Исследование особенностей инжекционных явлений в структурах р+-р-р+ и р+-n-р+ на базе сильно компенсированного кремния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ НПО "Физика-Сольнце"

3 од

- 1 Д'сй 1393 На правах рукописи

Аюпов Кутуп Саутовим

ССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИНЖЕКЦИОННЫХ ЯГ .ЛИЙ В СТРУКТУРАХ р+-р-р+ и р+-п-р+ НА БАЗЕ СИЛЬНО КОМПЕНСИРОВАННОГО КРЕМНИЯ

[ецнальность: 01.04.10 - физика полупроводников и хтриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой ст *;: ; кандидата физико - математических наук

ТАШКЕНТ-1998 г.

Работа выполнена на кафедре "ФЭ и МЭП" Ташкентского Государственного Технического Университета им. Абу Ранхана Беруни.

Научный руководитель: кандидат физико - математических

наук, доцент Н.Ф.Зикриллаев

Официальные оппоненты: доктор ф.м.н. проф. Розиков Т. М.

доктор ф.м.н. проф. Власов С.И.

Ведущее научное учреждение: Узбекское агентство печати и

телекоммуникации. Ташкентский электротехнический институт связи.

Защита диссертации состоится "_"_ 1998 г. в_часов

заседании Специализированного Совета Д 015.08.01. при Физию техническом институте НПО "Физика - Солнце" АН РУз (700084, г.Ташю ул. Мавлянова 2).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФТИ НПО "Физика - Соли:

Автореферат разослан "_"_1998 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, доктор физико математических наук

Ахмедов Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Исследование и обнаружение стабильных автоколебаний тока с воспроизводимыми параметрами в полупроводниках представляет большой интерес прежде всего использованием функциональной возможности этого нового физического явления в разработке принципиально новых приборов и устройств для функциональной электроники, а также более глубокого понимания природы автоколебательных процессов и явление переноса в сильно компенсированном материале.

В настоящее время обнаружены и исследованы автоколебания тока в различных полупроводниковых материалах. Анализ результатов этих работ показывает, во первых, что для наблюдения автоколебаний тока в этих материалах требуется ряд условий, котораые не всегда могут быть реализованы(из-за температурной области, освещения с определенной длиной волны, высокие электрические поля и т.д.), во вторых отсутствуют экспериментальные результаты показывающие закономерности изменения параметров автоколебаний тока и условий их возбуждения в зависимости от параметров материала. Также следует отметить, что практически не исследованы инжекционные автоколебания тока более систематически в полупроводниках. Если учесть, что электрическими напряжениями (с полями и инжекцлей) управлять перезарядкой энергетических уровней в запрещенной зоне не только более удобно и достаточно чем освещением или температурой, но и существенно упрощает практическое применение этого явления. К настоящему времени экспериментально электрическая неустойчивость наблюдалась в целом ряде полупроводников, где условия возникновения и особенности генерации колебаний тока существенно отличались в различных полупроводниках.

В связи с этим цель и задачи данной работы получить автоколебания в компенсированном марганцем кремнии исключающие выше указанные дополнительные условия, то есть, чтобы автоколебания возбуждались при высоких температурах без дополнительной освещенности и небольших значениях напряженности электрического поля.

Для выполнения данной работы понадобилось решение следующих задач:

- разработать оптимальную технологию получения

инжекционных контактов и структур р+ - р - р+ , р+ - п - р+ , п+ - п - п+ , на основе компенсированного кремния, легированного марганцем, с различными удельными сопротивлениями базы структуры рб — 102 - 105 Ом см как п - типа, так и р - типа проводимости;

- изучить ВАХ таких структур в зависимости от ре и типа проводимости базовой области.

исследовать условия возникновения инжекционных неустойчивостей в кремниевых структурах типа р+ - р(ЗКМп>) - р+ в зависимости от удельного сопротивления базовой области и установить закономерность изменения параметров неустойчивости тока приложенного элехтрического поля в зависимости от ре базовой области;

- исследовать влияние внешних воздействий (температуры, давления, освещения, магнитного поля) на условия возникновения и параметры инжекционных неустойчивостей, и определить оптимальные условия возникновения автоколебаний в инжекционных структурах;

выяснить механизм возникновения инжекционной неустойчивости в структурах на основании сильно компенсированного а <Мп> ;

определить возможности практического использования инжекционных неустойчивостей дня создания полупроводниковых приборов со стабильными и управляемыми параметрами, удобных дня эксплуатации.

Объект исследования. Объектом исследования являются компенсированные марганцем структуры р+- р (8КМп>) - р+ и р+-п($1 <Мп> ) - р+ , п+ - п ( Б» < Мп > ) - п+ типов с различными удельными сопротивлениями базовых областей. Выбор этого материала продиктован тем, что технология получения Б!, компенсированного марганцем, достаточно хорошо отработана в нашей лаборатории, что позволяет получить материал с управляемыми и регулируемыми параметрами в широком интервале.

Научная новизна.

1. Впервые разработаны и получены инжектирующие контакты в сильно компенсированном материале, принципиально отличающиеся от предшествующих. Также показана возможность получения инжектирующих контактов до получения компенсированного материала и определен технологический режим получения р+ - р - р+ , п+ - п - п+ структуры для последующей компенсации.

2. Впервые получены инжекционные структуры р+- р (ЗКМп>) -р+ и р+- п(Б1 <Мп> ) - р+ , п4" - п ( < Мп > ) - п+ и определены параметры, а также технологический режим изменения параметров базовой области.

3. Впервые обнаружены стабильные и воспроизводимые автоколебания тока, связанные с инжекцией в структурах р+ - р (81 <Мп> ) - р+ при комнатных температурах без освещенности. Исследованы условия возбуждения инжекционных неустойчивостей. Изучены вольт-амперные характеристики этих структур и определены

области существования неустойчивостей тока от приложенного значения напряженности электрического поля.

4. Установлено, что стабильные автоколебания тока инжекционного типа могут возбуждаться как в темноте, так и при освещенности достаточно большой амплитуды с коэффициентом модуляции ~ 100%.

5. Показано, что автоколебания существуют в структурах р+ - р (Э! <Мп> ) - р* с удельными сопротивлениями базовой области от рб=Ю2Омсм до рб=103 Омсм и меняя удельное сопротивление базовой области можно варьировать параметрами и формами автоколебания.

6. Определены закономерности изменения параметров автоколебания тока и условия возбуждения от удельного сопротивления базовой области.

7. Впервые исследованы температурные зависимости условий возбуждения автоколебаний и изменения параметров в инжекционных структурах. Показано, что инжекционные неустойчивости существуют в интервале температур от Т=77 К до Т=350 К, с увеличением температуры пороговое поле возбуждения неустойчивостей структуры уменьшается, а пороговая частота колебаний увеличивается.

8. Исследованы влияния внешних воздействий: давления, магнитного поля на условия возбуждения и изменение параметров автоколебаний в структурах р+- р (31 <Мп> ) - р+. Показано, что с увеличением одноосного сжатия пороговое поле возбуждения неустойчивости уменьшается или наблюдается стимуляция неустойчивости давлением и наблюдения автоколебания при более низких значениях электрического поля.

9. Предложены и показаны возможности создания на основе автоколебаний приборов разного назначения, работающих в широком интервале температур.

Практическая ценность работы. Особенность работы заключается в том, что наблюдаемые инжекционные колебания получены в широком интервале температур от Т=77-350 К. Установлено, что неустойчивости тока в структурах типа р+ - р(51<Мп>) - р+ отличаются стабильностью и воспроизводимостью параметров. Наряду с этим, установлено, что и посекционная неустойчивость имеет ряд особенностей: низкое пороговое поле, необходимое для возбуждения автоколебаний, возможность получения автоколебания в отсутствии освещения, довольно высокое значение амплитуды 1та*=300 мА с ~ 100% коэффициентом модуляции и довольно широкий диапазон изменения частоты Г = 10 МО4 Гц, а также разнообразная форма,

что и позволяет на их основе создать миниатюрные твердотельные генераторы, работающие при высоких температурах. Такие генераторы

не требуют дополнительных условий для возбуждения автоколебаний, например, как низкие температуры, освещение и высокие напряженности приложенного электрического поля. Исследование показало, что параметры Inop, I, f икжехционных неустойчивостей очень чувствительны к внешним воздействиям, таким, как давление, температура, магнитное поле, освещение и т.п.

Под действием внешних факторов изменяются условия возбуждения и параметры автоколебания. Датчики на основе автоколебания имеют амплитудно-частотный выход, поэтому создание датчиков на основе инфекционных структур кремния, компенсированных марганцем р+ - (Si <Mri> ) - р+ разнообразные: датчики давления, температуры, магнитодатчики и т.п., а также разнообразных преобразователей отличается своей простотой н удобством в эксплуатации.

Защищаемые полое&шг.

1. Разработана технология получения структур р* - р - р+, р+ - п -р+, п+ - п - п+ , на основе компенсированного кремния марганцем. Обнаружены ннжекцнонные неустойчивости тока при комнатных и выше температурах, как в темноте , так и при наличии освещения, при достаточно низких значениях напряженности электрического поля.

2. Определена область существования инжекционных автоколебаний по удельному сопротивлению базовой области структуры 3 IО2 > ре > М} Ом-см. Установлено, что этот тип автоколебания может возбуждаться в интервале температур 77 -350 К, как при темноте, так и при освещенности.

3. Установлена закономерность изменения амплитуды и частоты , параметров автоколебания от удельного сопротивления базовой области структуры, температуры, электрического поля и освещенности. Показано, что при этом можно варьировать амплитудой колебания в интервале 1= 10 5 - 3-101 А и частотой f= I О 2-! О4 Гц.

4. Установлена корреляция между параметрами автоколебания с температурой, давлением, электрического и магнитного поля, освещенности. Показана возможность управления условиями возбуждения и параметрами автоколебания в широком интервале.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно- технической конференции VII симпозиуме по вторичным электронным эмиссиям и фотоэлектронным эмиссиям, спектроскопии поверхности твердого тела (г. Ташкент, 1690 г.), на научно-технической конференции "Перспективные материалы твердотельной электроники. Твердотельные преобразователи в автоматике и робототехнике" (г. Минск, 1590 г.), на второй всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (г. Ашхабад, ¡991 г.), на международном совещании по проблеме "Новые перспективные материалы и технологии" (г. Ташкент, 1994 г.), на I

?

международной научной конференции "Новые материалы и приборы" г. Ташкент, 1994 г.), на конференции преподавателей и аспирантов ТГТУ (г. Ташкент, 1994-98гг.), на международной конференции "Современные проблемы физики полупроводников и диэлектриков" (г. Ташкент, 1995 г.), на международной конференции "Проблемы теоретической физики и физики твердого тела" (г. Бухара, 1997 г.), на международной конференции "Центры с глубокими уровнями в полупроводниках и полупроводниковых структурах" (г. Ульяновск, Россия, 1996 г., также 1997 г.), на международной конференции 5 th International Symposium on Advanced Materials (September 21-25, 1997 y., Islamabad, Pakistan) и др.

По результатам работы опубликовано 21 печатных работ.

Объй»! и струглура ргботы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит страниц, в том числе страницы основного текста, рисунков, таблиц и список цитируемой литературы из наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во взедезни обоснована актуальность выбранной темы, сформирована цель и задачи для выполнения работы, представлена научная новизна, практическая значимость диссертации и положения вносимые на защиту.

В первой главе дается краткий обзор литературных данных, экспериментальных и теоретических работ по автоколебательным процессам в полупроводниках. Рассмотрены различные виды нгустейчивостей тока типа: осциллисторного эффекта в полупроводниках, появляющегося при воздействии электрических и магнитных полей; доменные неустойчивости тока, возникающий при больших полях напряженности; температурно-элезарические неустойчивости, сознихающие при низких температурах и Джоуле нагреве образца; реко?.*бинационные волны; волны пространственной перезарядки ловушек и др.

Из анализа литературного обзора показано, что в большинстве полупроводниках автоколебательные процессы наблюдаются при низких температурах или же требуется для возбуждения колебания дополнительные факторы, как магнитное поле, освещение, большие напряженности электрического поля, которое не всегда можно легко реализозать также параметры наблюдаемых автоколебаний имеют как небольшая амплитуда и коэффициент модуляции. Все наблюдаемые автоколебания для практического использования не совершенны, громоздкие в эксплуатации и сложны в изготовлении. Поэтому для

£

устранения вышесказанных недостатков была поставлена цель получить при хомнатных и выше температурах автоколебания в компенсированном кремнии не требующих дополнительных условий, таких как воздействие освещения, магнитного поля и тд. для возникновения автоколебаний.

Во второй главе дается краткий обзор метода получения омических контактов компенсированному полупроводнику, технология изготовления инжекционных струюур р+ - р - рг, п1- - п - п ' , а также р+

- р(ЗКМл>) - р+ , методы исследования ВАХ и автоколебаний.

Сделан аналитический обзор литературных данных по методу получения контактов к компенсированным полупроводникам: получение омических контактов в исследованиях автоколебательных процессов в компенсированных полупроводниках имеют некоторые недостатки: во всех случаях получают контакт после получения компенсированного с помощью дополнительной термообработки. А это приводит к изменению параметров компенсированного полупроводника. Поэтому трудно установить корреляцию между условием возбуждения и параметрами автоколебания электрическими параметрами материала. По этому перед автором была поставлена задача: получить хороший омический контакт к сильно компенсированному полупроводнику; получить р+ - р - р \ п+ - п - п" структуры, на основе компенсированного 31<Мп> с различными удельными сопротивлениями.

Описываются основные технологические условия и режим получения инжекционных структур, а также описана методика получения инжекционных компенсированных структур р+ - р(ЗКМп>)

- р+, р+ - п(ЗКМп>) - р+, п- - п(ЗкМп>) - п+, п- - р(5КМп>) - п+ типа.

Приведены результаты исследований электрических параметров, удельного сопротивления, типа проводимости, концентрации носителей.

В конце этой главы описана методика исследования ВАХ н автоколебаний в инжекционных структурах, а также расчеты по определению допускаемых ошибок метода измерения.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования ВАХ инжекционных структур р+ - р(31<Мп>) - р+, р+ -п(31<Мп>) - р+ типа, также наблюдения инжекционных автоколебаний.

В начале этой главы сделан краткий обзор ВАХ в компенсированных полупроводниках. Приводятся экспериментальные результаты ВАХ для структур р+ - р(8КМп>) - р+ типа, который имеет сложный характер в зависимости от подаваемой напряженности электрического поля, при этом установлено явно выраженный омический участок иа= 1-10 В, квадратичный участок 11*= 10-30 В и

участок резкого роста тока ип&30 В. Где после резкого роста наблюдались автоколебания тока. Показано, что с ростом удельного сопротивления базовой области структур значение и0 , ик , ип смещается в сторону больших значений электрического поля. Также исследованы влияния внешних воздействий, концентрации инжекционного слоя и базовой области структур на ВАХ. Также исследованы влияния внешних воздействий, концентрации инжекционного слоя и базовой области на ВАХ.

Исследованы условия возбуждения автоколебаний тока в различных структурах. Установлено, что автоколебания тока наблюдается только в структурах р+ - р(ЗКМп>) - р+ , а в других р+ -п(&<Мп>) - р+ , п+ - р(ЗКМп>) - п+ , п+ - п(ЖМп>) - п+ независимо от удельного сопротивления базовой области и значения электрического поля автоколебания не наблюдается. На основе результатов ВАХ и условия возбуждения автоколебания сделан однозначный вывод о том, что наблюдаемые автоколебания связаны монополярной инжекцией и относятся к типу инжекционных автоколебаний . Характерным условием этого типа автоколебания в отличии от обнаруженных ранее в компенсированном 31<Мп> и в других материалах температурно- электрические неустойчивости, рекомбинационные волны и других имеет следующие отличия: эти инжекционные автоколебания можно наблюдать как в темноте так и при освещенности, наблюдается в широком интервале температур от 77 К до 350 К., не требуются дополнительные условия для наблюдения автоколебаний как в работах [1] магнитное поле, [2] освещение или [3] высокое значение электрического поля. Основные параметры и условия возбуждения инжекционных автоколебаний в р+ - р(81<Мп>) - р+ структурах можно легко и широком интервале управлять электрическим полем. Показано что эти структуры изготовлены с параметрами приближенные к промышленным условиям н отличаются простотой технологии получения, что и позволяет серийный выпуск этих структур с воспроизводимыми параметрами. Исследованы закономерности изменения амплитуды и частоты автоколебаний в зависимости от электрического поля, температуры и удельного сопротивления базовой области струмур . При этом установлено, что амплитуду можно изменять в интервале I = 103 + 300гаА, а частота / = Ю^+Ю5 Гц. Установлено, что с ростом удельного сопротивления базовой области структур значения Ея увеличивается, а пороговая частота уменьшается.

Четвертая глава посвящена исследованию влияний внешних воздействий на инжекционные автоколебания тока, глава начинается с анализа литературных данных о влиянии внешних Бездействий на автоколебания тока в полупроводниковых материалах.

/о

В диссертации приводятся результаты исследования влияния температуры на условия возбуждения инжекционных автоколебаний тока в р+ - р(5КМп>) - р+ струзаурах в области температур Т=77-350 К, с ростом температуры амплитуда автоколебаний экспоненциально уменьшается, а частота монотонно увеличивается. По результатам исследования показано, что пороговая напряженность, при которой появляются автоколебания в этих структурах с повышением температуры увеличивается. Для структур р+ - р(51<Мп>) - р+ , удельное сопротивление базовой области рб > 102 до I О5 Ом.см. , в интервале температур 77 - 350 К Ел уменьшается от Еп = с 800 В/см до 120В/см

Впервые получены автоколебания тока в сильно компенсированных кремниевых структурах в таком широком интервале температур, а также в темноте в отличии от ТЭН (интервал температур Т=80-150 К) [4] и автоколебаний на основе механизма РВ (интервал температур Т=273-333 К) [5].

В конце этой главы приведены данные исследования: влияние магнитного поля на инжекцнонные неустойчивости, результаты измерений показали, что амплитуда автоколебаний тока уменьшается линейно, а частота растет экспоненциальной зависимостью. На основе анализа полученных результатов по исследованию автоколебания делается вывод, что для объяснения их необходимо учесть компенсированные полупроводники то есть наличие потенциальных рельефов и модуляции энергетических зон. Если учесть, что автоколебания наблюдаются только в р+ - р(8КМп>) - р+ структурах и наличие энергетических уровней марганца в запрещенной зоне кремния Е; = Ее • 0,24 эВ н Е: - Ее - 0,4 ->■ 0,05 эВ, а также зарядового состояния примесного атома маршнца в решетке Мп° , Мп+ , Мп-14- трудно объяснить особенности ВАХ и автоколебания. Так, как марганец в исследуемых структурах в основном находится в состоянии Мл^, н все энергетические уровни свободны от электрона , поэтому не могут быть уровнями захвата для инжектированных дырок. В связи с этим в обсуждении результатов исследования объяснение особенности монополярной инжекцией в сильно компенсированном полупроводнике.

В пятой главе рассматриваются возможности практического применения инжекционных неустойчивостей тока вр+- р(8КМп>) - р+ структурах. В начале главы сделан обзор литературных данных о возможности создания датчиков на основе автоколебаний и по созданию приборов на основе аномальных эффектов в полупроводниках. При этом указано, что функциональная возможность этих датчиков ограничена. Покачана возможность создания в лабораторных условиях тв^>дотельные генераторы

•//

звуковых частот (6), со стабильными и воспроизводимыми параметрами проверенных на деградацию параметров в течении нескольких годов. Они простые и удобны для эксплуатации, а технология их изготовления позволяет серийный выпуск на промышленной основе. Твердотельные генераторы на основе р+ -р(51<Мп>) - р+ структур отличаются от предыдущих твердотельных генераторов:

- во первых, в рабочем интервале температур нет срыва. Существенно расширена и составляет 77 К - 350 К

- во вторых, в структурах в р+ - р(3»<Мп>) - р+ для наблюдения автоколебания нет необходимости наличия освещения как интегрального так и ИК света, они возшпсают как в темноте так и при освещении.

- в третьих, пороговая напряженность эксплуатации этих генераторов достаточно низка, что и удобно и безопасно для эксплуатации.

- в четвертых параметрами инжекционных автоколебании можно легко управлять в широком интервале и она достаточно стабильная л воспроизводимая. Эта генераторы имеют размеры 1x0,5 мм5.

В этой главе также приведены данные разработанных температурных датчиков, работающих на основе таких твердотельных генераторов в области температур от 77 К до 350 К без освещения. Преимущество таких датчиков заключается амшппудно-частотным выходом сигнала. Рассмотрены возможности использования твердотельных генераторов в качестве датчиков магнитного поля и предложены датчики имеющие следующие параметры:

- коэффициент чувствительности по пороговому электрическому полю (3 - 4> 10 3 (В/см),Орстед;

коэффициент чувствительности по пороговой частоте (5 - 6>10* Гц/Эрстед;

коэффициент чувствительности по амплитуде колебаний (2-4> 10-8 А/Эрстед;

коэффициент чувствительности по частоте колебаний (4 - 5)-10-' Гц/Эрстед.

Результаты исследования показали, что параметры твердотельных генераторов р+ - р(Б\<Мп>) - р+ достаточно чувствительны к ОУД. В лабораторных условиях созданы датчики давления работающие при комнатных и выше температурах. Чувствительность по амплитуде и по Ев (или Гп) существенно больше чем имеющие полупроводниковые датчики давления при исследуемой области температур его данные.

В конце главы даются рекомендации возможных областей применения н создания датчиков на основе инжекционных неустойчивостей в сильно компенсированных полупроводниках с

ннжекционной структурой, приборов простых для эксплуатации и недорогих в изготовлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основные результаты диссертационной работы можно сформулировать следующим образом.

1. Получена и разработана технология создания контактов к сильно компенсированным материалам до получения компенсированного материала.

2. Разработана технология р+- р(8КМп>) - р+ , рч- п(ЗКМп>) - р+, п+- р(ЗКМп>) - п+ , п+ - п(ЗКМп>) - п+ на основе компенсированных материалов с различными удельными сопротивлениями в интервале ре = 102- Ю3 Ом.см.

3. Впервые обнаружено автоколебание тока, связанное с инжекцией в структурах р+ - р(5КМп>) - р+ типа. Определены основные технологические и термодинамические условия возбуждения автоколебания. Результаты исследования температурной зависимости автоколебания тока показали широкий диапазон температур наблюдения инжекционных неустойчивостей тока от Т=77 К до Т=350 К. Установлено, что параметры инжекционных неустойчивостей тока очень чувствительны к подаваемой напряженности электрического поля, т.е. легко можно изменять амплитуду и частоту автоколебания с помощью изменения напряженности электрического поля Е.

4. Установлено, что инжекционная неустойчивость наблюдается только в р+ - р(5|<Мп>) - р+ структурах с удельным сопротивлением базы в пределах р$>! О2 Ом-см. При этом показано, что амплитуда колебания имеет значения I = Ю-3 - 300 тпА., частота 10 3 - 103 Гц, значения пороговой напряженности с ростом ре увеличивается.

5. Впервые исследованы влияния внешних воздействий: давления, магнитного поля на условия возбуждения и изменения параметров автоколебаний в структурах р+ - р(31<Мп>) - р+. Показано, что с увеличением одноосного сжатия пороговое поле возбуждения инжекционных неустойчивостей уменьшается или наблюдается стимуляция неустойчивости тока давлением и наблюдения автоколебания при более низких значениях напряженности электрического поля, а при наличии магнитного поля наоборот увеличивается, значение Еп , а при больших значениях магнитного поля автоколебания исчезают т.е. имеет место магнитное гашение автоколебания.

Разработаны и созданы твердотельные генераторы звуковых частот с достаточно большой амплитудой и коэффициентом модуляции ~ 1004. Технология изготовления этого типа генераторов показана в

ы

заводских условиях, что и позволяет серийный выпуск его и внедрение в широкое производство.

6. Предложены и показаны возможности создания на основе инжекционных автоколебаний тока приборов различного назначения, работающих в широком интервале температур и отличающиеся простотой создания и эксплуатации.

7. Предложена модель инжекционных неустойчнзостей тока в сильно компенсированных полупроводниках типа р+- p(Si<Mn>) - р+.

Пологсешга н выводы, залшщаег<я>1г а диссертационной работе, опубликованы в следующих работах:

1. Аюпов К.С., Зикриллаев Н.Ф. "Инжекцнонные автоколебания в структурах р+ - р - р+ па основе Si<Mn>". Доклады АН Республики Узбекистан, 1992 г., вып. 8-9, ст. 41-42.

2. Аюпов К.С., Бахадырханов М.К., Зикрнллаев Н.Ф."Твердотельный генератор звуковых частот на основе р - p(Si <Мл>) - р". Россия, Письма в ЖТФ, 1995 г., т. 21, вып. 14, ст. 18-21.

3. Аюпов К.С., Бахадырханов М.К., Зикриллаев Н.Ф., Зикрнллаев Х.Ф. "Влияние одноосной упругой деформации на условия возбуждения автоколебания в структурах р+ - p(Si <Мп>) - р+ Россия, Письма в ЖТФ, 1995 г., т. 21, вып. 14, ст. 22-24.

4. Аюпов КС., Зайнабидинов С.З., Карпов ЮА., Фнстуль В.И. "Барический распад преципитатов в кремнии". ФТП, 1987 г., т. 21, вып. 4, ст. 764-765.

5. Аюпов К.С. "Si<Mn> асосида р+ - р - р+ тузилишндагн ижекцион ток тебранишларннииг электр майдон кучлангзнлигига богликлиги". Сборник научных трудов ТГГУ, 1993 г., ст. 143-148.

6. Аюпов К.С., Зикрнллаев Н.Ф. "Монополярная ншкекция и осцилляция тока в компенсированном кремнии". Труды молодых ученых ТашГТУ, 1993 г., ст. 88-89.

7. Аюпов К.С., Зикрнллаев Х.Ф., Зикриллаев Н.Ф. "Новый функциональный датчшг давления работающий на эффекте изменения

7. Аюпов К.С., Зикриллаев Х.Ф., Зихрипйаев Н.Ф. "Новый функциональный датчик давления работающий на эффекте изменения параметров ннжехционных колебаний". Тезисы докладов I Международной научной конференции "Новые материалы и приборы", г.Ташкент, 1994г.,ст. 136.

8. Аюпов К.С., Зихриллаев Н.Ф. "Универсальный твердотельный генератор". Тезисы докладов I Международной научной конференции "Новые материалы и приборы", г. Ташкент, 1994 г., ст. 137-138.

9. Аюпов К.С., Зикриллаев Х.Ф. "Влияние толшины базы на параметры ннжекционных колебаний структурах типа р+ - р - р+". Конференция преподавательского состава'ГашГТУ, 1994 г., ст. 16.

10. Аюпов К.С. "Тензодатчик с амплитудно-частотным выходом на основе колебательного эффекта". Тезисы докладов: "Ярим утказгнчлар ва дазлектриклар физикасининг хозирги замон муаммолари", г.Ташкент, 1995 г., ст. 156.

П. Зикриллаев Н.Ф., Арзикулов Э.У., Аюпов К.С. "Двойной ИК-гашение фотопроводимости сильнокомпенсированного кремния, легированного цинком". Тез. докладов "Седьмого симпозиума по вторичной элеюронной, фотоэлектронной эмиссиям и спектроскопии поверхности твердого тела", г. Ташкент, 1990 г., ст. 116.

12. Зикриллаев Н.Ф., Арзикулов Э.У, Аюпов К.С. "Высокочувствительный термнстор с отрицательным коэффициентом сопротивления на базе сильнокомпенсированного кремния". Тезисы докладов научно-технической конференции "Перспективные материалы твердотельной электроники. Твердотельные преобразования в автоматике и робототехнике", МТЭ и ТП-90, г.Минск, 1990 г., ст. 28.

/сГ

13. Зикриллаев Н.Ф., Арзикулов Э.У., Аюпов К.С. "Глубокое температурное гашение ФП н осцилляция фототока с большой ампшпудой в компенсированных образцах кремния, легированного цинком". Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках, г. Ашхабад, 1991 г., ст. 72-73.

14. Зикриллаев Н.Ф., Аюпов К.С., Арзикулов Э.У. "Влияние удельного сопротивления базовой области на вольт-амперную характеристику р+ - р - р+ структурах". Сборник научных трудов кн. "Электроника ва микроэлектроника сохасидагн долзарб муаммолар". 1993 г., ст. 137.

15. Зикриллаев Н.Ф., Курбанова У.Х., Аюпов К.С., Сатгаров С., Каршибаев И. "Твердотельные генераторы на основе снльнокомпенсированных полупроводников, как новый класс приборов функциональной электроники". Международное совещания по проблемам новые перспективные материалы и технологии, г. Ташкент, ТашГУ, 1994 г.

16. Зикриллаев Н.Ф., Аюпов К.С. "Ута компенсацняланган кремний асоснда генераторлар". Труды молодых ученых ТГТУ, 1993 г., ст. 16-18.

17. Зикриллаев Н.Ф., Аюпов К.С. "Зависимость параметров автоколебаний вр+- р(31<Мп>) - р+ структурах от базы с!". Тезисы докладов: "Ярнмутказгичлар ва диэлектриклар физикасннннг хознрги замон муаммолари", г. Ташкент, 1995 г., ст. 26.

13. Зикриллаев Н.Ф., Саъдуллаев А., Аюпов К.С., Каршибаев И. "Энергетические спектры примесей глубоких уровней в кремнии при условиях сильной компенсации". Международное конференция "Центры с глубокими уровнями в полупроводниках и полупроводниковых структурах". Россия, Ульяновск, 1997 г.

19. Ajov.ob K.C., Зикрилдаев Н.Ф., Саъдуллаев А. "Функциональный датчик на основе компенсированного кремния". Международная конференция "Проблемы теоретической физики и физики твердого тела", г. Бухара, 1997 г.

20. M.K. Bakhodirhanov, N.F. Zikrillaev, KS. Ayupov and A.B. Saadullayev. "Anotnalli deep infrared quenching of photoconductivity in strongly compensated semiconductor". 5th Internationa! Symposium on Advanced Materials, Technical program and abstracts, Pakistan, 1997 у., P-8, p. 53.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов ЮЛ., Рывкин С.М. ЖТФ. 195S гвып.28, ст.774.

2. Бонч - Бруевич ВЛ., Каган Ш.М. ФТТ, 1965 г., вып. 7, ст. 23.

3. Gun I.B. Solid. State Comnuy, 1963y.,V. 1,p. 88-91.

4. Бахадырханов M.K., Аскаров Ш.И., Турсунов AA. Температурно-

электрическая неустойчивость в неоднородных полупроводниках.

ФТП, 1987 г., Т. 21, вып. 2, ст. 379.

5. Бахадирханов М.К., Курбанова УЛ. Рекомбинационные волны в кремнии, легированном серой. ФТП, 1994г. Т. 28. В. 8.

стр. 1305 - 1309.

6. Аюпов К.С., Зикрнллаев Н.Ф., Саъдуллаев А. "Функциональный датчик на основе компенсированного кремния". Международная конференция "Проблемы теоретической физики и физики твердого тела", г. Бухара, 1997 г.

Автор выражает глубокую благодарность за постоянный интерес и помощь в выполнении работы своему научному консультанту доктору технических наук профессору Рашидову Ю.Р.

RESEARCH FEATURE OF INJECTED PHENOMENA IN THE STRUCTURES p+-p-p+ and p+-p-p+ ON THE BASIS OF STRONG COMPENSATED SILICON WITH MANGANESE

Summary

AupoT K.S.

Recleved and developed technology for creating good ohmic and injected contacts with strongly compensated materials of manganese,gives advantages in comparison with those researches,which were conducted until then.In the previous researches the contact was not adsolutiy good, and when the contact was received with the help of heat treatment,it resulted in degradation of properties of strongly compensated material,therefore we offered and realized research method of strongly compensated materials which defi nes priority and given authentic information about abnormal phenomena in strongly doped materials.

Reciered ingection structures p+-p(Si<Mn>)-p+, p +-n(Si<Mn>)-p+, n+-n(Si<Mn>)-n+, n+-p(Si<Mn>>n+.

Delected auto oscillation current related with injection in the structures p+-p(Si<Mn>)-p+type at room and higher (above) temperatures in the darkness. The results of research abjut auto oscillation current depending on temperature have shown a wide range of obcerved temperatures of injected instable current from T=77K to T=350K. It is given, that the injected instablity is observed in p+-p(Si<Mn>)-p+ structures with specific recictance of bases in limits pa >1010m.cm to pa =1030m.cm. At cjnversion conductivity of auto oscillation which has not managed we will find out such structures. Influence of external effects is investigated : pressure, magnetic field on excitated conditions and change of parameters of auto oscillation in structures p+-p(Si<Mn>)-p+. The offered and given opportunities for creatingb devices of various purposes on the basis of injected auto oscillation current Buch as solid-Btategenerators, gauges of tempersture, pressure of magnetic field and others with peak valued treguent output signal. The mechanism of magnetic field and others with peak valued freguent output signal. The mechanism of injected auto oscillation current p+-p(Si<Mn>)-p+ structures in explained by condition of impurity of manganese in various charging condition in the form of complexes and it results uniformityof power zones, creation of potential holes for electrons and rings for holes which are in final space with division of carried current in certain time, as results in auto oscillation current.

/я

БАЗАСИ МАРГАНЕЦ БИЛАН ЛЕГИРЛАНИБ, УТА КОМПЕНСАЦИЯЛАНГАН КРЕМНИЙЛИ р+-р-р+ ВА р+-п-р+ СТРУКТУРАЛАРДА ИНЖЕКЦИОН ^ОДИСАЛАРНИНГ ХУСУСИЯТЛАРИНИ ТЕКШИРИШ.

Аюпов К.С.

Кисхача мазмуни.

Компенсацияланган кремнийга контакт олишнинг янгн усули таклнф этнлдн ва татбш? ^нлинган яъни олдин р+-р-р+ ва р+-п-р+ структуралари олиниб ундан кейин уни марганец бнлан легирлаш ма^садга мувофи*; эканлши курсатилган.

Изланишлар учун база сохаси марганец билан легирланган кремнийли р+ - р ф < Мп>)-р+,р+-п(31<Мп>>р+, п+-п(Э<Мп>)-п+, п+-р(5КМп>)-п+, сгруктуралар олинган. Янгича турда

компенсацияланган кремнийга инжекцишш контакт олиш технологиям таклнф х;илинган. Бнринчи марта р+ - р ( БК Мл > ) - р' структураларда ток автотебранишларининг богликлигини курсатади Автотебранншлар параметрларини ёритилганлихсвз ^ароратгг боишклигини урганиш, уларнинг ^ароратнинг Т = 77+350 Ь оралнгида кузатилишини ангаушш имкониятини берди. Текширишла] натижасида инжекцион автотебранишлар р+ - р (8КМп>) - р сгруктуралар базасинннг солиштирма ^аршилиги ро=10г+155 Ом с» ораликда бупган намуналарда кузатилди ва база ^тказувчанлиги п турга утганда кузатилмаслиги анга^ланди. р*- р (ЗКМл>) - р

структураларда автотебранишларнинг пайдо булнши ва уларнин катгаликларига ташци таъсирлар: босим ва магнит майдонинин таъсири урганилди, кузатишлар шуни курсатдики магнит майдон: тебраниш пайдо буяиш кучланганлигининг усишисга, босим эса униш яъни босим ор^али пастрок; Еп да инжекцияли тебраниш олт мумкиилигини курсатди.

р+ - р (ЗКМп>) - р+ структураларда ток автотебранишларнин табиати ва механизми марганец киришма атомлари бирикмалариниь турли заряд холатларида булиши билан богликлиги оркал тушингирилган.

Диссертация сунгтида инжекцион автотебраниншар асоси! функционал электроникада мутло^ янги турдаги ^аттик жисиш: генераторлар ва таш^и таъсирлар (х,арорат, босим, магнит майдс кучланганлиги ва бош^алар) га ута сезгир курилмалар ярати имкониятлари курсатилган ва такяиф килинган.