А. Д. Буланов // Масс−спектрометрия. − 2004. − Т. 1, № 1. − С. 37—44.
7. Baber, S. Ch. Net and total shallow impurity analysis of silicon by low temperature fourier transform infrared spectroscopy / S. Ch. Baber // Thin solid films. − 1980. − V. 72, Iss. 1. − P. 201—210.
8. Kolbesen, B. O. Simultaneous determination of the total content of boron and phosphorus in high−resistivity silicon by IR spectroscopy at low temperature / B. O. Kolbesen // Appl. Phys. Lett. − 1975. − V. 27. − P. 353—355.
9. Lewis, R. A. Spectroscopic and piezospectroscopic studies of the energy states of boron in silicon / R. A. Lewis, P. Fisher, N. A. McLean // Australian J. Physics. − 1994. − V. 47. − P. 329—360.
10. Zakel, S. Infrared spectrometric measurement of impurities in highly enriched `Si28` / S. Zakel, S. Wundrack, H. Niemann, O. Rienitz, D. Schiel // Metrologia. − 2011. − V. 48. − P. 14—19.
11. ASTM Designation: F 1630−00 Standard test method for low temperature FT−IR analysis of single crystal silicon for III−V impurities. − P. 1—7.
Для цитирования:
Котерева Т.В., Гусев А.В., Гавва В.А., Козырев Е.А. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СПЕКТРАХ ИК–ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРИМЕСЕЙ В КРЕМНИИ–28, 29 И 30 С ВЫСОКИМ ИЗОТОПНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2012;(4):4-8. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-4-4-8
For citation:
Kotereva V.T., Gusev A.V., Gavva V.A., Kozyrev E.A. Isotopic Effects in Spectra of Electrically Active Impurities in Silicon−28, 29 and 30 with High Isotopic Enrichment. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2012;(4):4-8. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-4-4-8
Просмотров: 514
Послать статью по эл. почте 