Материаловедение и технология. Полупроводники
Проведены исследования состава диффузионных слоев кремния, легированного редкоземельным элементом эрбием. Диффузия проведена из оксидной пленки эрбия, созданной на поверхности пластины кремния. Методом вторичной ионной массспектрометрии определены концентрационные профили эрбия и кислорода в кремнии. Профиль электрически активного эрбия определен методом измерения поверхностного сопротивления и подвижности носителей заряда при последовательном стравливании слоев. Рассчитан коэффициент диффузии эрбия при температуре 1240 оС, его значение составило 4,8 • 10−13 см2 • с−1. Предложена модель одновременной диффузии эрбия и кислорода в кремний, учитывающая процесс связывания эрбия и кислорода в комплексы. Путем сравнения результатов численного моделирования с экспериментальными данными показано их хорошее совпадение для приповерхностной области диффузионного слоя.
Материаловедение и технология. Магнитные материалы
Моделирование процессов и материалов
Эпитаксиальные слои и многослойные композиции
Опыт эксплуатации солнечных элементов (СЭ) на основе гидрогенизированного аморфного кремния показал, что, помимо низкой эффективности, эти преобразователи значительно быстрее деградируют по сравнению с СЭ на основе монокристаллического кремния. Процессы, которые опреде- ляют деградацию СЭ на аморфных материалах, изучены недостаточно, а также известны сообщения о дегра- дации подобных образцов без света. Проведен эксперимент по сравнению особенностей изменения во времени основных параметров преобразо- вателя в темноте и под действием естественного освещения. Продемонстрировано снижение тока короткого замыкания в образцах, выдержанных в темноте. Показано, что изменение этого параметра у засвеченных образцов в среднем такое же, а для отдельных образцов падение тока короткого замыкания существенно больше. Это свидетельствует о том, что наблюдаемый эффект не связан с эффектом Стеблера—Вронского.
Исследованы характеристики мало- мощных и силовых тиристоров на основе бездислокационных монокристаллов кремния, легированных германием в диапазоне концентраций NGe ~ (0,05÷1,5) ⋅ 1020 см−3. С использованием методов обработки экспериментальных данных в среде STATISTICA и MathCAD оценены критериальные параметры тиристоров при действии облучения и высоких температурных градиентов. Показана целесообразность использования кремния, легированного германием, для повышения термической стабильности и радиационной стойкости приборов, подвергнутых действию γ−облучения в диапазоне доз до 2,94⋅ 106 мЗв.
Выявлена существенная зависимость деформационного состояния кристаллической решетки пленок GaAs, выращенных методом молекулярнолучевой эпитаксии от способа зарождения первых слоев прослойки GaP (50 нм) на вицинальной подложке Si(001) 4° вокруг оси <011>. Рост GaP начинался послойно с галлиевого или фосфорного подслоя. Установлено, что в случае зарождения GaP с галлия, пленка GaAs имеет значительный поворот кристаллической решетки вокруг направления <011>. При фор- мировании прослойки с фосфорного подслоя заметен поворот пленки GaAs вокруг <001>. Степень релаксации пленки составляет более 100 %, она находится в латерально растянутом состоянии. Анализ проведен с использованием модели триклинных искажений. Представлена карта рассеяния в обратном пространстве, полученная с помощью рентгеновской дифрактометрии в трехосевой схеме малого разрешения. На карте явно виден факт поворота кристаллической решетки пленки GaAs.
Наноматериалы и нанотехнологии
Проведено детальное исследование пленочных структур Si−квантовые точки/SiOx, полученных по новой фтороводородной технологии формирования наночастиц кремния в пористой матрице оксида кремния. Предложен физический механизм влияния химической обработки в парах HF на воздухе на структурные и свето- излучающие свойства пленочных пористых систем с наноразмерным кремнием. Показано, что пассивация оборванных связей на поверхности Si−нановключений в результате обработки происходит при участии атомов кислорода, фтора и водорода, что на два порядка величины ослабляет безызлучательный канал рекомбинации. Предложена модель, объясняющая сдвиг спектра фотолюминесценции в область голубого свечения в результате обработки вследствие уменьшения размеров Si−квантовых точек при окислении их поверхностного слоя.
Физические свойства и методы исследования
Предложен принципиально новый метод измерения параметров энергетических уровней в запрещенной зоне полупроводников от 0,07 до 0,4 эВ, основанный на интегрировании релаксирующего заряда этих уровней и дифференцировании интеграла заряда модулированием ширины временного окна импульса напряжения смещения малой амплитуды. Представлен мате- матический аппарат предложенного метода, позволяющий моделировать температурный спектр энергетических уровней. Показано, что определение энергетического положения глубокого уровня возможно при одном проходе температурного сканирования, что снижает трудоемкость эксперимента. Проведено экспериментальное исследование энергетических уровней в светодиодной структуре зеленого свечения на основе AlGaN/InGaN/GaN. Выявлены уровни ∆Et = 0,14 ± 0,01 и ∆Et = 0,2 ± 0,015 эВ предположительно принадлежащие VGa и Mg соответственно.
ISSN 2413-6387 (Online)