Исследование некоторых свойств компенсированных твердых растворов кремний-германий и приборных структур на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

2 2 m

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАУЧНО - ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ФИЗИКА - СОЛНЦЕ" ИМЕНИ С.А.АЗг1МОВА ФИЗИКО - ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ С.В.СТАРОДУБЦЕВА

. На правах рукописи 621.315.592

МАТЧАНОВ Нурадцин Азадович

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ КОМПЕНСИРОВАННЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ КРЕМНИЙ-ГЕРМАНИЙ И ПРИБОРНЫХ СТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность 01.04.10 "Физика Полупроводников и Диэлектриков"

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико — математических наук

Ташкент ~ 1997

г

Работа выполнена ь Физика-техническом институте НПО "Физика-Солнце" АН Республшод Увбекистал.

Научные руководители: академик ЛИ РУ»,

- доктор фиаико - математических наук Саидов м.с.

- кандидат фиаико-математических паук. Атабаов И.Г.

Официаяъные оппоненты: доктор физико-математических наук.

Ведущая организация: Ташкентский Государственный Университет

еаседаиии Специализированного Совета Д 015.08.01 при Фивико-Тех-ническом Институте W10 "Фиаика-Солнце" ЛИ РУз по адресу :700084 Тажеит.ул.Мавлянона 2 0.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТК НПО "Физика-Солнце" АН РУв.

Автореферат разослан "d^.". ^ <%-.19Э7 г.

Лемдерман Ада Юльевна, - к.ф.м.н. Махкамов ЮерСой Махиамог.ич.

Защита состоится

Учены» секретарь Специализированного Совета доктор физике математических наук

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые твердые растворы интересны со многих прикладных точек зрения .Так, твердые растворы 811-х<Зех. сохраняют многие свойства чистого кремния и германия,причем многие из этих свойств плавно меняются по йере изменения состава. Это обстоятельство дает возможность ивготовливать полупроводниковые материалы с непрерывно меняющими свойствами и тем самим получить заданные величины определенных параметров.Благодаря этому твердые растворы 511-х0ех нашли и находят широкое применения в различной области полупроводникового приборостроения.А в некоторых случаях эта система является незаменимой. Например, высокотемпературна термоэлектрические генераторы- исключительно изготавливается на основе твердых растворов 511-х6ех .

На основе твердых растворов также изготавливаются такие при-боры.как датчика давления и терморезисторн, эффективно работающие при низких температурах .Монокристаллы 511-х6ех переменного состава с успехом применяются в качестве монохроматоров тепловых нейтронов .

Компенсированные литием твердые растворы 311-хбех используются также для изготовления детекторов ядерных излучений и дозиметров рентгеновского излучения.Высокая эффективность детекторов и дозиметров на основе твердых растворов Б11- х(3ех является основным результатом того, что при небольших содержаниях германия (до 10 ат.Х) твердые растворы,сохраняя ширину запрещенной зоны как у кремния,из-за большого сечения рассеяния атомов германия, будут иметь более высокую чувствительность к месткому излучению.

Вместе с тем,подробного исследования свойств барьеров Шоттки в детекторах,находящихся в контакте с 1-областью,а также влияние германия и флуктуации состава исходного материала на электрофизические параметры 1-области не проводилось.

При проведении термообработок кристалла в ходе изготовления приборных структур в кристалл вводятся различны термодефекты,в том числе термозакалочные.Однако,подробного исследования влияния термозакалочных дефектов на свойства и режимы отжига в SiGe при высоких степенях компенсации (когда проявляются неоднородности исходного материала) не проводилось.

Kaie известно,в твердых рчетворах полупроводник - примесь, в том числе компенсированных глубокими примесями, в величину термодинамического потенциала может оказать существенный вклад наличие носителей тока и перезарядка глубоких центров. Однако, подробного исследования влияния указанных величин на термодинамическую энергию кристалла не проводилось.

Цель и задачи работы.

1. Выращивание монокристаллов для исследования и изготовления приборных структур.

2. Исследование режимов отжига термозакалочных дефектов и исследование некоторых параметров материала,необходимых при проектировании приборов на основе компенсированного Sli-xGe*.

3. Теоретическое исследование твердых растворов полупроводник - примесь - квазичастицы.

4. Исследование влияния параметров материала (содержание германия, однородность распределения компонентов и т.п.) на характеристики компенсированного материала и приборных

структур.

Научная новизна работы заключается в следующем: Исследованы влияние отжига термозакалочных дефектов на электрофизические параметры в твердых растворах 311-хбех, р-п тонвер-тированных путем термозакалки. По измерениям концентрации носителей показано, что при температурах отжига до 200°С в инвертированном термозакалкой 511-х5ех происходит перестройка ТЗД. В результате, наблюдаются аномальные зависимости концентрации электронов и удельного сопротивления образцов о. температуры отжига.

Подвижность носителей коррелирует с ростом неоднородности образцов при высоких степенях компенсации в ходе п - р конверсии.

Установлено, что коэффициент диффузии фосфора при Т = 1150°С возрастает с повышением содержания германия.Возможно,р х:т коэффициента диффузии связан с генерацией избыточных вакансий в поле упругих напряжений, вносимых атомами германия в реветку кристалла. Увеличение поверхностной концентрации согласуется с теорией обобщенных моментов, т.е. по мере приближения обобщенных моментов сплава и фосфора она должна возрастать.

-впервые исследованы зависимости диэлектрической проницаемости твердых растворов 311-х<3ех компенсированных золотом от состава (0<х<0.21) для комнатной и азотной температур. Диэлектрическая проницаемость монотонно растет с составом и изменяется от величины соответствующей кремнию до 14.0 (комнатная температура) и 13.1 (температура жидкого азота ) для образца с 21 ат.Х германия.

- Предложено выражение для термодинамического потенциала твердого раствора полупроводник - примесь - кваэичастицы.

Впервые показано,что явление ретроградной растворимости мел-гай примеси в полупроводниках связано с ростом концентрации собс-

твстшых носителей п^ при высоких температурах.Оценены величины для Нв и дм различных примесей в кремнии.

- Впервые теоретически получено выражение, позволяющее провести оценку размеров возбужденной области при тепловом образовании электронно-дырочных пар в полупроводниках. Сопоставлением с экспериментальными данными проведены оценю: для кремния,германия .арсснзда гаддия и сплава кремний-германий.

- Впервые предложен новый метод расчета заполнения состояний ГП на примере р-31<Аи> и р-316е<Аи> с различными степенями компенсации. Показана возможность применения нового метода расчета заполнения состояний глубокие примесей (ГП) в полупроводниках.

- Впервые экспериментально установлено,что высота барьера Аи-311-хаех (при х <10 ат.Х) составляет величину 0.95 - 1.02 зВ (в Аи-31 обычно 0.7 - 0.8 эВ),что связано с уменшевиеы поверхностных состояний на границе Аи-1-Б11-хаех из-за их пассивации атомами бе.

- Впервые исследовано влияние содержания германия в БН-хОе* компенсированных литием кристаллах на образование электронно-дырочных пар при облучении альфа частицами с. энергией 5.5 Мэв из источника Со69.Установлено,что при увеличении содержания германия в 311_х6ех (при 0 < х < 6 ат.2У количество керавнозесных электронно-дырочных пар возрастает.Для изготовления детекторов оптимальным является сплав с содержанием германия от 3 до 6 ат X.

- Для уменьшения концентрации глубоких центров (ГЦ) в литий, дрейфовых БИ-хве* детекторах исследовано влияние ультразвукового воздействия (УЗВ) на дефекты в приповерхностной области. Концентрация акцепторного уровня 0,55 эВ до УЗВ воздействия составляла 2. 1-аЮ11 см-3, после облучения она снизилась в три с лишним раза

я составила 5.9*1010см"3. '-'то касается донорпого уровня,ее концентрация была до УЗВ 1.1*10г1см~3,после 7.5*Ю10 см~э снижение концентрации донорного уровня было порядка 25 7..

Установлено,что при оптиматьшх режимах УЗВ воздействия на Би-хве* детекторные структуры можно снижать концентрацию ГЦ в них для улучшения характеристик детекторов и увеличения выхода годных приборов.

Научаая и практическая ценность работа. Полученные-в работе теоретические результаты представляют интерес для физики полупроводников и способствуют развитию термодина\нгческого подхода в применении к полупроводниковым твердым растворам.

Полученные данные по диффузии фосфора и режимах термоот.тага термозакалочных дефектов могут быть использованы при изготовлении полупроводниковых приборов на основе 5Ц-хБех.

Полученные в работе результаты по влиянии параметров материала и влияния ультразвука на характеристики приборов могут быть использованы при производстве детекторов.

11а защиту вносятся следукаде положения:

1. Получены варизонные кристаллы твердых растворов 311-х2ех, для исследования связи параметров материала с характеристиками приборных структур.

2. Данные о коэффициенте диффузии Б,поверхностной концентрации фосфора и диэлектрической проницаемости в твердых растворах 311-х6ех .имеющих справочный характер.

3. Выражение для термодинамического потенциала твердого раствора 'полупроводник - примесь '- квазичастицы, и результаты применения его к расчету предельной растворимости мелких примесей, заполнения глубоких центров и термогенерации

электронно-дырочных пар в собственном полупроводнике.

4. Показано,что высота барьера Au-i-Sii-xGex составляет величину 0.95 - 1.02 эВ (в Au-Sl 0.7 - 0.8 эВ),что связано с уменьшением поверхностных состояний из-за их пассивации атомами германия.

о. Показано,что при х > 6 аи.Х Ge из-за роста неоднородности состава электрическая однородность компенсированного материала (компенсация литием и ТЗД) резко ухудшается.

6. Установлено,что при увеличении содержания германия в Sii-xGex количество неравновесных электронно-дырочных пар возрастает.Для изготогления детекторов оптимальным являемся твердый раствор с содержанием германия от 3 до 6 ат 7..

7. Показано,что УЗВ уменьшает концентрацию ГЦ в литий дрейфовых Sii-xGex детекторах в приповерхностной области.

Апробация работа.Результаты работы были апробированы на VIII Всесоюзном Координационном совещании по исследованию и применению сплавов кремний-германий,ноябрь 1S91 г.,на 2 Международном научном семинаре Многослойные.варивонные,периодические полупроводниковые структуры и приборы на их основе,Нукус.1S93,сентябрь, и других Международных и республиканских конференциях. И на семинарах полупроводникового направления ФТИ НПО "Физика-Солнце" АН РУа.

Публикации. По результата;,! выполненных исследований опубликовано 15 научных работ и вадиден патентом Республики Узбекистан.

Структура и обьсы диссертации: Диссертационная работа состоит из введения,четырех глав,заключения и списке цитируемой литературы. Общий объем диссертации 130 страниц машинописного теюта из них основной текст занимает 75 страниц , Z9 рисунков,список литературы из 125 наименований.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы,ее научное и практическое значение,сформулированы цели исследования, приведены основные положения .выносимые на защиту и показана новизна полученных результатов.

Первая глава работы носят обзорный характер и посвящена особенностям получения монокристаллов Б^-хБех методом электронно-лучевой бестигелыюй зонной плавки, и их основные электрофизические свойства,легирования 511-хБех,приборных структур на 1« основе.

Во второй главе рассматривается: -влияние термозакалочных дефектов на электрофизические свойства материала и их отдиг,

- исследование коэффициента диффузии фосфора в сплава 511-х6ех.

- влияние содержания' германия на диэлектрическую проницаемость материала

Исследованы термозакалочные дефекты в твердых растворах 511-хбех. По измерениям концентрации носителей показано, что при температурах отжига до 200°С в конвертированном термозакалкой 511-хВех происходит перестройка ТЗД. В результате, наблюдаются аномальные зависимости концентрации электровоз и удельного сопротивления образцов от температуры отжига.изменение подвижности носителей в ходе оттга в р - п конвертированном термозакалкой Б11-хБех коррелирует с ростом неоднородности образцов при увеличении степени компенсации в процессе п - р конверсии.

При получении приборных структур-.создании р-п переходов необходима информация о диффузионных процессах в сплаве.Нами исследована диффузия фосфора в твердых растворах кремний-германий в интервале 0-12 ат.Х германия при Т»1150°С.Установлено. что с рос-

тсу/. содержания германия коэффициент диффузии фосфора и его поверхностная концентрация возрастают.

Исследована зависимость диэлектрической проницаемости твердых растворов $11-х6ех от состава для комнатной и азотной температур. Диэлектрическая проницаемость монотонно растет с составом и изменяется от величины соответствующей кремнию до 14,0 (комнатная тмтература) и 13.1 (температура жидкого азота ) для образца с 21 ат.% германия.Увеличение . диэлектрической проницаемости твердого раствора с составом объясняется уменьшением ширины запрещенной зоны при аовыяении содержания германия.

В глазе 3 рассматривается предельная растворимость мелких пршесей в полупроводниках .оценка разж.роз возбужденной области собственного полупроьодкика при термическом образовании электронно- дырочных пар,термодинамический расчет заполнения состояний глубока центров полупроводниках.

При термодинамическом"подходе к твердым растворам полупроводник- примесь обычно рассматривался только концентрации легируто-¡цей примеси . В то время как образование носителей-в зонах полупроводника дает вклад в свободную энергию системы сравнимый с вкладом легирующей примеси.Очевидно,что в данном случае необходим учет влияния концентрации носителей на свободную энергию системы. Термодинамический потенциал системы записывается в виде:

Ф - До +■ £{ ГЦ кТ 1п(щ/еНа) + П1и> (4)

где % - концентрация атомов растворителя; Но - химический по -тенциал чистого растворителя;, щ = п,р,М3ь - концентрации электронов, дырок и мелких примесей; 1 - тип дефекта (мелкая примесь

или квазичастица);1} - энергия, добавляемая в термодинамический потенциал при образовании 1 - того дефекта.Мэ услозия-минимальности Ф при термодинамическом равновесии определено,что Ь=- кТ 1.г;(П1/.Мв) для электронов и дырок.Показано,что энергия образования электронно-дырочной пары равна -2 КГ 1п(П1/Мя)(о:«зло 1,5Ег ),что совпадает с порогом образования электронно-дырочных пар при облучении материала ионизирующими частицами.

Псказ?яо,что явление ретроградной растворимости мелкой примеси в полупроводниках связано с ростом концентрации собственных носителей щ при высоких температурах. Оценены величины для Нв и ЗуРо Д-г-я различных примесей в кремнии (Величина Нв составляет СкЕж/(моль гр)3: 844 для сурьмы ; 210 для галлия; 214. для висмута; 239 для лития; 534 для алюминия. А Зч.1ь составляет [Дх/модьЗ: 40 для БЬ; 23 для (За;1 8,3 для В1; 35,8 для ; 79,3 для А1).

Впервые .теоретически получено выражение, позволяющее провести оценку размероз возбужденной области яри тепловом образовании электронно-дырочных пар в полупроводниках. Сопоставлением с экспериментальными данными проведены оценки для кремния,германия .арсенида галлия и сплава кремний-германий. В случае кремния и германия возбужденная область содержит 11,4 - 11,7 узлов реиет-ки,а в случае арсенида галлия 13,5.

Предложен новый метод расчета заполнения состояний ГП на примере р-Э1<Аи> и р-516е<Аи> .Показана воемозшость применения нового метода расчета заполнения состояний ГП в полупроводниках.

В главе 4 приведены результаты исследований высоты барьеров Шоттки р - 1 - п детекторов компенсированных литием,электрофизические параметры компенсированных литием 1 - области детекторов, влияние содержания германия в твердых растворах Б11-хСех на обра-

зовапне рлектрокно дырочных пар при облучении их и - частидачи, влиняе ультразвукового облучения на дефекты ь приповерхностной. области литий дрейфовых детекторов,разработан многопо-

лосный однокристальный селективный фотоприемник инфракрасного излучения на основе варкзонного кристалла 311-х3ех.

Исследованы литий - дрейфовое детекторы ядерного излучения Экспериментально, установлено,что высота барьера Аи-311-х6ех не зависит от содержания германия (при х < 10 ат.%) и составляет величину 0.95 - 1.0 эЗ. Показано, что дрейф лития в 511-хВех позволяет получить материал с достаточно высокой степенью компенсации и эффективным' временем жизни' неосновных носителей (Ю-5 - 1С"6) сек. Определена по данным ВАХ величина ¡Ид-Ии! составляет ~ 5-Ю10 см-3. Полученные высокие электрофизические параметры материала (степень компенсации,время лизни носителей,высота барьера) позволяют изготовить на основе 311-х6ех новый класс полупроводниковых детекторов,превышающих по характеристикам кремниевые аналоги.

Исследован влияние содержания германия в 311-х0ех кристаллах на образование электронно-дырочных пар при облучении альфа частицами с энергией 5.5 Мэв .Установлено,что при увеличении содержания германия в Ь'11-хЕок количество неравновесных электронно-дырочных пар возрастает.Для изготовления детекторов оптимальным является сплав с содержанием германия от 3 до 6 ат %.

Для уменьшения концентрации ГЦ в литий дрейфовых 51а-х6ех детекторах исследовано влияние' УЗВ на дефекты в приповерхностной области. Концентрация акцепторного уровня 0,55 эВ до УЗВ воздействия составляла 2.1 1011 см-3, после облучения она снизилась в три с лишним раза и составила 5.9 101Осм"3. Что касается донорно-

го уровня,ее концентрация была до У38 1.1 10исм~3,после 7.5 1010 см~3 Снижение концентрации донорного уровня было порядка 25 X. Установлено,что при оптимальных режимах УЗВ воздействия на 311-.х6ех детекторные структуры модно сникать концентрацию ГЦ в них для улучшения характеристик детекторов и увеличения выхода годных приборов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Получены варизонные кристаллы твердых растворов 511-х6ех.

Показано, что основную роль в распределении второго компонента - германия по длине кристалла играют сегрегационные процессы. При содержаниях германия до 30 ат X в жидкой фазе на распределение германия также оказывает влияние испарение второго компонента. Полученные кристаллы имели средний градиент концентрации германия 15 - 40 ат 7. / см и варизониэсть 0.1 - 0.2 эВ/см.

2. Впервые исследованы термозакалочные дефекты в твердых растворах 511-х0гх. По измерениям концентрации носителей показано, что при температурах отаига до £00°С в конвертированном термозакалкой 511-хСех происходит перестройка Г5Д. В результате, наблюдаются аномальные зависимости концентрации электронов и удельного сопротивления образцов от температуры отгшга.

Изменение подзгакности носителей в ходе отжига в р - п конвертированном те;л.(озакалкой 511-хСех коррелирует с ростом неоднородности образ: чв при увеличении степени компенсации в процессе п -р конверсии.

3.Исследована диффузия фосфора в твердых растворах кремний-германий в интервале 0-12 ат.Х германия при Т=И50°С.

Установлено, что коэффициент диффузии фосфора возрастает с повышением содержания германия. Увеличение поверхностной концентрации согласуется с теорией обобщенных моментов, т.е. по мере приближения обобщенных моментов сплава и фосфора она должна возрастать.

4.Впервые исследована зависимост диэлектрической проницаемости тверды/, растворов Sli-xGex от состава для комнаткой и азотной температур. Диэлектрическая проницаемость монотонно растет с составом и изменяется от величины соответствующей кремнию до 14.0 (комнатная температура) и 13.1 (температура жидкого азота ) для образца с 21 ат.Х германия.

Увеличение диэлектрической проницаемости твердого раствора о составом объясняется уменьшением ширины запрещенной зоны при повышении содержания германия.

5. Предложена термодинамическая модель для анализа предельной растворимости различных примесей в полупроводниках.

а).Предложено выражение для термодинамического потенциала твердого раствора полупроводник - примесь -квазичасткцы.

б) .Показано,что явление ретроградной раство -римости мелкой примеси в полупроводниках связано с ростом концентрации собственных носителей щ при высоких температурах. ..,■•'■

в),Оценены величины для Нв и Svib для разди- ' чных примесей в кремнии.

6. Впервые теоретически полечено выражение, позволяющее провести оценку размеров возбужденной области при тепловом образовании Е'.-ектронно-дырочных пар в полупроводниках. Сопоставлением с

экспериментальными.данными проведены оценки для кремния,германия, арсенида галлия и сплава кремний-германий.

7. Предложен новый метод расчета заполнения состояний ГП на примере р-51<:Аи> и р-316е<Аи> .Показана возможность применения нового метода расчета заполнения состояний ГП в полупроводниках.

О. Исследован литий - дрейфовые детекторы ядерного излучения

а).Экспериментально установлено,что высота барьера Аи-Бн-хбех не зависит от содержания германия (при х < 10 ат.Х) я составляет величину 0.95 - 1.0 эВ.,

б).Пскаьано, что дрейф лития в ЗЦ-хОе* позволяет получить материал с достаточно высокой степенью компенсации и эффективным временм яиэни неосновных носителей (Ю-5 - 10~6) сек.

в).Определена по данным ВЛХ величина |Нл-Ны1 составляет ~ 5-Ю10 см-3,.

9. Установлено,что при увеличении содержания германия в 511-хБех количество неравновесных электронно-дырочных пар возрастает. Лля изготовления детекторов оптимальным является сплав с содержанием германия от 3 до 6 ат X.

30.Установлено,что при оптимальных режимах УЗВ воздействия на 311-х6ех детекторные структуры можно снижать концентрацию ГЦ в ~ них для улучшения характеристик детекторов и увеличения выхода . годных приборов. .

По материалам диссертации опубликована следующие работа:

1. И. Г.Атабаев..Б.Н.Заверюхин..Р.А.Муминов.,У.В.Дкураев..Ш.Ш.Шо-мратов..Матчанов.H.A." Связь транспортных свойств с кристаллической структурой монокристаллов Sli-хвех."Тезисы доклада второго международного научного семинара "Многослойные вари-зояные,периодические полупроводниковые структуры и приборы на их основе". г.Нукус. 1993, с. 81.

2. Самдов М.С., Атабаев И.Г., Матчанов H.A.."Влияние состава на диффузию фосфора в твердых растворах кремний - германий".Узбекский Физический Курная, 1994 r..N 4. с.75.

3. М.С.Саидов.Р.А.Муминов,И.Г.Атабаев,У.Б.Ддураев,Н.А.Матчанов., И.Ш.Шомратов."Исследование фото я электрофизических характеристик литий - дрейфовых детекторов на основе сплава кремний - германий". Мирзо Улугбек тэваллудининг 600 йиллигига багиш-ланган республика илмий-амалий конференцией.Гу листов ш.,1994 й.,6.58.

4. М.С.Саидов.Р.А.Муминов,И.Г.Атабаев,У.В.Джураев,H.A.Матчанов., 11).И.Шомратов. "Исследование электрофизических свойств твердых растворов кремний - гермалий, компенсированных литием". Мирзо Улугбек таваллудининг 600 йиллигига багишлангак республика илмий-амалий конференциям. Гулистон ш.,1994 й.,6.59.

5. Юсупов А..Мирсаатов P.M..Саидов М.С..Атабаев И.Г.Матчанов H.A. "DLTS исследование свойств глубоких центров цинка в твердых:: растворах Síi-xGex",Мирзо улугбек таваллудининг 600 йиллигига багг мангал республика илмий-амалий конференция™. Гулистон QJ. ,1994 И. ,6.66.

6. Атабаев И.Г., Матчанов H.A., Шомратов Ш.Ш.."Влияние содержа-

ния гермапия на свойства Sli-xGex литий дрейфовых детекторов". Тезисы докл. Международной конференции молодых физиков по "Твердотельной электронике", г.Наманган, 1994 г.,с.65.

7. С.Саидов. ,Р. А.Муминов. ,И.Г.Атабаев. .У.Б.Джураеи. .Н.А.Матчшгов Фото и электрофизические характеристики Sli-xGe* литий дрейфовых детекторов. Тезисы докл. I Международной научной конференции "Новые материалы и приборы".г.Ташкент.,1994 г., с.107.

0. Лтабаев й.Г. ,)Латчанов H.A. ."Расчет заполнения состояний глубоких примесей в полупроводниках". Ярим утказгичлар ва диэ-лектрикяар физикаси кафедрасининг 25 йиллигига багишланган "Ярим утказгичлар ва диэлектриклар фивикасшшнг хозрги замен муаимолари" номли Халкаро анхуман теэ.докл. Тошкент и.1995 й. 6.13.

9 .м.С.Саидов.,Р.А.Муминов.,И.Г,Атабаев..У.В.Джураев.,Н.А.Матча-яое."Ксследуваииа фото и электрофизических характеристик литий-дрейфовых детекторов на основе сплава кремний - германий". Узбекский физический дурнал .1906 г. N 1. с.33 - 37.

Ю.Саидов м.С. .Атабаев И.Г. .Матчанов Н.А."0 зависимости диэлектрической проницаемости сплава кремний - германий от содержания германия" . ДАН РУз . 1936 г.N4. с.22 - 23.

П.Саидов М.С., Атабаев И.Г. .Матчанов Н.А."Получение варивонных кристаллов 31|-xGox" Тез. докл. научно-технической конференции "Новые неорганические материалы (плучение,свойства и применение)". ..Ташкент.1996 г. с. 100.

12. Лтабаев И.. '..Саилов М. С. .Мат'-члов H.A. ."Аномальные зависимости концентрации электронов от температуры отжига в сплавах Si}.-.xGo);.подвергнутых р-n конверсии путем термоаакалки". ЛАН РУз, 1096 г . Н8. с. 27-30.

13.М.С.Саидов,Р.А.Муминов,И.Г.Атабаев,У.Б.Джураев,Н.А.Матчанов. "Новый класс полупроводниковых детекторов ядерного излучения на основе сплава Sli-xGex". Атомная энергия.1996, .N 9.с. 74.

14.Атабаев И.Г.Матчаюв H.A." Предельная растворимость мелких примесей в полупроводниках".//Тез.докладов.Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводнжсовых приборов" Ташкент 1097 г. (24-26 апреля),с.44-45.

15.Атабаев И.Г..Матчанов H.A."Оценка размеров возбужденной области собственного полупроводника при термическом образовании электронно-дырочных пар".//Тез.докладов. Международной конференции "Проблемы теоретической физики и физики твердого тела" г.Бухара 19S7 г.(24-26 апреля).с.102.

ЛИТЕРАТУРА

1.Кандидатская дисс.Атабаева И.Г."Исследование получения и влияния неоднородностей состава на свойства монокристаллов сплава Sii-xGex",Ташкент,1987

2.Юсупов А. Канд.дисс. "Исследование условий получения и электрофизических свойств монокристаллов твердых . растворов Sl1-xGex".Ташкент,1982

INVESTIGATION OF TOE COMPENSATED SILICGH-GERMAMIUU ALLOY PROPERTIES AND DEVICES OH THEIR BASE

Work is devoted to research of some properties of compensated solid solutions SiGe end influence of parameters of a material to the characteristics of devices on their basis.

For realisation of experiments and manufacturing of semiconductor devices single-crystals of solid solutions was grown by electron bean floating zone refine technique.

Experimental dates ( which are necessary at manufacturing of devices) on a factor of diffusion Dp, surface concentration of a phosphorus and dielectric constant of solid solutions Sii-xGex are received.

Expression for thermodynamic potential of a solid solution a semiconductor - impurity - quaslparticle is established. Which was applied for account of a limited solubility of shallow impurity ( Al. Bi, 3b, Li ).the filling of deep centres ( Si: Au,Sii-xGex: Au ) and thermogeneration of electron-hole pairs In a Intrinsic semiconductor ( Si,Sii-xGex. Ge, GaAs ).

is shram, that height of a barrier Au-i-Sli-x6ex is 0.95 -1.02 sB ( in Au-Si 0.7 - 0.8 3B ) .It Is connected with reduction of surface state concentration because from them passivation by Ge atoms.

At x> 6 at.% Ge the electrical uniformity of a compensated material (compensation by a litium and thermo-hardening defects) from the growth of fluctuations of a Ge composition in crystal is sharply worsened.

It is installed, that at a increase of the contents Ge In Sii-xG-x the qusntity of nonequillbrum electron-hole pairs under alpha-particles irradiation of material is grows. For manufacturing of nuclcvr detectors optimum is the solid solution with the contents Ge from 3 up to 6 at. X .

Is shown, that the ultrasonic treatment reduces concentration of deep level in near surface region of litium drifted Sii-xGex nuclear detectors.

КОМПЕНСАЦИЯ КИЛИНГАН КРЕШИЙ-ГЕРМАНИЙ КОТИШЛСИ ХУСУСИ-ЯТЛАРШШ ВА УНИНГ АСОСИДА ЯРАТИЛГА11 АСВОБДАИШ УРГАШШ

Диссертация ищи компенсация килинган Sii~j<Gex котишаларининг хоссаларини ва улар асосида яратилгам асбобларнинг физикавий па-раметрларини урганишга багишланган.

Бу ишшшг экспериментларини амалга ошириш учун ва ярим утказ-гич аоОоблар ясаш учун Sii-xGex монокристаллари электрон-нурли тигелсиз зонали технология билан устирилган.

Фосфорнинг диффузия коэффициента,сирт концентрацняси ва котиш манинг диэлектрик сингдирувчанлиги тугрисвда зкспершенгап (ярим утказгич асбоблар тайерлашда зарур булган) маълумотлар олинган.

Яримутказгич - аралашма - квазизарра каттик котшпмалар учун термодинамик потенциалнинг формуласи такдиф килинган.Ушбу формула маида киритмаларнинг ( Ai, Bi, Sb, Ga, Li ) чекланган эрувчанли-гини.чукур сатхли марказларни (Si:Au,Sii-xGex:Аи) злектронлар билан тулдиршшлю ва хусусий ярим утказгичларда (Si,Sii-xGex> Ge, BaAs ) электрон-тешик жуфтлари термогенерациясини хисоблаш учун 15улланилган.

Au-1-Sii-X6ex барьернинг баландлиги 0.95 - 1.02 эВ га тенгли-ги аниклаяган ( Au-Si учун 0.? - 0.8 эВ).Еу ходиса кристаллнинг сирт холатларини Ge атомлари билан пассивация килинишига боглик-лиги курсатилган.

Германийнинг микдори 6 ат.% дан юкори булганда кристалл тар-кибшш флуктуациялари ошиши сабабли материалнинг электрик бир жинслилиги камайиши курсатилган (материал литий ва термонуксонлар билан компенсация килинган).

Sii-xGex котишмаларини альфа сарралар билан нурлантирилганда германийни микдори ошиши билан номувозанат электрон-тешик хуфтда^. рини усиши аликланган.Дцровий детскторлар ишлаб чикариида' Sii-xGex котмгамаларда бе таркибининг оптимал микдори 3-6 ат.% дир. - •

Sii-xGex детекторларнинг юззсига якин сохада чукур сатхлар-шшг копцеитрациясини камайтириш учун ультратовуш таъсиридан фой-далашш мумкинлиги курсатилган.