Комплексное исследование примесно-дефектных состояний в ковалентных полупроводниках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

ЧершпецышЛ державпий уп1верситет tM.Dpia Федьковдча

. .. . •> На правах рукоттсу

ЦМОЦЬ Во.подимир Михайлович

КШПЛЕКСНЕ Д0СЛ1ДЖЕНМ ДОМ!ШЮВО-ДЕФИШШХ CTAHÎB У КОВАЛЕНТНИХ НАП]ВПРОВ1ДШКАХ

01.04.10 — физика HaniBnpoBiflmnciB i д1електртп'в

АВТОРЕФЕРАТ диспртацП на эдобуття наукового ступепя доктора фгяико-математичюп наук

4EPHÍBIJÍ- 1996

Дисертац! ею е руксшис.

Робота виконапа в Дрогойицышиу державному педагогичному шститут! 1мЛвана Франка.

0ф1цЦМ опояенти:

доктор ф1з.-мат. наук, професор Баранський Пвтро 1ванович

доктор ф1з.-мат. наук, професор. Савицький Володимир ГригороЕ

доктор ф1з.--мат. наук Грушка Григор1й Григорович

Пров1дпа орган!зац1я: 1нститут ядврних досл1джень Иац1онально1 АкадемП Наук Укра1ни

Захист дисертацИ в!дбудеться 19 шитня 1996р. о 15- 1й год1 ¡и на зас1данн( спец1ал1зовано! вчено! Ради Д 07.01.06. Черн] вецького державного ун1верситету 1м. Оргя Федьковича (27401; Черн1вЩ, вул. Ун1верситвтська 19, велика ф!зична аудитор!«).

3 дисертащею моша ознайомптися в науков!й бКЗЛ1отш Черн1вецькаго державного • ун{верситёту 1м. Юр(я Фпдькоаи' (вул.Лес! Укра1нки, '23).

/Г

Автореферат роз1слано березня 1996 р.

Вчений секретар

спец1ал1аовзно1 вчено! Ради г~ М.В.Кургянецьгс

ЗАГАЛЬНА ХА РАКТЕРИСТИГСА ТА ЗМ1СТ РОВОТИ.

Актуальи1сть теми. Практичне заотосувашш паиIвпраоIдниково-о матер!алу в значтй мгр! интзпачаеться природою, станом, кон-,ентрац!еп I прасторгшим розподоом дефектгв в об' емI кристалу. 3 глядом на и,в встановлення дефектно'! структур« та И еволюцП гид Дега р!зних факторхв у процес1 виготовлеиня, експлуатац!£ I збе-1гашм дискретшх елг.мент1в та штегральних микросхем твердо-{льио! мIкроолпктропгки е актуальним завданням. В останн! деся-илхття ц!й проблем! присвячено велику кьлыисть екснерименталь-их I теоретичних рооЧт,. як1 стели результатом розв'язання коп-ретнкх задач М1кр0елактр0н1ки I застосування широкого спектру ових нап1впроп1дникових матер1ал1в. ГТтоте вивченг дос1 власти-ост1 багатьох власних та дом!шкових дефект!в I основа! механсзми ад1ац1йного та терм!чного дефектоутворення в найбЬпьш широко ви-ористовуваних иангвпровгдникових матер!алах ще не дагать вичерп-ого уявлення про структуру цих останн!х.. Потреби створення нових атпр!ал[в з наперед задаттми властивостями вимагають розробки осконал1ших теоретичних моделей I застосування нових неруйпуючих етод!В досл!дження. На жаль, коло метод1в, як1 використовуюхься а практиц! для контролю якост! нап1впров1Дникових натер1ал1в, е радиц!йно досить обмеженим. Можливо, тому вивченнга випиву одп-ичних точкових дефектов, а також 1х асоиДатгв та ансамблгв на атахтн! властивост! наП1Внров1днлк1В придглялосн значно менше ваги.

Я той Же час постае ряд як1сно нових проблем, як1 не п!яда-ться розв'язанцю у межах !снуючлх експериментальних методик 1 еоретичних и!дход!в_ Прикладом цього мояв служит проблема вив-енпя вшпшу нер1вноМ1рност1 просторового розпод!лу точкових да-ект!в як на {х власнг характеристики, так I на електричн1, опиши та мапптги в^стивост1 матер!алу в ц!лому. Вгхпив1сть II эля га в в тому,. що, взаемод!ючи м!ж собою I утворюючи асоц!ати та всамбл!, точкой! дефекти набувають новйх властивостей. Кр1м чи-го наукового штересу, ця проблема надзвичайно вежлива насампе-9д для вдосконалення технологи створення великих I надпвликих ятегральних микросхем, де одним гз осноппих стримуючих фактор!в 1Н1атпризацП елементно! бази е пер I ином трЕисть розпод1лу до-!нюк у пих1дному материал!.

Объектами досл!дження обран! широко використовуванг промис-эгпстю коналентн! напгвпровIднйки 1з структурами тип!в алмазу.

(¿л, Се I пеперервний тнердий роачии (НТР) Се Г11 ) та сфалериту (Н^Тв, С(Но, '¿п'Ув, МБ, 2г£е 1 Ш'Р Сс1 % _ Уе 1 ?,п Те).

■XIX XIX

Для доыпджевня !х дефектно! структур« поряд загадыю-в]дому!ш методами широко нмкористаио експерименталъве i теоретич-не досл!джышя статично! магнитно! свршшятливост! (вадал!, дл^ скорочеяия виоаду, метод МС;. Оскгльки боьии сть яашвпровгдня к1в е,слабомагнгпшми материалами, для вишрювання 1хиьо1 МС нам) була модернизована I сконструйована спет,'.альна установка.

Найсилъш щкавкм результатом досл^джешш було встановленш того факту, п багатьох випадках найсутт евший вклад в штн гральне значения МС вносить та Н складова, яка зумовлена наивности тих чи 1Н1Ш1Х дефект ¿в. Тому подальш! доел!дженнн були спрямо ван! на поглиблене вивчення впливу дефектов р13Ш1Х т.шпв на ста тичну мапйтну сприйннишпсть 1 намапп чсепсть доелдаеких на П1впров1дник1 п. Один 13 вамивих етгпйв цих доелIдня нь полагав розглядх бгльш чи менш визнаних теоретичних моделей I прове дети на ¡х основI розрахунк!в окремих екпадових МС з наступил з1ставленняы розрахованих I шссперименталглих даних, що 1 дозво лило цереконатися в иравом1рност1 вибору завдань та методов дос л1дясьнь.

Мета роботи полагала у остановлены! вгшшу дом1шково дефектних стан!в па електроф1зичи1 та мэгн1тн! властивост! кона лептних нап1впрон1Д1ШК1В I на процеси, ш.о в!дбуваютьск в них 1И дгею вцутргшн^х та зовн1иппх вплив1в, та в пошуку оптималънях ме тод!в виявлення М1кронеодйор1дностей просторового розпод^лу дс м[шково1р кисню та кисневм!сних тершчшх ! рад1ац!йних дефект! у монокристал!чному крема: I, вирощеному методом Чохральсько! (падал! Сй-БИ.

Для досягнення ц1е!"метй необхгдно Пула розв'язати иастут завдання:

1. Довести, що метод вишрювання статично! магйтжн спри! нятливост I найдоидльнше використовувати для встановлешш дом г I ково-дефектних, а не зонних структур напIвпровIдникових матери л1в.

2. Встановити можливий вплив зонно! структур« нап1впров1дн) кових Матер1аЛ1В, зокрема ширина заборонено! зони, г степени ш: яоот! х1м!чного зв'язку на магн1тну сприйнятлив^ть гратки.

3. Розробити концепц1ю будови донорно-акцепторних (ДА-) ко Ш!вкс1в у ковалентних напIвпров!дниках, яка погоджупа пася г>

встановленога нами наявн1стга парамагитно! ван-флек1веьк.о'1 складо-Boí MG нап1ппров1диик1в, що мгстять ДА-комплекси.

4. Встаповити характер маги шгаго впорядкуваши електронних cuiniB па неростових дислокациях, генерованих пластичною деформа-иДею, иорушешшм поверхневого шару або легувапням кристал1в креы-(йю xiwinmnm елементамк, ян.i здатнi до утпорения силицидов; на Uiй. OCHOBÍ розробити практично рекомендац! i використання питрю-вання МС для виявлення мокротрйидп, утворених у процесо пластично! деформзцоо кристалов, встаповлення локалозацП неростових ;;ислокац1й в иорушеному поверхневому шар!, а такой огрециштаойо дом1шкових елементов.

5. Визначити роль неконтрольованих домiшок i високотемпера-турних терм1чних дефект íb як ctokíb д^я компонент i в пар Френкеля в процесах радоацойного дефектоутшреннн в Cz-Si.

6. Одержати онформаоодш про природу кисневмьсних терлодонор!в та про особливост! íx взаемодоо з первинними радоацШними дефектами.

7. Дослодити внлив понереднох нейтронного опромонеошл i низькотемпературног термочно! обробки на геперацш "других" тер-MOflonopiB (ТД-2 або ТД-650) та ирецил1.тацш твердого розчипу до-míuikoboro кисшо в Cz-Si.

8. Провести апробаиДю нових методик виявлення мокронеодно-р1дностей иросторового розподолу домипювого ощеню та ошспевмог,-оота термочних i радоацШних дефектов в монокристал1чиому Cz.-Si для одержашш колькгено! онформацоо про параметр«, що ix характе-ризують.

, НАУКОВА НОВИЗНА РОГОТИ полягае в одержанно та уяагальнепно експериментальних. рвзультат1в комплексного дос^оджекня чтитву дефектов ¡фисталочноо птруктури на ®í3hhhí властивосто ковалентних HaniBiipoBfflHUKiB. Вооерше показано, що метод вишрювання статичноо MarHiTUoi сприАнятливост1 е надзпичайно перст:йктивтш для вста-новленяп природи та осойлшюстей вааемодго дефектних центр1в у коналгштооих oían i вофа водниках .

До юайболыи вагомих иаукових результатов слод воднести наступи i:

i. fía ocnoni детального вивчеотя фозичних влаг.тивостей ново-крипталов 51, По, СйТе, CdS та НТР M^Hg ^Ig, Zn^üg хТе i О, показам, що мзгп1тпа енрийпятлиш сть кристав!чио! грат-

- б -

ки, всуиореч поширетш поглядам, визяачаеться в першу чергу дефектною структурою, а не о end лштог.т ши. so к но ! структур« чи величиною степени iонностi хгм^чиого зв'язку. Це в^дкривае перспективу ефектнешго використання виьирювань статично! магштно! сприй нятливопт! для вивчення особливостей структурних дефектов в кова-лентних HaninnpoBi дшисових материалах..

2. Вгшрше встановлено, що парамапитип склздона ван-флекгв--ського типу в кристэлах CdTe, CdS, та НТР Cd^Hg^ ^Те, ZnxHg( хТе 1 Gef xSix зумовленз наявн! стю дотрио-акцетортх комплекс'¡в; на цДй ociioBi запропотгавано модель будови зазиачених комплешпв.

3. Mbtoj-jH вимрювання статично! МС вперше доведено феромаг-н етний характер упорлдкуцашш електронних cntHie на об1рваних зв'язках неростових дислокаций в ковалентпих нап!впров!дниках.

4. Вивчення вшшву кисвевм1сних термодонорiв на кЛнетику на-копичування А- , Е- та 7г-центргв, а також внливу електропного ! х-онром1нення на електричн! властквост! кристалгв S1, шр micthtl термодонори, дозволило прийти до висновку, що термодонори, на" в!дмшу Btfl xiMi4Hiix донор1в V-oi груни, не взаемодшть з нервин-ними рад!ац}йними дефектами, а тому: а) не впливають на к1нетику накопичування основних вторинних рад1ац1йних дефект!в вакашийно-го типу i б) не втрачаютъ свое! електрично! активностi i не руй

нувться п1д Д1ЕВ х- чи р-оорошнешт.

5. Попередне нейтронне опромшення кристал!в кремнш Ictotho прискорюс генерацию ТД-2 t розпад твердого розчину домшкового кислю в кремнИ шляхом створення стаб!льних при 650°С р;уиацгйяих дефектов, як1 одяочзено е додатковиш центрами зародженвя ТД-2 ! '.'еитрэми розпаду твердого розчину кигш. Вперше встэновлелий експернментально факт зменшення ефективност! цього впливу ¡з зГч льипшнм ([шюенса ояром!нелня (в досл1джшгому 1птервал'! 1-10,в-5-10,всм"2) евгдчить про те, що зэзначен! рад1ац1йН1 до фе.кти одночаспо вхдп'рають значку роль у процесах непрямо? anii'i. ляцП компонент in пар Френкеля.

6. Икспериыептапьно доведено, що в Сг.-Si, KpiM иiдомих pan! me, iспуг: щлий спектр iieni домих дог:i мшронеоднор! дпостей прпс--ТОрОМОГО рСМПОД1ЛУ ДОМ1ШКОВОГО КИСНЮ. 1х НЛЯГНИСТЬ приводи г ь до утворемпн мпсроскупчень киснепм!сних зт!рм1Ч[1ИХ та рэд1ац1йних дефект!». концонтраШя яких у кристал! склада г 10,,--И)чсм"-1, а ргл-Mipi! II)"'' 10"''см; локальна ж концентрчидп точкопих дефек'п в у та-кил i.* i i' г ••: с ку п ч; л г ни х перебупаг в меках Mi" -if/1 см"'.

Практична цтпсть роботи.

1. Грунтуючись на результатах, одержшшх при нявчешй взае-модел термодонор in з первинними радЁацЁйними дефектами, нами роз-роблений t захищений авторським свёдоцтном метод виготовлення кремйевих д1одёв з р-п-переходом, радЁацЁйпэ стёйкгсть яких на порядок вгада, нёк виготовлених за трлдицДйнога технолог ¡ею. Про-мислове виготовлення дёод1В за пропопованою техпологЁею не вима-гае пi спец!алыю нзвченого персоналу, Hi коштовного технологЁч-ного устаткувания.

2. На П1дстав1 досл1дяшоня впливу концентрацН домёшкового киспю на твидкостi генерацП А- i Е-цептрЁв в кристалах Cz-Si, що пройшли попереднш високотемпературну тершчну обробку (Тто=1050е,С), при подальшому !х >- чи p-oupoMineirai та процесЁв рад!ац1йного дефектоутворення в опромЁнених ^-квантами кристалах 51<5п> доведено, що найбЁЛЫИ ефективними стоками для компонент iE? пар Фргакеля в даних кристалах е атоми основних технологЁчних до-мшок - кис ню та фосфору - i специально введеного олова. Вшмвом неконтрольованих домiток, впсокотемпературта: та супранод,куших ix структурних дефект! в у поргвняшп з вшмвом атомЁв 0(, Р та Sri, можна знехтуватл.

3. Досягпуте розумЁнпя рол: м1кронеоднор!дностей просторово-го розподьиу кисню п процесах генерэцН електритао активпих термодефект 1в дозволпе сформулювати притцшово новий пёдхёд до вирЁ-шешш проблем термостабЁлъностЁ. 51 та прпладЁв на його основ!. Вт полпгае у пошуку засобЁв шдвищення piBHOMipnocTi розпод1лу кисеею в кристалах кремнт па ендмёпу вёд традицЁйних спроб змен-шенн'п BMicTy кисню в целому.

4. Няявнёсть у ковэлеятних напЁвпровгдниках неростових дис-локацЁй, - пезалежн? вёд механЁзму ix утворення, - приводить до появи сиричинено! магпЁтним упорядкуванням залежностг MaraiTHOi снрийнятлпвостЁ епд папруженостЁ MaratTHoro поля. Появу uiei за-ложност! иожна пфективно пикористовувати для: а) встановлення граничних механЁЧ';их напружень (при заданому режимЁ пластично! деформздЁ i); б) детеЕсиуваняя неоднорЁдностей розподЁлу домшкових олемонтЁв у кремпЁ! i в) встановлення областей локалЁзацй не-ростппих дислоЕсацгй у поругаеггсму поверхневому шарЁ.

JJ" ''яхпст пиеюсяте^ся результата комплексного доелЁдження до-мпичп!!-) -дефкктних стаи1л у ковалентлих налЁвпровЁднлках:

1. Анпмальнпй иизькотшлгсратурУтй магнетизм в UrTs i в ИГР

С'С1ХД£, х То сиричинений парамагнетизмом д1рок на гелпешдМшп эк-цепторних центрах 1з симетргею Г .

2. Експериментальнв та теоретично гидтверджешя основного вкладу дефект!в кристалгчыо! структури у МО кристалсчнос гратгат д0сл1джених ковалентних нан1впров1днгаив.

3. Концепцгя будови донорш-акцепторних комплекс1в,що вихо-дить 13 екппериментально виявленого значного парамагнетизму Ван-флек1Всышго типу у ковалентних иап1впров1Дниках, що м!стять за-значенI кпмплекси.-

4. Принцююва можливгсть експериментального визначення дея-ких кшетични,. та термодинаМ1чннх характеристик процессе утворен-нп та розпаду ДА.-комтшкс1в, що йдтверджена в1дпав1днши розра-хунковими формулами.

5. Встановлен! законом1рност1 феромапнтного впорядкування елактропштх сиппп на об^рванлх зв'пзках неростових дислокаций, в ковалептних пап1впров1дниках та визиачен1 можлипост! 1х практичного вигаэристання для контролю за якхстю на^вправгдкиковпх ма-тер1ал1В.

6. Експериментальне Установления незначного впливу неконтро-льованих дом¡шок та високотемпературпих терьйчних дефект I я (<Г«105ППС) пк сток!в для компонент Iв пар Френкеля в онромшенкх елактронами чи ц-квантами п-Сг-31 I 51сЗп> у паргвняшй з основ-ними технологгчними дом пиками - атомами кисню I фосфору ~ та спе-иДапьпо введеного олова.

7. Результата проведеного на монокристалах Сг-31 досл!д-жпння: а) вплигу кисневмгсних термодоноргв на генерац!ю вторишшх р)Д1ац1йних дефектгв; 0) електронного та т-опром1нення р1зними флюгшеами на концентрапДю I електричну акт шипеть термодопориг, в) окремо та посл1довно застосовапих попереднгх нейтронного опро мшення (Ф^-1•10,в-5-10,ясм] та низькотемнературно! терм1чно! об-робки (45СГС, 100 год.) на генеращи ТД-2 та преципташ'ю твердого розчипу киспю при на ступи!й термообробц! кристалле при 650°С.

Я. Осоаминост! просторового розподгяу домгшкового шеш в мопокристалах Ся-б!-; як! приводять до утворсиля киснешх страт ("хмаринок") I ммсроскупчень киспевм!сних терм]чних " а радтрй ■ ши д>>фектп<: одержан] оцгнки хэракг'рних параметр!« клеишитх "шлрпнок" 1 М! кроскупчень зазлачених дефект ¡я.

Стпи;мь дпглон!рног.тI одержапих результатIв визмачягдъея до Л-птаннг.!.; н!Д1КЖ1Д!гах вимог до метртлог[чного яаАс-зпичоын »кеш:

римент!в та обробки ïк результатî n, а також задовольним узгоджен-иям результатов poapaxymciB, виошнаних на ocnoBi внкористаних та розроблеиих нами теоретичотх коицешцй-. з одержанный в експери-меитах дапими. Крш цього, достогпрнтсть одертсаних результатов та зроблених на ïx ocuoBi висновков niдтверджуеться також ïx пор i n -нннням з наявноши в лотератур! даними.

Особистий внесок. автора в розробку проблеми. Переороентацпо методу вгшркг.тшя статично! MarniTHOï спршшятливост! па вивчен-ня дом1шково-дофеостш1х станов у нашвоороводгоиках. Уточненпя змос-•оу оороблеми, лланування та постановка в1дповодошх шссперимент1в. Ochobhï положения Дйсертацтх та ix теоретлчне обгрунтуваяооя належать авторов!.

Публтацо ï. OcHoBHi результати диоертацоо викладено в 44 на-укових публ0кац1ях, список якмх наведено наприконц1 автореферату, та захшцено трьома автореькими св!доцтвами.

Апробао;1я роботи. Результати дисертаоийно! роботи дohobîдали ся та обговорювалися на Всесошзних. ошнференцоях у Черновцях (19Т1 ), Вiлытюг:i (1972), Севастополо (1.976); на конферегадях з теорП наповпровгдттков (Ужгород, 1983), з матероалознявства халькогенодних 1 кисн&вм!сних матер!ал!в (Черновой, 1986), з фi — вики HantßoipoBi.of.HHKiB (Киов, 1990), нацшнальнШ коооференцП з' ф0зики кристалон з дефекта»™ iСанкт-Петербург, 1992), 16-ой мож-лародюй Пекар!всыйй конференцП з теоретично! ф!зики (Одеса, 1994), VIII-iit пауково-технгчнШ конференцо! . "Хомоя, ф!зика i технолог!я халькогеподов i халькогалогенодов" (Ужгород, 1994); на можпародиой игш^арештд i -школо з фозоггпих оороблем матероалознав-ства натвпроводников (Черн1ви,о, 1995); на веснянгй ceciï Това-ристпа дослодження маторгалов (Сан Францiско, 1995); на республо-капсышх i всесоюзних семонарах: з рад1ацойпо! фозики HaniBHpo-в i дник ô в ' Ï Ки ï в, 1980-1992; Новосиборськ 1984, 1987), а також на наукових семонарах водд1лу фузиоси радоаоЦйних процес0в 1Ф HAH Ук-païom (Клов), ФТ1 iM. А.ФЛоффе РАН (Санкт-Петербург), Ф1 1м.Лебедева РАН (Moг:гена ), 1нституту конденсованих систем (Львов ) та он.

Структура та обсяг дис.ертацо о. Дисертацоя складаеться i3 oicTyny, я "яти глав, основптох результат! в i bmchoekîb та списку лп'ератури лз 352 наймепувапь. Дисертац!я мостить.393 стор. машинописного тексту, 90 рисуоокгв та 1_6 таблощь.

КОРОТКИЙ 3MtCT РОБОТИ

У встуш обгрунтовано актуалыпсть теми дисертацП, викладе во !i наукову мету, новизну, практичну цппйсть, а також оснсвн! науков1 положения, як! виносяться на захист, наведеао дай, що стосуються апробацН робот и, викладено короткий змк;т роботи.

У перш!ft глав! описано конструкцию модернизовано! t сконс-труйовано! установки для вим1рювання статично! маиптно! сприйня-тливостг та намагщченост! слабоиапитних речовин i методику проведения ексиерименту. В основу роботи установки покпадено метод Фарадея, перечага якого мотивувалася можпшистю проведения виы!-рювань на невеликих зразках (оптимальна маса i довжина В1Дпов1дао 120-150 мг i 8-10 мм), що, зокрема, дае змогу вивчати розпод!л дефект!в I домiшок по всьому об"ему великих кристал!в чи злитмв. Установка дозволяе проводити вишрюваняя МС у широкому 1Етервал1 температур (4,2-1200)!С I мапнтннх пол in (0.3-10) кЕ- Модернизация установки створила можливёсть одержати вёдповёдн! результату! з достатньо високим степвнем чутливост! (5-1015 магнетонов Бора), точност! (В1дносна нохибка вотирования не перевмцуе 2%) i в1дтво-рюваност!.

У друггй глав! викладено результата досл!джень магн!тних та електрофЁзичнис властивостей бгнарних намвпровЁдшнав Hgle, CdTe, CdS та неперервких твердих розчив!в Cd^Hg^Ta, Zn^Hg^^fG i Св Si . Щ дослМження мали на Meri розв'язатя три основш проблеми. Перша з них стосуеться низькотемпературного аномального магнетизму, я кий напршишЦ 60-х рок!в б"В виявлений в HgTe i по-лягав у немонотоннШ змш1 МС з температурою (в !нтервал1 1С! -40 К.). Ми поставили перед собою завдання встановити, чи характерней цей магнетизм для !нших сфалеритоподгбниг нашвпровгднюйв, i з"ясувати його природу. В ход! дослгджень у CdTe i НТР Cd^Hg^TB було виявдено додаткову парамагштиу складову магн!тно! спряйпят-ливост! ван-флек1вського типу. Подалью1 дослгдження показали, до попа зумовлена паялнями в кристалах ДА-комплаксами. Це споттукало нас поряд з проблемою аномального низькотемпературного магнетизму Лосл|дити також i магнетизм, игричияеуий наяга!стю ДА - комилок-Пр. Т/кггюю проблемою було з'ясуваиня мохлшюго нплику зоияо/ гтруктури чгнпшрошдшпсових матерЁялЁп. зокрема ширили забороне но! алии, i ситепя Iohhocts xiMi4noro зв'язку на млпптлу гирий

лятлишсть гратют.

Спочатку коротко опишемо встановленг особливостi МС криг.та-л!в неперервного твердого розчину Cdjlg^ ^Тп. Проведен! експери-ментальн! визначення темнературпих i копцедтрзиДйншс залежпостей МС нан^вметалгчних i нап!впров¡дникових склад t в цього НТР дозволили, встздовити наявнхстъ парамагнетизму в!льних електрон1в в областях як нап1вметал!чних (р~стани), так i вузькозойних на-пiвпровiдникових складгв (s-стани). Останпя обставила i С причиной значно! розб!жност! ;*!ж результатами теоретично розрахованих залежностей xtT) 1 датами експерименту для зразклв НТР CdxIIg Те в облает! вузькозонних склад!в. Jlafloijj и !мов!рпога причиною иояви цього парамагнетизму електрошв, на думку б1льшост1 сиец1ал!ст1В', яку подояемо й ми, е вплив шщих зон на зону пров!дност!, якого не враховуе сучасна теор!я.

У зразках НТР Cd^Hg^^Te перехгднйх склад!в (Q,10<x<0,16) на кривих залежностей хСТ) в область температур 4,2 - 300 К спосте-рггався максимум диамагнетизму, який, зг!дно з проведеними роз-рахунками, спричинений зб1льиенням д!амагнетизму електратйго газу в облает! переходу нап!вметал-нап!впров!дник. Це може бути ви-користано для встановлення методом вим!рювання MG належност i зразк!в з n-nponiflHicTtj до облаетi нерех!дних склад!в.

С1!дтверджено наявнгсть у телу ряд! ртут! paiiiuie виявленого аномального магнетизму (*'), якйй нолягае в немонотонн!й 3MiHi залежност! х(Т), вимгряно! в пол! 0,5 кЕ, в Интервал! 10-40 К. Лналоггчнт. аномал! i темперятурних залежностей МС нами були вста-новлен! в нап!вметалгчних i вузькозонних Дх<0,23) складах НТР Cd Пе ТВ при 20-50К. В цьому ж !нтерваЛ1 температур немонотон-ними виявулися такой температуря! залежност! питомо! електропро-вгдност! та коеф!цтеята Холла (рис.1). При збгльшенн! BMtcTy Cd згадан! аномалii зсуваються в'сторону б!лыа високих температур. Встаповлено також, up аномальний магнетизм спостер!гасться т!льки при таких концеятрагцях домшок, як! пн виклвчають !снування ло-каллзованих домшкових станin.

У безийлинному Hani впров 1Днтсу тину HgTe, як показано в 111, квагндискретний акцепторний pi пень знаХодиться у 3oni провгдно-cTi, а дотюрний, що опиняеться у валентн!й зонг', розмиваеться. Тому допори ioiiinoBaHi при до)йлышх температурах, у той час як акл.пптори при низьких температурах с нейтральними. !!аявн!сть ак-цепторпнх piBHiB у зонь npoBiA'nocTi приводить до затримки збгль-

-ъг «•4 1

С.

^ * X

о

гс ъ

Ч

тя

Рис.1. Залежиосп коефщ1ента Холла Л, провццюсп а 1 магшгно! сприйнятливост! х зразка 16р вщ темперахури. Св1тл1 кружечки - х В пол1 0,5 кЕ, темт - в пол! 5,0 кЕ.

шення енергП ргвня Ферлг при заповнент його електропами (рис.2). Ця затримка пропвляеться в тому ж температурному штер-вал1, в якому спостер1гагаться особливостг й, о I х, що б додатко-вим подтвердившим того, що з'азначен! а пома л 11 пов'язан! саме з цим ргвнем.

Пр1 розрахуику температурно! залежностх х*(Т) ми виходиля з припущення, що цептри, ям В1дпов1даготь акцепторному р^внго . (си-метр! я якого визначаеться валентного зоною Г , тому в.ш чотири-кратно вироджений), е геллепод^бними (тобто можуть перебувати у трьох зарядових станах) 1»що екснлриментально спостережувана за-лежн1сть х"(Т) зумовлепа парамагнетизмом дгрок саме на даяих центрах, ЯК1 1оп1зуються в м!ру заповнення зони проВ1ДНост1 електро-нами. Розрахунок аномального магнетизму проводивея за виведенога, нами формулою:

а М А.

X* = ■ —, ' (1)

р Н В

де А = 2-1 (в, + е)вЬ -!-5- + _ в')вь _J-5Л х

I 1 2 12 ,чт

(1-а)

2е -2е г рН и Н . Е- £,

» ехр —Е-4- 2| —— б бЬ ——I -ехр -Е-

кТ I ' кТ 2 кТ > КТ

(V-.^Ш ^_ мг)Н,

f

В = f + 2 1 f ch -i-i- + ch

кТ- кТ

( Ц H , E - E

w2|ch —— + ch ——|• ехр —-— , (1.6)

v кТ: V кТ > кТ

де е( та е - енергП переходу акцепторного центра з нейтрально го стану в однократно тнгзований та з однократно шн'зованого в двократно юнгзований вгдновгдко; F,t' та - g-фактори дгрок на pinunx j = ±3/2 i j = ±1/2 у

випадку нейтрального а g та g - у випадку однократно ишгзованош гел1енод1бного акцептора.

По/шшяяня розраховашн змештост! V (Т) з екслеримеитальною

проведено для HgTe. При розрахунках використовувались там параметр«: Nfc=6-1Q" см"3; et= 3 меВ, е = 5 меВ; g^= 2,7; g^= 0,9; g(=6 t g2=2. Залвжшсть ЕрСТ) розраховувалася за температурной залежшстю коефщ1ента Холла.4

Розрахована заложи}сть >"(Т) иа рис.2 зображена суц1льною лхн1ею, а експериментальн1 значения показан} барами. Видно, що маь Micue задовгльне узгоджвння розрахована! залешост1 з экспериментальною. Сплеск парамагнетизму спричинений зб1льшенням g-faicropiB у процесi ioHi3auiï акцепторного piBHH.

Досл1джеиня МС монокристал!в СЛТе t CdS, як1 були одержаш при umpoKtii 3MiHi умов ïx синтезу, природи 1 концентрацН легуга-чих елемент!в, а також температурно!. та рад1ац1йно! обробки, показали, що коли на п1дстав! асобливостей спектр!в лвм1ыесценц1г чи фотопров1дност! висловлювалося припущення про наявн1сть у цих кристалах донорно-акцапторних комплексов (папркклад, (Vcd,fl), (Hd., X), (V . V ), (Си . VI, тощо),- ïx МС мала додатхову

i CdS CdS

нарамагн1тну складову ван-флекДвського тину, появу яко!, таким" чипом, можна вважати одним з критерНв ваявност! в нап1впр0в1дли-кових кристалах ДА-комплекс!в. Цю ж саму складову виявлеяо також у НТР CdjfIIgi „Те, Zn^Bgj ^Te i Gei j(Six, де вояа гроявлявться в ншпнШюст! залежяостей х в1д складу. Для НТР Cd)[Hg] ^Тв цю залежн!сть зображено на рис.3. х

АналоНчо велШйност! * (х) для НТР Mis й!нарними нап!в-пров!дниками A,,JBV (InP-GaP, inf-GaAs, GaP-GaAs) авторами, що ix встановшш, поясшмпться нел1н!йн1стю залежпостi в!д складу або ширини заборонено! зони е^, або степени ioHHocri хийчнаго' зп'язку V, тобто зазначену шл1н1йн!сть «Д автори пов'язують не з дефектами кри^тал^чно! гратки, а з особливостями зонно! структура чи tomicTB х1м!чного зв'язку зазначенкх нап!внровiдники!. Па нашу думку, таке пояснения е необгрунтоваютм-'. Ми провела анализ мо жл ив их причин появи HMlHtteocTi % ■ (*) на твердому розчии i Cfî)(IIgi хТе з урахуванням вкладу ecix трьох склздових екснеримен-талыю ппзначено! спрпйнятливост1: XL» хс+

Спочатку яа приклад! бДнарних пап¡вщюв! донку в Л1 ' Jiv 1 щю-апал!зошшо снрийнятлив!сть кристаЛ1чпо! гратки. Встановлени, що, поялажаючи на всю р!зномашт1псть !х ¿зонюга ■ структур (зогсрема, глфиип игюорсчюю! зони), поияа граткова складова МС даяих кап|.п-JHxJi iдтин:i в jinijfino залекитьв1д загалыго! к!лысостj • 'влоктрсшгв 7, у (пряу.ц.ч! й одпшц! I?]. Якщо врахувати, шо i доамапмтн.ч .икла -

Рис:2. Температурка залежнкть магнкно! сйрийнятЛивост! 1 ргвня Фермь

Вертнкальн! бари - експериментальна спришштливкть; 5рива 1 - розраховаяа сприйнятлпвкггь д!рок на геЛ1епод!б

й!й{ акдепторних центрах з симетр1ею Г, ; крива 2 енерпя Ферм!.

дова грвтково] слрийяятливост! також л!н!йно эалежить в!д Ъ, то х р!зниця (хи - х^1"'' т°бто парамагн!тна складова МС гратки, також повшша бути лштйною функцдею 1 (що гидтверджено проведенимн розрахунками). Тому е всг гпдстави стверджуватк, що н! сумарна граткова сприйнятлшйсть, нг II складов! не залежать в!д ширини заборонено! зони и ).

Зроблешш висновок п!дтвердясуеться експериментольними дани-ми, одержаними на НТР Сс1 Нё ^Те: область максимального в1дхилекня залежнос,т1 %(х) в!д л1н1йно! принадае на 1нтервал се-редн!х склад1в (0,40£Х£0,60) (рис.З), у той час як особливост! зонного спектру (в интервал! температур 4,2-300 К) в!дпов1дають 1нтервалу 0,10<х<0,1б.

Що ж: до можливого впливу степеня шндост! х!м!чного зв'пзку л. на сприйнятлив!сть гратки ! тнм самим па виявлену непшШйсть X (х), то обчислен! за методом Некрасова !3] (х-- (Ек~Ек )/(Еь+Ек), де Еа I 1к - енергетичн! констант и електро-спор!днеаост1 ан!она ! кат!она вгдпов!дно) значения г для цих же~ б!нарних натпвпров^никлп показали, що залеюйсть х. в!д Ч (а тому ! залёжпгсть х П1Д х) е неоднозначною. Тому нада.'.! обговорювати вплив степеня шнност! х!мгчного эв'яэку на снрийнятлив!сть гратки 1 вважати його причиною появи нел!н!йност! х (х) немае гад-став.

Додамо щё один дуже важливий егсспериМентальний факт: у результат! в!дпалу кристален Сй Не Та ! Се, 51 з наступним заЛ I ^ д I X л .

гартуванням або ж п!д д!ею електронного чи *-опром!нення ван-флек!вська парамагн!тна соадова МС кристал!в р!зко зменшуеться " (рис.3 ! рис.4). Важко уявити, шр спритаятлив^сть кристал!чно! гратки можа так хстотно залежати В1д зазначених зовн!шн!х в пли-в!в.

Обговорювана нел!н!йн1сть залежност! х' (х) не може бути спричинеяа 1 вкладом в!льних восПв, оск!льки обчислен! з ураху-ваяням залежност! зоаво! структура Сс^Д^^Те в1д складу та екс-леримептадьно визначепих концентраций в!льних вос!1в значения хс пр перемгщують (1-3)% сумарних значень МС.

Таким чином, е вс! п1дстави вважати, що вяявлений гаралрагпя-тизм зумовлсший виключно дефектами кр?ц:тал!чно! гратки. Паралпль-XI1 дослМжмшя магя!тво1 сприйлятливостI та спектр!в лкшнвсцен-ц) 1 ! фогочровмшсг! крчстал'т СгП'с ! С;!5 показали, що цпй г/ара-магнетизм -.»умовлшгий ДА-комплексами, тобто но иростими одиничними

Рис.3. Залежшсть магнтга! сприйнятливосп зразкш CdJlgv J'e при 4,2 К вщ складу до ввдпалу (•) та пкля вдаалу з наступним загартуванням (о).

Рис. 4. Вплив високотемпературного вщпалу га кзшзуючо! радйцП - (у • кваяти ®Со i електрони з в=2,5 МеВ) на магн1тну ¿прийнятливкть зразк1в Ge^Si,. • - BHxiflHi зразки;

о - зразки, що пройшли вцшал з наступним загартуванням; 0 - зразки, що не пщдйвалися опромшенню.

дефектам», а !х асощатами. Це шдтвврцжуеться дисощацлыо згада-них комплексов тд дтею зазначених зовн1шн!х факторов.

Зрозум1ло, в^критим залишаеться питания про причини появи вксиаримелтально всталовлело! нелШйност! магл!тло! сприйнятли-вост! 13 зм1ною складу. На нашу душу, йййвлева нелШйн!сть ну-мовлена такой й£Д1нлйвою зм!ною концентращ! здатяга до кем-плексоутворення дефект]в. На користь цього пв]дчзть особлявост! поввд1нки ф1зячит нластявостей багатьох КТР поблизу еквлмолярно-ст! склада), що сиргшяено утрудненаям процесу кристаллзац!I, зумовленим р!зшщею швидксстей та енерг!Я утворення тетраедричних фрягмент!в з р1аш1ми х^зятралымми атомами та перешкодами, що ви-ника^ть при об' еднаннI цш фрагмпЗ?1 в (як! мають план} розмлри) в едину структуру. Сане це ! назначаешься характер! кривлх Л1У-в1 дуса та сол1Дуса.

Для подальшого анализу важлива ще раз п^дкреслиГ.и, що зумов-лений ДА-комплексами парамагнетизм е ван-флек1Всьшш. На основ! цього мояша придустити, що в !х утворекнЦ кр1м осповшх ко^йТО-нент!в - дефектЁв I В?,- беруть участь також г атоми, що скла-дагать !х найближче оточення (атоми матриц! кристала або мгжвузло-в1}, оск!льки така участь може призвести до значного порушення вихЦно! ашпальна! чи сферкчна! симотр!! розпод!лу електронно! густини при. комшшксоутворешй. Цп ж обставила, вай!мов!рн1ше, мож.1 спричинитися ! до появи в спектрах лш1несгепцП чи фотопро-п!дпост1 згаданих виде специф1чних: л1игй та смуг. Наше удаления про механизм утворення та будову ДА-комплешйв можна про!лгостру-вати таким чином:

г г„ г -5 5-8 г <<5

V + К„ Вг ^ (01Л "А* 2 ••• Пг1 (?-)

до п - число птомгв матриц! й, що беруть участь у процес! комплексоутворения, г^ i ъ - вихёдн! зарядов! стани дефектгв, 5 - частка електронного (негативного) заряду, переданого дефектом 5г - частка того ж заряду, що перейшла на дефект Ю , а ргзня-ця (5г - - доргвнюе заряду, зосередженому па атомах I? , що розд!ляють их дефекта. Точки символ!зутть багатоцентровий хёмёч-тшй зв'язок.

Нами показано, що яйцо 1спуе певна фквична величина Ф, яка е прямо пропорц!йною до к.опцептрац1 г ДА-комплсжс 1В (нею можуть буги парамагн1тпа складова МС. гнтенешзпчеть сшвяральтпс Л1п1й тонок

то визначення залешостей Ф в1д температуря : часу дозволить експериментально знайтк ц^лий ряд термодинамгчних I кшетичшлх характеристик процесхв утворення та роэпаду ДА-коышюкхйв. Вива-дено в1дшв1дн1 розрахунков! формули. Наведено для прикладу дв! а одержаних:

1°. Константа р!вноваги реакцП комшшксоутворення 1Ю., П.П

К (Т) = -1-— = -- . (3)

с ^ НИ 1 [ф - Ф(Т))г.С

де С0 - вши дна концентращя здатних до компдексоутворення дефектно

12

2 . Змша внутршньо! снаргП при комплексоутвдреннх

• дЦ = 12

«(Т.) Ф Ф(Т.)

щ -— + 21п г

Ф(Т_) Ф ФСТл]

2 так 1

(4)

де И - унгверсальна газова стала.

1ретя глава присвячена досл!дженяю магнггыого ппорядкування в пластично деформованих кристалах I Се. Таке впорядкувапня до початку проведения наших дослхджень було встановлено в кристалах крешпю шляхом аналхзу ЕПР-спектр1в, а в лужних галогенгдах (ЫаС1, КС1) I в деяких перех1дних металах (Мо, КЬ, №) - методом виы1рювапня МС (поява цих.роб!т взноситься до кшця 60-х - початку 70-х рок!в). Нроте нерозв■язаними залишалися два питанйя: перше - 'про природу магнитного впорядкування (чи е воно наслхдком упорядкування електронних сп1Н1В на дислокац1йних структурах, чи спричинене вид!ленням у ;троцес! пластично! деформац!! пристал!в магн1тяих домIшок в самостШну фазу) I друге - про характер 'упорядкування (фаромагН1Твий в!н чи антиферомагн^тний). Самр на роз-в"язання цих двох завдань I були спрямован! наш! досл1джпння, в процесд виконання яких мн одержали додатков! результат«, як.I, на наш погляд, дозволяють рекомвндувати вим!рюпашт МС для розв'язання ряду задач, як1 мають важливе практичпе застосування.

' В першу чергу розглянуто вплив генерованих у процсс! пластично! деформац!! кристал!в 31 ! Се неростових. дислокаций на магнии! Властиврст! цих кристап'св. Встановлено, мр МС пластично де-форыовёних кристал!в зазнае гстотних зм!н. 3 одного бо;г,;. просте-

куеться зыеяшення диамагнетизму, а з шиюга - поява нел1н1йност! залеашостей МО в1д Н (рис.5) 1 магнотноо анозатропП. Перша е насл1Дком утворення ШР-активних П-центров та 'Чзолшваних" об1р-ванкх зв'язков, друга (про що мова йтиме нижче), - фаромагньтного впорядкування електроннта снш!в на дкслокащйних структурах. При згИлъшенн! густинн дислокац1й цо ефекти посилюються. Проте вод назначено! тенденцИ спостерогаються I вIдхоиюнпя (крив! 4 1 7). Особливо эначш вхдхилення заф!кссвано в тому випадку, кали в пластично' деформованих кристалах утворшються в1зуально спостере-жуванг трщини або сколи (крив! 5 та 8). Тому идлком монишво, що аномал11 зазначепих складових МС зразко в 4 1 7, у яких тр1щ1Ш чи сколов в1зуалыю не-виявлено, спртвшеги появою у них мокро-трщкя.

Дало охарактеризовано Т1 екснерименталып результат«, як1 дали нам змогу встановити природу магн!тного впорядкування. Щойно наведений експериментальний факт впливу трощин чи скол1в на МС пластично деформованих кристалов дае подставу водмовитися вгд припущення, що виявлене впорядкування спричиненв накошчуванняы на дислокацолх магнотних домппок, осколыси в такому випадку меха-ночно_ пошкоджвння кристалов не змогли б !стотно вшпгаути на МС. Дальшими подтвсрдженнями магн1тного впорядкування сама електрон-них сп!Н1в на дислокациях е:

1°. Повне зникнення феромагнгтно! складово! МС н1сля 15-ти хвилинного водпалу пластично деформованих кристалов 5о та Се при 800"С, осколъки такий короткотривалий в о дпал е явно недостатки для ьиграцо о магмтпих домошок з дислокацой в об*ем кристала.

2°. КонцентрацЯ магнотоотх домшок (иаприклад Ре2"), ЯК1 за розрахунками необходпо для до с я поения експериментально одержаних пначень намагноченостг насичення пластично деформованих криста-л1в 5г або Се, перевгацушть 1х граяичпу розчиошость у цих матероа лах . '

Одержано також переконливо подтверДження того, що спостере-жуване впорядкування мае феромагн1тпий характер. До цього виснов-к.у ми дойоили на осново як анал1зу експериментально одержаних кри-вих наиагночуваннп та кривих залежност! намагн1чування вод темпе-ратури, 1:ак о о1роведеооих розрахунхов та оцпоок. [До стопу;тьг-я останнох, то: .

1 ".Одержано б1лъш нож задов1.иьнв узгоджвння знзчень тсмпй-ратури Кюро ' Т ! (450*10)!' о (480±10)К для пластично деформовэюкг

Рис. 5. Залежн1сть магнИнси сприйнятливост1 вщ напруженоси магшгного поля при 77 К для зразк1в 51 з р1знима степенями ДеформацН (крив1 2, 3, 4, 6 1 7), а також для зразк!в, в яких у йроцес! пластично! деформаци у пюрнлися тр1щшш або сколи (крив1 518).

Степшь деформацН зразюв (е,%): 2-0,1; 3-0,4; 4-1,45; 5-2,1; '6-3,4; 7-4,2; " 8- 5,0. .

Зразок 1 - контрольной (нёдеформовашш).

кристал!в Gg i Si в1дпов1дно) з розрахованими па основ i дислокл -пДйно! Teopii феромагнетизму немапитпих пристал!в Косевича-Шкловського ((430-4Й0)К) [41. При виконанп! розрахутйв було ви-користано мпындиошення Тс=Т0/!п /~й, де - enepria обм!нно! вззеыод!! м!н вуаловпми снптами без урахування наявност! npouia: -них cniniв (КГ0* 05 меВ), а - ця ж cHepria з урахуванням .наявност! a npouimnix сшшв; величину п визвачено експертснталыю за величиною густтш дислокаций.

2°. Одержапо задов!льне узгоджвпня теоретично розрахованих на основi ыодел! 1зшга залеишостей х (il) з експеримептальцими х (Н), отриманими для пластично деформова.шх кристал!в Si. Роз-рахунок. проводився для ыайб1лш просто! i найги лъш складно! cni-нових структур, що розглянут! в [41: jiiHitooro ланцюжя з фасованный кратими cninaun i тривишрно! структури, що складаеться з плоских квадратних с!ток (кожиа сторона яких м!стить n сп!н!в), mti з'еднан! мкк собой довгими ноперечкиш ланками, в кожн!й з яких е по ft cniHiB. Для таких структур вузлов! спiни <т i о2 ф1Ксоиан1, a npoMisffii егшш (S^) можуть прийматл значения ±1. Одержан! для нанагп!ченостей i МС вирази виявшшсн складнями функциями 1!, Т, о^ п та л> i виранаються через параметри 1, = »°,, J.,=:1"г i 11 Д'3 Е _ енергчя обмпшо! ззаемодП cyciflHlx cniHiB, a рчкТ)"1.

3°. Для пластично деформованих кристахив (е=3,4%) i Пе (£=9,6S) одержано непогане узгаджения гзначень константа одно-осьоао! MarniTHoi aiu3QTponii fi, niti ииянилися рхвними BiflnoBiflno 2,0-10?. ! 4,6-105, ia значениями р для феромагнетикхв (104- I0fi). Значения р для пластично деформованих кристалгв визначепо на основ! пор!шянпя розраховапо! нами залвжност! I=Igf1-/i I^/U'»t H) з одержаною екснеримонталыю.

Поряд я МС пластично деформованих кристал!в доииджувалася тагож сприйнятлив!сть кремпш, лаговаяого елементами (зокрема fid i Mi), Hiti активно взаг.модтть з ним, утворюючп силпщди, та к.ристал!в Г.! з поругав ною структурой) nosepxHi. Вен сукушйсть одержаних результат!в привела нас до висповку про те, що перосто-Bi диезюкап,! i - негзалежно шд механизму ix утворепня - приводять до мпппгпюго нпррядкуваиня. яке в'свою чергу спричинюг. появу не-j:hi. ¡:iLor;7f по.ш,ових папежпостей МС, що легко встапонити ■океппри-гювтаныю. Не дао ккжлип!сть вигсориптовувати пим!рынання МС длл ро.чн1 гГ.'этшп р«ду практ«"','о ч.жлишис задач, оокрпмз для пияллрпмз*

мпсротрщии, утворених у процесл пластичнох деформацП кристалхв, визначення мхсця дислокацхй у парушеяому паверхневому шарх, а та-кож. встановлепня наявиостх прециштацН легуючик та домшковкх елеменпв.

Четверта глава присвячена винченшп нрироди i властнвостей тершчиих i рад1ацпших дефектхв у монокристал1 чному Cz-Sl иа ос-Hoat доыпджень кхнеткки ïx raiepan,iï, взаемодП i ьзаеиного впливу. Початок проведения цик робхт вхдсюсигься да кгнця 70-х -початку 80-х poiciH. Хоча аналог1чн( досл1джвння проводиться в fia гатьох лаборатор1Ях,- залишався не розв'язаним ряд проблем, в т.ч. i важлиних для практики. Серед них ми обрали наступиi:

- встаповленни рол1 пеконтрольовашхх ctokîh, в'т.ч. високо-температурних те [Mi чних дефект i в, у захонлешп первинштх. РД i в першу чергу рад1ац1йних ваканс1й;

- винчения взаадпого впливу та гааемодх ï термхчних i радха-щйних дефектîb;

- ьстановлення впливу попередхих нейтронного опром!нення та низькотемпературкн термообробки на генерац1ю ТД-2.

Для досха дшзшш було використано зразки бездиелокахийнох'о п-кремнш pi3HHX марок (вхд КЕФ-0,3 до КЕФ-45), виххднх параметри яких наведено в таблиц!.

Таблица-

Колцентрах( j ï в i льнах елехстрошв при 300 К (дом1шки фосфору) та дом]шок кисню 1 вуг.пехдо в дослгдкених кристалл* n-Cz-Sl.

Матер!ал, п. , 3QQK см-3 N -Ю"1® СМ"3 0 N -Hr't см""' С

КЕФ-0,3 1,5-10*6 0,9+1,1 < f-

ШЫ 4,3■1015 0.9+1.1

КЕФ-4,5 1 -1015 1.1+1.3 < ь

КЕФ-10 4.10" 0.2+0.9

КЕФ-45 8.10'3 0.8+1.1 г

Перодусхм вивчено, наскхльки ефективно високотемнературп! термхчнх дефекти i атоми олова (Sri) виступають у р'л! неконтро-■ льованих стокхв (гетерхв) для компонентхв пар Френкеля (зокрпма. вакансий). Зазначимо, що вивченню впливу BHyTpiimiix u/n-'pni. на рад1ац1йне дефектоутворення в Ca-Sl присвячена значил кгчьклг.ть

poOii (див., наириклад, 153).

Сшчатку дослгдишно валов високотеутературиа! термообрабки в облает! 105ü°G па радгацшне дефектоутпорешш в C&--S1. 3 ni ею петою розглянуто рсакцН утвореннл в n-Si осиовних пторштнх радта-пдйштх дефвгачв (БРД) ваканспшого тину. Ockí-лыш aaLriaauiew компонентíb пар Френкеля в облает! л i п i йност i флюенпоио1 залежпо-CTi пакопичувапня ВРД можна звехтувати, основгаши реакциями за участи вакансий можна пвнжати наступи:

V + О —» A-центр; V + Р —> Е-центр; V + Sj—• VS^-цептри. (5)

Символом S^ позначено високотемпературш терм1чп! дефнкти (ВТД) та ¡til!)i неконтрольован! стою! для рад!ац!йвих вашшсШ.

KineTH4Hi р1вняння, що описують ид роакщ i, мають вигляд:

df{(v,o) ílt

(Ш(у.я)

ílt

--- к Н ■« , (6)

А V/ О

X N N , (7)

Е V Р '

сШ

-- = К - Н ■ (х -Я V к •!! + > X и ), ШГ

^ V 4 А О ЕР £ 3) 8)" .

де х- фактор генераци вакакйй; N - канцентраидя ВТД- та пнаих

3)

неконтрольованих стокпг, * ^, >сЕ, к - шрергзи захопленяя па-

кавслй .рлдповтдно атомами киеяю, фосфору I Б -стоками.

Анал1з цих р1внянь' показав, що шляхом досл!дження лпляву

кояцентрацН М1жвузлового киспга N на швйдкост! утворвння А- ^

i

Е~центр1в можна гар нити лорхвняльну ефективн!сть захопленяя ва-каясп! технолоИчними домзшками - атомами кисню та фосфору - л неконтрольованимги й. стоками, до яки належать 1 ВТД. Це було ви-користано для вивчеяня впливу високотемпературно! термопбробки (б1ла 10.5СГ0), яка заг.тосовукться для створепяя в кремни м1кро-чаптинок 5Ш.,, на ра/Цацшне дпфеитоутвореняя в його об"гш при нястуш!ому опромшешй кристален..

•ЦиЖчтрпокорсаяя рскшаду твердого розчяну киегш було •зиотоо-.кию дипктад п'гну термообробку, перша 1!тэд1я яко! (800"С, £» ггл.) дала на моту стпорсиня зародк!в для пастуяпо! предан} таи!1, »

друга (1050°G, 6-100 год.) - формування високотемшратурних тер-М[чнкх дефектов. 0(3идвi стад!т термообробки здшснювалися в атмосфер! сухого азоту. Контрольн! i термооброблен! зразки onpoMi-ншалися флюенсами, що В1Дпов1дали д1лянкам лin¿иного наконичу-в ання А- i Е-центр1в, при цьому одна частина зразк!в опроыЦтва-лася-»-квантами 6°Со (TQIIp<60oC, Ф^=(Юг6- 10^)см~г, а друга -

електронами (Топ <100°G, $e=(3-10,s- 1-in^JcM-2 при е=3 МеВ, 3= (0,2-8) мкА см г). Наконичення високотемнературнкх рэдЦацгйшис дефектов в ц- опром1нених зразках контролювалося методом DLTS, а в опромгнених електронами - за ефектом Холла. Одержано липши флшексов! залежност! концантрац1й А- i Е-центргв, за якими визна-чено швидкост! ix накопичування в зразках, що niддагалисп ТО pis-Hoi . ривалосп. Виявилося, що нередуюча oupoMineurao високотемпе-ратуриа терм!чна обробка приводить до понижения fT 6i льиш нож удв!Ч1, Що спричинеяе розпадом твердого розчину кисню з наступят угворсняям фрагмент}в структури Si02. При цьому швидк! сть генера-цИ А-центр1в (с1На/(ЗФ) залишаеться пезмДнного, а швидк!сть генврэ-Uli E-ueHTpiB (dtWcW) зб1льшуеться вдв1ч!, що корелюе гз змен-шнням N .

о <

Одержан! експерименталып результат« узгоджуються а розрахо-ванимк за формулами (6)-(8) у приггущешй, що сфективннл'ю захоп-лення вакансий високотемпературними терм1чними дефектами та не-контрольованими стоками в поргвняянг з ефективностями ix захоп-лепня атомами кисню-та фосфору мокнй зпехтувати.

Дослодження процесхв рад!ац!йяого дефектоутворення в опром!-нених к-квантами (60Со). кристалах 5i<Sn> шляхом вивчг.шш DLTS-ciräKTpiH цих кристалгв показало В1дсутн!сть пом1тно! участ! неконтрольованих сток!в у перерозшдалп рад!ац!йних вакансий mik атомами.кисню i специально внеденого олова. Виявилося, що !з зро-станням йонцентрацН олова зб1льшуеться висота п1к!в, що Biflnoni-дають комплексам (V,Sn), а висота niKiB, що в!днов!дають А-центрам, зменшуеться. При вхдпал! у-опромшеного Si<Sn>, навпаки, зменшуеться висота niKiB, що зумовлен! комплексами (V, Sa) i про-стае висота niKiB, що в!дпов1дають А-центрам. TaKi чггкл кореля-Ц11 свгдчать про те, що присути1 в кристалах Si<Sn> некглггрольо-ваш стоки не беруть icTOTHci участ1 в нерерозпод1Л1 ра/Цацпнткх. вакашйй uix А-центрами та комплексами (V, Stil Hi в rrpntipci ix формування, Hi в процес! ix в!дпалу.

Таким чином, ми дтшш до загалыюго висновку про те, що на-контрольован! домШси I високотемпературн! термодефекти як стоки для компонента нар Френкеля у поргвняшп з основниш техполоНч-ними домшками кристалгв (атомами кисню 1 фосфору) I специально введенный атомами олова не вЁдЁграпть суттиво! рол! в нроцесах рад!ацпшо1'о дефектоутворення в кристалах п-Сг-Э! I 51сЗп>.

Дослгдження можливого впливу кисневмЁсних термодопор1в на генерацт вторинних РД, а також електровного та г опромпшнин р1зними йитепсами па концентрацш та олектричну актипн!сть термо-донс.р1в в 02-531 показали його В1дсутпгпть. Тому манна пвакати встановленим, що киенпшен! ТД, що утворюютъея в Ся-3.1 у процесс ТО п ппервап! температур 450-650°0, на в1дм!ну в!д хп.ичних до-нор1В У-01 групи, не пзашодшгь з пергшняими РД нри опром1ненн1, а тому по т!лыси не вшшнають на кшеткку накопкчувштп осковтагх ВРД вакаясШгаго типу, а.пе й не втрачають свое! елвктричпо? ак-тиннаст! I но руйнуються 1Пд вплипом опрешяення. Грунл'уючись на зазначених пластивостях тврыодонор!и, нами розроблено та запропо-новано споотб виготоклвяпя рад!ац! йгю ст!йких кремтп ених д!од!в з р-п переходом.

Досл1дження лпливу понередньош нейтронного опромшення (ШО) на геперац1ю ТД-2 та прецип1тац1в твердого розшшу киент при пастуший термообробц! кристал!в С7,-51 при 650°С кривело до тактх результат!в:

I".ГОЮ приводить до зростаиня як" максимально! концеятрэцН ТД-2, так I почзтксво! швидк.ост! !х гннеращ!. При флюешл Ф -=5-Ю,всм~я значения щтг величин зростають в!дпов!дш па одни г два порядки в пор!гшпшп з контрольном матер ¡алом (рис.6). Характерно, що доаягнення копцептрац1ею ТД-2 насиченпя в!дбувасться па приблизно одпаковий час - б¡ля 1Л0 годин - йезалежяо в1д пеляити флтепся.

2". Впзпачеппп концентрат1 кисню в регачиненому (оптичко активному) г:гати' показало, що ГПЮ приводить до скорочоннп тривл ЛОСТ1 !Т!К.убЯ!иЙПОГО ПКр|ОПУ 3 105 ДО 20 ГОДИН (рис.7). Цо СВ1Д •шть про т«, щгс в пр|.л1,г;с1 11110 гкнеруються ст!йк1 при температур! ткртобргэбки (6'Ю'С) рчдглцпип дефектп, пк! миетупавггь додэтко-ними центрами рмзнаду твердого ропчину кисню. Те, що мнить при 1Л1!Х1Ш;<л!.т(Оы»' ф.ншпипг шК> переважна к!лысгсть ятом!е< ктлпо пг-' ,Ш'.жуг: ячлптятися в М1 т;ч"Дях, пя нашу думку, огидчнть ¡тр>? тп, м ■ Т.'( (510 1 ^тяорют'п ы.-.,1 1, н»чч».!С1 пришшннч атомхп 0. по цппт{::'',

¿го, ¿>¿>¿7

Рис.6. Змша конценграци вшьних елекгрошв у процес! генерацп ТД-650 в зразках КЕФ-75, як! «¡ддавалися р!зиим флюен-сам попереднього'нейтронного ояромшення: крива 1 - Ф„ =0,

2 - Ф„ = 110" см1, 4 - Ф„ = 110" см \

3 - Ф, =-510" см"3, 5 - Ф, -= 510'" см г.

Рис.7. Залежшсть концептраии кнсню в розчиненому (опти'шо

активному) сташ вщ тривалосп ТО-650 для зразкш КГ'Ф-75, ■ що гйддавалися pi.nniM флюенсам попереднього нейтронного опромтення: кривя 1 - Ф„ = О,

2 - Ф, = МО" см \ 4 - Ф„ МО" см 2,

3 - Ф„ - 5 1017 см 1, 5 - Ф, - 5- ! О" см 1.

зародження (I©) SiO^, а не к iipau,eci розчииення електрично неак-тивних комплекс i в SiO^ (к<гкт), тобто, що ТД-2 е наростаючими комплексами.

3°. Зме :шапня ефективиостх як введения ТД-2, так i скорочен-Híi тривалост1 тсубацШного периоду розпаду твердого розчину киска] при зб!льшенш флюепса ПНО (рис.8) свхдчить про те, що с дос-Л1джснаму штервалп флюежлв (1 ■ Ю,в-5-1П18см'г) стаб1льш при 6bú°C pafliauitiHi дефекти не т1льки виступають у рол1 додаткових це HTpiB зародження ТД-2 i центр i н ггрещкитацг i Tbjpfioro розчину кисню, але й В!д1гргшть icTOTHy роль у непрямШ аШгхляцх! комио-нент i в пар Френкеля .

До наЙЗДлыа вяжливих результатов, сдержаних при доел¡дж'.них окремо та посл1довло застосо^эяих ;ВЮ (Ф ^5-10,аем~?), та norm-редньог низыотемпературжн термооб2>обкм при 450°0 на ярстяз1 НЮ год. (ПТО-4ГЮ/ на гсанрац!» ТЛ-2,' на Нашу думку, слхд вхдвести те, що гйноровагп при лоыпдовшй д'1 ï ПНО i ПТ0-450 додатковх ЦЗ менше стимулмотъ иакешичувапня ТД-2 i значно зС1льш.,ють час до-сягяення залежшетю МТд(*Т0) насичення у порхвняян! з л i ею або Т1лыл ПНО; або тхльки ПТО-450 (рис.9). Для пояснения цього було враховаво, що результуюча швидк!сть накопичування ТД-2 е р1зницею швидкостей двох нроцес1в: пронесу генерацП 510^ (ТД-2) шляхом приеднання кисщо до цеш-piB зароджепня SiOk та процвсу перетво-рвння Б10п (ТДт2) в електрично яеактивв! комплекси 510^ за раху-нок подальшого пряедааяня додатиових 3tomíb киеню до SiQ^. За умови, що N__«N 1 N-.„«»,„, Rluewwe рхвляння для швидкоегг

■ * ■ О ГД цо

накопичування ТД-2 мае вигдяд: ciN__

-аг2^ = - *Л'д-А ' ^

де i ж - константи захошюння атома 0( Ш I термодопорзмп ТЦ-2

в1дпов1дно.

Початкова (прямолш1йна) делянка кривоI 2 (рис.9) оппсуеться першим до да [псом право! частини piBimnnn (9), а ета-и пп-чрна (rifí.r^/c!t=0) - сп1вшдн0шевяям:

3 викладепого вище винливае, що початкова шпидглсть гг.Щ)п Hiï ТД-2 СйЫТд ?/(itT0) i величина ïx максимально! wuüftTi'-wil i

i müjt .о* / /

¿aL - <

- ñ

Xi

- 1Í

~ Ig -

Cp J*

у ал ^ M„tcHMjitbHJ>

ro > гз ~ КОНЦГНГРЛЦ/Я fD-GSO в

anPOM'HSH ОМУ ' КО HTPOßbHOM-i (HfOnPÓHÍhtHOHy J M/ITCPi ЛЛЛ* ,

У. i »» ?3

ГРНвРЛ1СГЬ гнкуьлц/ннегф ПЕР! еду в контрольному ( не-Строт'неномч ) ¡DrtpoMÍ-ненони Мл геп'цяя* .

LI4K. I

Рнс.8. Змекшеяня ефектипност! введения ТД-2 (a) i ефективиоей скорочеиня трйвалосп шкубацпшого йергоду розпаду твер-J дот розчину кясшо (6) Í3 збьтыиенням флюеиса ноперел-

ньо! о нейтронного опромтешш.

/О 30 50 ЮО МО

¿го -650 гоЗ.

Рнс.9. Залежност! концентраци ТД-2 у зразках КЕФ-75 «¡д трива-лост! ТО-650 при р1зних попередшх зовшшшх вплнвах: крива 1 - контрольный зр'азок; • крива 2 - що пройшов ПТО-450 на протяз» 100 годин; крива 3 - опром!нений нейтронами флюенсом Ф„ =5-10" см !; крива 4 - що зазнав послщовного вшшну: сночатку

опромшення флюенсом Ф, = 510" см'1, а пог1м Т0-450 на протяз! 100 годин.

-зз -

пропорции! до концентраци И1[;3- Тому зманиення цих величин при послгдовнш дН гаю I ПТ0-450 ыожна поясшгги тиы, що пев-на часткна РД, що генеруеться в кисневих "хмаринках", у ход! Т0-450 пстигае вирости до розм1р!в, як1 перевшцують характерна роз-м1ри центр¡в зародження ТД-2, I тому в ход1 наступно! Т0-650 ця частина РД вне не можа взяти участ1 в генерацП ТД-2. Це ргвно-скльно зменшешш ефективно! концентраци кисню, щ.о п^дтверджуеть-ся апал1зом розв"зку к'шетичного р!впяння (9). Таким чином, на основ! одержаних експерименталышх результатов \ !х анал!зу приводимо до вежливого висновку про те, що вгалдний рознод!л дом1ш-кбвого кисню в С?.-Б! к !стотно парпшоьирнкй.

Те, що за даними пагдинанкя 1Ч-св!тла зм!на гнтегрально! концентрац!! атом!В кисню п1сля проведения ПТ0-450 е дуже незнач-ною, не суперечить наштй концепц!!, оскгльки вIдсмо, що в "хмаринках" перебуваз лише деылька в1дсотк1в розчиненого в Сг-31 кисню.

У завершальшй, н"ят!й глав! систематизовано литературы! та оришналып даш, як! стосуються вивчення вшшву м1кролводнор!д-ностей нроеторового розподоу дом!шкового кисню та дефект!в за його участю на електроф!зичн!, оптячн! та магн!тш властивост! монокристал!чного кремлш. До початку проведения наших досл1,1)жень щех проблеми, що припадав на к!нець 70-х ! початок ВО-х рок!в, ряд спещалгст!в прийшов до висновку, що дом!шкоаий кисень у кремн!!, кр!м макроскоп!чяия неоднор!дностей просторового розпо-д!лу з розмграмл дол! сантиметра, здатний утворювати такой 1 м1кросйашчн!,- розмхрамя в!д дееятюв до долей м!крона,- \ що локальна кошюытрацгя киеяю в таких м!кронеоднор!дностях зпачко перевищуе Н ттегральяа значения. Сл!д п1дкрвслити, що так! яе-однор!днос'п звичайно не виявляються методами вих!дного контролю, але проявлять себе теля термообробок або онром!нення, тобто в процес! щтготовДвнля I експлуатац!! дискретних елемент!в та зн-тпгралыгах мгкросхем твердот!льно! м!кроелектрон!ки.

Проведен; нами досл!джепня елвктричних, оптичних I магя1тних в.пастивостей кристалла Сй-З!, 1110 шстилш термодонори та А циптри, подтвердили дощльшеть га ефектт-чисть використаштх метод}п як для иияв5кмшя скупчань ци* дефект!в, так 1 для визначеннн 1х ля-римвтргв (маеться на .уп-эз!: роездгри, концентрация скупчеш,, кон-цонтрац}л дефект]л у сгулченрях. тоадо).

Дослпдження проводилися на мод о кри с т алIчпому п-Б! з р!зною концентрацией воъних електрстпв - в1д 7-101Эсм"3 (КЕФ-45) до 1,5-10,6см"3 (КЕФ-0,3). Генеращя термодонор1в здшсшвалася за допамогою тьрмаабробки при 450°с, 530°С с 650"С протягом певнош часу (в!д 20 хв. да 500 годин). Термаобраблен!* 1 контральнх зраз-ки 'олром]нювались електронами (с =3 МеВ, 3-0,2 мкАУсм2) I /-квантами 60Со в интервал! флюенс-Р1 Я2д 2Ю14см"2 до З Ю"ш'2. Контроль за ходом накопичувания ТД 1 РД здшсшвався шляхом втпрюванвя концентраидI вгльних електронль, яка визнача-лася за ефектом Холла в д1апазои1 температур 30-300 К..

Проанал1зуемо результати даапдишгая температурных аалежно-стей холл1Всько£ рухливастг носин заряду в неоргентоваяих I ор1ентованих кристалах, що М1стили кисневмхсн! термодонори (КТД), геверован] термообробкою при 450°С .

• Сиоч а тку про результата, одержан1 па веорн-нтонзнил кристалах. Рис.10 оюструе температуря! залежностг хсишвсько} рухля-вост! електрошв нровлдност! в зразкэх з р!зним бм1стом КТД i фосфору до ] п]сля опром1Веняя. Видно, що при вказаних концентрациях фосфору 1 термодонор1в т^льт в олром1неаих зразках 31, що М1стили КТД (зразки 4-6), на залежностях /ИТ) в 1нтервал1 температур фононного розс^ювання спостер1гае:ться ; стотнс: зменшення рухливост!. При цьому максимуми на кривих р (Т) зсуваотьпя у бш вищях температур як при зросташ! концватрацП КТД, так 1 при зб!льшвнн1 флюенса онромднення.

Для ЯК1СЯ01 1нтеряретацл1 одержаних результат¡о заорололова-но ластулэу модель. У кристалах <КТД> ]снують леяш неоднор!Д-ностд просторового розшуцлу термодсшор!в. Вддсутялсть ix пометного впливу на и у неопром1лелях зразках при температурах фонон-лого розсдювання означай, що ефективний радиус й* ди електрйчно-го лоля областей просторового заряду (ОПЗ), створених цими шюд-лорхдйостями, ле леравищуе довжини а в}мьлого лроСигу чосггв заряду При чисто фоношюму розошванн! в штервгш температур 120-180 К. (в акому на залежностях р(Т) в опромгнеших зразках Б]<КТД> споствр]гаеться максимум) а=10"6-10"5см. Очевидно, що розм!ри неаднор1Дносткй (В) ве можуть пвревшцувати позм'фш птво-рюваних ниш ОПЗ (к*), а тому I 1 $ л=10"в-10"5с:м. Таким чином, мова йде про Ы1кронеоднор1дност1 розиодоу КТД, розьнри' яких не б1льше, Л1Ж на два порядки перевюцують очткуван! роз'.при самих КТД 161. Тому вядаеться •б!мш коректвим I зручиим нсрвйта шд

40

и

i

оа

"i 4

^

to*

те

юс

zoo

500

к

Рис. 10. Температурю! залежносп холл1всысо1 рухливост1 у неопро-мшених (1-2) та опромжених (3-6) зразках крешпю з pia-ною концеихращею xímíhhhx i repMiuiitx доноров.

1 - AT,

2

ктд О,'

^=5-10" см"3

3 - ^ЧсТтГ

Л- уУкгд=5- 10" см"3

5 -{.^гд=5.10"с.М-3

6 - Л^д=5-10" см 5

#„ = 7-10° см"3, JV„ = 7-10" см"3, Л'р =5-10" см"3,

Ф=0, ф=0,

Ф=310" см"5, Ф=Н0" см \ Ф=310" см\ Ф=3 10" см1.

Np =7-10" см"3, Np = 7-Ю13 см"3, Л',, = 7-10" см,"3,

IJa_j3ctab!ii - залежшсгь bíaiiochoT змши холл1всько! рух.тавост! лгд гемаературн в зразку G.

Кружочки - екси«.римонтаяьно одержан! значения; суцГ'гмоа .шпя - лггрчщл. роурахоигнн за фо/шу.юю ( I ! )

тершну "шкровеоднор!дност! просторового розпсдолу КТД" до тер-М1ву "ликроскупченвя 1Щ".

Д1Я оаром1ианяя вводиться до утворення радгацойних дефектов (в основному А-центр1в), яко компенсують проводить при пониженно температур« до величиям, що в!дноводае виморонсуванно електро-Н1В йа акценторний р1вень А-центрхв (ес-0,1Т еВ). Це приводить до збтльшення ОГО термодонорнмх нводнородностей до розшр1в, як] здатно Iстотио впливатм на величину ц, о одночасно - до зросгалня двба!вського радоуса екранування (£0). Внасл!док цього в опромо-нених зразках 51<КТД> о сносгерхгавться знэчне зменшення рухли-вост] в онтервало температур фопанного розсхювання.

Для к1льк!сно1 1ятерпретацо1 одержан® результатов ми враху-вали, що ркупчення КТД утворкють протяжш елвятричн! яеоднор!д-иост!, ефективний рад!ус д1! яких визначаеться роэморами областей просторового заряду, що ох оточують. В цьому винадку мокша засто-суватм модель 17, 8],' яка виходить з припущеяня, що ефективний рад] ус до! електричного поля дефекта Н* е близышй ¿о дебаовсько-го радиуса екранування 1 1 його величина аначно перевишуе серед-

ш дЬвжину в]льнпго проб!гу нос!гв заряду (К*41о>>х; 1п=(екТ/4)1П*е2)1/г, п* - кондентрао,1я акрануючих заряд1в). В одерканому вираз! для вхдносно! змони рухливост!

Т** «Ч ' (11)

зм1ва роам!р1в ОПЗ враховуеться параметром Узгодженяя результатов розрахунку з екснериментальними даними е найб!льш задоводь-ним, якщо ,яри 2 -й локласти, що концентрация скулчень КТД стано-вить кт =105см"3. Одержано також оценку розморгв м1кроск.уп-чень (11*1 О см) 1 локальну конце нтраои го КТД в мшроскупченнях

Розглянутим вшце мехаойзмом. впливу мокраскунчень ТД на температуря! залежност! рухливост! в опромшеному електронами Б!<КТД> не можна пояснити оснування значного розкиду значень ц у зразках, що вир1зан! з одного матвр!алу, з однаковим штегральним вм!стом К.ТД ! при одному г тому ж флюенс! онром!нення. Одн!ею з можливих причин цього моше бути або неоднор!дний розподол .самих м!кроскупчень К.ТД, або анизотропность !х форми, що не враховува-дось в- експериыентах ичз зразками довольно! ороентзцо!. Для

з"ясування цього питания Пуло дослужено та чисельио проаналгзо-вано пшшв КТД на |i(T) в монокристалах Сг-Si pi3iioi кристалогра-фгчшн opteHTauii. Зразки вир^залися таким чином, що напряк маг-

HitHoro поля И uoiraBcn з кристалограф1чним нзаряыом <110> аба <111>. Виявлеио два тнтш aHiaoTpont'i холл1всько1 рухливост!: пер-шия - зафпссований у нвопромшених зразках - панснюеться aHiao-тропшстю форми самих М1Кроскупчвнь КТД; другий - шаруватхстп просторового IX розподглу (9J, яка виникае внаслгдок нерекривання ОПЗ 01фемих елшсогдних мпсроскупчень у процес! онромгнення кристален. Одержано оц1нку нер1оду шаруватост! (10~3см).

Для дослхдження малокутового розслввання 1Ч-свггла крлсталамп Cz-Si, що mjстили термодонори, використовувалися монокристалл КЕФ-32. Концентращ I дом^шкових кпспго та вуглецю складали: No=7.1017cm"3, Nc<5-10,6cm"3. На набор! зразшв (niti з метою ге-яерацП в них термодонор1В були термооброблеш при 4SO"С на про-тязг 0,3-250 год.) проводилися: а) побудова кутово! Д1зграми 1(8) iнтенсивностi розсшвання 1Ч-св1тла (>.=10,6 мкм), дв э - кут Mi» напрямами зондуотого пучка i споствреяення; б) визначвлня концея-трацх5 вольтах nociin заряду при 300 К i в) часу життя яеосновних яос13в заряду т (за релаксац1ею пер1вновэжно1 фотолровгдностi).

Зг1дпо з роботами В.Воронкова i сшвроб1Твик1в (див., на-приклад,. Пр)), методику вим1рюваяня малокутового розсхювання 14-св1тла можна нважати ефективяим методом детектуваяая активованих м1кроскупчень. Тому ми вважали за детильле використати ii для ви-явлення та доагпдження скуячеяь КТД. Перш! ж вим1рншання показали, що геяерацхя КТД приводить до посилеяня малокутового poscis)-ваяяя W-cBiTim в Cz-Si больше, Hi® на порядок.

На ряс. 11 зображено залежност! середшх значень нормоваяо! iнтенсивност: 1^=1 УЩ (де W - потужн]сть випромлнкшання,' що падае на зразок) та характерного posMipy оптичних неодноргдностей R nifl тривалост1 Т0-450 (*то)- Видно, що u,i величияи гз ростом t змГяюються немонотонно: сгючатку вони ictotho зростають i при tTn*25 год. досягаготь максимуму, дал1 до моменту tTa=5Q год. io та R pisKo зигншуютьпя до значень, що приблизно дорхвнюють вихгд ним, а при иодальшому зб4льшетп t починають знову зростати.

Диал13 одержаних датгех приводить до висновку, що в npoqeci. ТО-450 вйпикамть оптичт неодпорхдностi з розм!рами бхля 10 мкм, лиi i е ефшститгош снгтлорозсхюючими'центрами. Той факт, що зна

Рис.11. Залежнссп нормовано! штенсивноеп = /0/(Г - крива I, - рухливосп неосновних носив струму т - крива 2 -1 розм!р1в розсшючих иеоднорцшостей И - крива 3 - вщ тр ивалост1 ТО-450. 10 - екстрапольо'вана до нульового кута ( максимальна) штенаген'ють розсшного свала, V/ - потужшсть падаючого на зразок внпромшювання.

чення 1 та И по шювдга1 зразка е суттево рхзними, св1дчить про 1стотно неоднор1дний разподьл разс1ютчих центргв нав!ть у масштабах М1кроскупчень.

Для перав1рки того, чи не зумовлеп! заф!ксовав1 особливост! повед!кки залекпостI 1 ито) перерозпод1лом швидко дифундуючих домIшок м1ж окремими скупченнями КТД у процесх термообробки, ми пор!внювали х!д залежностей 1( [ г в!д тривалост! термообробки <."Ь 1 I х(1тоЖ Виявилося, шр 1Ц залежаост! дужв незпачно ко-релюють М1ж собою, тому особливостI повед!нки 1о(*Т0) зумовлен1 головяим чином не декоруванням вих!дних кисневм!сних "хмаринок" швидко дифундуючими до;йшкзми, а наявшстю в материал! м!Кроскуп-чевъ гермодонор!в.

Немонотонний характер залежност! 1а(^т0) можпа поясните поя-вою оптичних неодпор!дностей, що виникають внзшпдок розних швид-костей генерац!! КТД в кисневих "хмаринках" та поза ними. Справ-Д1, оск1льки (Шт^/г1()4) то на початкових етапах ТО пере-важав генерацгя ТД у "хмаринках", що 1 зумовлюе виникнення в кристалах оптичних неоднор1дностей. При подальшому збгльшенн! тривалост1 ТО в!дносн1 концентрац!! КТД в "хмаринках" зменшують-сп, а поза ними - зб1льшувугься. Момент досягнення величиною 1 м!шмального значения (рис. 11), на нашу думку, якраз 1 втдповхдав встановлённм практично! р1вност! цих ксшцентрацхй. При дальшому зростанн! тривалост! в!дпэлу оптична НЕ0ДН0р1дв!:ть кристалу зно-ву зростатиме, але вже за рахунок переважаючого зб!льшення кон-центрац!! КТД поза "хмаринками".

' Пррведеш досл!дження малокутового розс!ювання 1Ч-св!тла на-дали можлив!сть оц!штгхэрактерш лараметри кисневих "хмаринок" та скупчень термодонор!в, зокрема: роа.прш скупчеяь КТД (1(пк ктд* (9-15). 10"*см), кощзнтрацП кисню 1 тврмодовор1в у "хмаринках" I скупчешях (влдпов^дно Я3 хм-*2-101всм"э 1 *2 ■ 10 см ) I концентрац!! скупчень КТД, а атже, I концентрац!I "хмаринок" у вих1дному материал! Шск ктд*1051 см~ 3).

Основного мотивац!ею проведения доомджень магнетизму крипта-л!в 02451, що м!стили КТД I А-центри, як1 за левних умов стають параматлптними, було те, що наявшсть скупчень цих дефектов може привести.до !х магя!тного впорядкування. Експеримеитальне шд--тлердження наявност! такого влорядкувдння було б ще одним аргументом на користь 1снування мпсроскулчень I дозволило б одержат додаткову 1иформацхю про !х параметри.

Рис. 12 iлюструе залеашсть МС вод напруженосто магнитного ноля кристал!в Si, що мостить термодонори. Аналогочш залежносго ми одержали для кристалов, що м1стять А-центри (Ев=3 МеВ; КЕФ-0,3). Видно, що при 80 К у цих кристалах мае ^¡сце яелгшшпсгь залежвостей хШ), що св!дчить про магштне впорядкування. Одно-часно спостер!гаеться зменшення доамагнетизму. Для зручносто по-далыиого анализу складову МС, що е насл1Дком магштного впорядкування, позначимо х"'", а парамагштну складову - хр,г- Основш результати експерименту зводятвся до наступних:

1°. Поява зазначених складових МС сностер1гаеться при температур!, коли (як це видно по змии положения рхвпя Ферм! (рис.12, вставка)) мае Micu,e виморожування електроньв на глибок! piBHi КТД чи А-центр1В. Встановлено, що магштне впорядкування в кристалах, що мостять КТД або А-центри, наступав при температурах 180 К i 160К. в!дпоп!дно. При цих температурах степ!нь заселеност! piBHiB КТД i А-центрЧв складае б1ля 90%.

2°. Зростання значень xord i хр*г при зб1льшенн! концентра-Ц1 i КТД або А-центр1В.

3°. Зникнення складово! %°rd п!сля водпалу як КТД (1050°С, 45 хв.), так i Л-центргв (330-370°С, 45 хв.), а також зникнення парамагп1тно! складово! МС шсля в1дпалу КТД, A- i Е-центр1в (120-150°С). .

|U результати мокша штерцретувати в такий cnoci6: поява складово! xpir пов"язана з парамагнетизмом електрон!в, вимороже-них на .КТД^ А- та Е-цевтрах, а поява x°rd - з упорядкуванням cni-HiB цих електрон!в на КТД та А-цеятрах, ошильки т!лыш вони мо-»уть утворювати скупчення. Враховуючи, iqo КТД i А-центри займають вузли кристал!чно! гратки статистично,для пояснения лояви !х магнЗ твого впорядкування* сл!д застосуватя одну з моделей такого впорядкування у невпорядкованих тверцих т!лах. 0держан1 експерл-ментальн! результати дозволяють зробити висновок про "асперомаг-н!тннй характер впорядкування зг» рахунок прямо! обмояно! взаемо-дИ Mi ж А-центрами або КТД у середин! jxhix скупчеяь. 3 умови безпосереднього нерекривання хвильових функц1й виморожених на цих центрах електрон!в одержано оцонку локальяих колцен- paqifi КТД i А~цевтр1в у скупчеваял (ID17-102,см"э).

Таким чином, трьома незалежними методами (визначеня.чм . температурил залежностей холловсько! рухливост!, малокутового роз— с!яванвя 1Ч-св!тла ! статично! магштно! сприйнятливост]) .вста-

и, иЕ

Рис.12. Залежноси магшгно! сприйнятливосп зразюв КЕФ-45, то пройшлп Т0-450, в1д напружеиосп иагштного поля при 80К <»,Л ,И) 1 300К (° ДО). Ч Д - ^=70 год.;,.; и, □ - Ьго=140 год.; ♦ , о - 1го=140 год., з наступним ВТВ (1000 0 С, 45 хв). ■х - МС внхщних зразшв, що не пройшли ТО. Напставш - схема еиергетичнпх ]пвпт в заборонетй зош кремнЫ, що мостить КТД, 1 змша положения р!вня Ферм1 при тюттжепт гемператури в1д 30ОК до 80К.

новдено наявшсть у монокристалах Cz-Si Шкроскупчень тершчних i рад} ацШнпл дефектов, причиною нояви я кил е виххднх леоднор1дно-cri лросторового розлод1лу домшкового кислю. Ощнено хзрзктерн! яарамегри зазначевих м!кроскупчень.

Одержал! екслерммелтальнi даня, що св!дчать про iснуваляя мдкроскулчель з надписокоя локальною колцентрац!ею атом!в кислю (да to2'см"3), усувашь головну суперечн!сть класкчко! модел! ут-ворешш TexwofloaopiB Кайзера-Фр1ша-Рейсса С111 - так званий "ди-фуз1йний парадокс" (нев1дповгдн1сть м!ж швидкостяин renepaui I К.ТД i дифузП киспю) - без залучення гтотези про прискорену нкзько-температурну дифузхю атом1в кисню.

0CH0BHI РЕЗУЛЪТАТИ 1 ВИСНОВКИ

1. Встановлеао наявнгсть низькотемпературних (в облает! 2050 К) аномалгй магнитно! сприйнятливост! в НТР Gd-Hg-Te у наШв-мптал[чип! i вузькозонн1й паиiвпров i дюгковifl (xiq,23) областях складов i показано, що воли супроводяуиться аномал1ями електро-npoBiflHocTf та Koe$iuieirra Холла. На ochobi виведених сп:вв!дно-шень показано, що виявлен! аномал!i магнгтпо! сприйнятливост! е насл1дком парамагнетизму д!рок на гел!епод!бних акцепторних Центрах з симетр!ею Г8-

2. Проведен! експерименталый досл!дження i одержан! теорс-тита! оцхнки показали,що,- всупереч поширеним поглядам,- на ыаг-HiTHy сприйнятлив1сть кристалхчяо! гратки ковалентшгх нан!впро-BiRHmciB не чинять вгдчутного вшшву и! ширина заборонено! зони, Hi CTeniHb iOHHQCTi XiMi4HOrO зв"язку. Г

3. Вксперименгально встановлело, що наявшсть у наш: впров !д-никових материалах донорно-акцепторних комплексгв приводить до иояви в них значного парамагнетизму ван-флек!вського типу. Най-важлившою характеристикою цього парамагнетизму е pi яке його аменшопня,- аж до практично повного зпикнепня,- при високотемпе-ратурному в!дпал! кристал!в з наступлим ix загартуванням i (або) п!д д!г.ю !оН1зуючого опромпшння. Це св!дчить про термолаб1ль-т'сть ДЛ-комплекс1в та !х руйнувапня 1пд д!от зазначених вплив^в. Само парамагнетизмом ДД-комплексiв ми пояспюг.мо встановлсну^. нами: нолпИйшсть залежзюстей МС НТР Cd Hg Те, Zh'Hr Те i ite" 51.

* - к х 1 - « t - * t;

(чд складу.

Грунту тись на експериментадыю пстансвленрму паи -флок^в-ськсму хзриктнр» 'алсшачшюго иарамапттизму,- зроолопо иисновок.

що в утворсшй ДЛ.-комплекс I в, крНл основтшх компонент 1 в, беруть участь такой I атоми, що складають Ех найближче оточення, оскгльют така участь може привести до значного порушеппя Р'тх!дно! аксиально! чя сферичяо! симетрП розпод!лу електронпо! густили при • компляксоутворепн т.

Показано принципову можлив!сть експериментального визпачення депких к!неткчних та термодушам1чних характеристик процес1в утво-рення та розпяду ДА-комплекс!в, виведено в!дпов!дп! розрахунков! формули.

4. 3"ясовано природу 1 тип магнитного впорядкування в пластично деформованих кристЬлах 51 Ч Се. Доведено, що воно е наследном упорядкування електронних снппв на ланцюжках ДОЗ, створених неростовими краевими дислокац!ями, I м-е феромагн1тний характер. Бизначено величини константи одноосьово! мапптно! анхзотропИ та температуря Кюрг пластично деформованих кристалле .51 та бе.

Показана, що наивность у ковалентних нан!внров!дник.ах не-ростових дислокац{й,~ незалеяно в!д меха иг яму !х утворення,- приводить до появи спричинено! мапптним унорядкуванням залежност1 магн1тно1 сприйнятливост1 в!д нанрукеност! магттного поля. Появу ще! залежност1 можна ефективно використовуватп для: а) йстанов-летя граничних механгчних напружень (при заданому режим! пласти- ' чно! деформацг!), як! приводять до появи м!кротр!нцш; б) детекту-вання неоднор!дностей рознод!лу легуючих та домшкових елемент!в у кремн!!; в) встановлення областей локалгзацг! неростових дисло-кац!й у порушеному поверхневому шар!.

5. Проведен5 досл!дження к!нетякя генерац!! терм!чних та ра-д^ацгйштХ' дефектгв та !х взаемодП ! взаемного впливу дозволили зробити наступи! пиегювки: \

1°. Анализ кинетики генерац!I основних вторинних рад!ац1йних дефект!в я п-Б1, що м!стять високотемпературн! ~терм1чн! дефекта, (генерован! при Ттпа?1050"С), та в 31<3п> дозволяе зробити висно-вок про те, що неконтрольован! дом1шки Г високотемпературн! термодефекти як стоки для компонент!в пар Френкеля у пор!внянн! з основными технолог!чними дом¡шками.(атомами кисню ! фосфору) 1 специально аведенимл атомами олова на в!д1грають суттево! рол! в процесах рзд!ац!йного дефектоутворення в кристалах Сг-51 ! 51<5п>.

'¿". Термодонори, на в!дмшу в!д х1м!чних донор!в Ч-о! груни, не иялш'/дтть з перяинними РД при температурах опромхнення, ниж- •

чих 100"с, а тому при ГОПр<100°С не шливають на ктяетику накопя-чування основних вториняих радхацойних дефект!в ваканс ¡.Иного типу, не втрачають свое! електрично! активност! ! не руйиуються под д!бю * - р-опромгнення. (|я пластив:сть ТД ран!ше не врахо-вувалася при створеннг та анал!з! моделей, що пояснюютъ 1х прироДУ-

3°. Вккористання термодоноров зам!сть атомов елемептов V-! групи в роло основних донорних центров дае можлив!сть !стотно по-л!ггшити радоаидйну стаб!льн1сть д!од!в з р-п-переходом на основ!

6. ДослхДжения впливу окремо та пословно застосованих по-переднього нейтронного онром!нення (ПНО) ! нопередньо! терм!чно! обробки при 450°С (ПТ0-450) на генерацш ТД-2 та прец;ш!тац!ю твердого розчину кисню При наступи!* термообробц! кристалов Сг-5о при 650°С дозволило встановити, що:

1 ПНО !стотно прискорюе генерацоп ТД-2 I розпад ТР домш--нового киснй в кремн!! шляхом створення с.таб!льних при 650°С радоащйлих дефектов, як! одвочасно е додатковими центрами зарцд-иення ТД-2 ! центрами розпаду ТР кисню. Встанонлене зманшеяня ефективностл цього впливу 1з зб!льшенням флюенса опром1нення (в досл!дженому !птервэл1 1• 1016-5-101всм~2) св1дчить про та, що зазначея! радхацтйн! дефекти одяочасно в!д!грають знзчну роль у ироцесах непрямо! аног!ляц!о компонент!в Пар Френкеля.

2™. Вих!дпий розподол дом!шкового кисню в Сг-Эо е хстотно нер!вном1рним.

3°. ТД-2 являють собою наростаети кисневм!сн! прецип!тати.

7. Трьом? незалежними методами (вш!рюванням температууних залежнос.тпй холл!всысо! рухлявост!, малокутового розс'оюваннн 1Ч~ спотлп та статично! магн!тно! сприйнятливосто) доведено гснування в Сй-Бо, кром ранхше в1домих макро- ! м!кройеодаор!дностей прос-торового розподолу дом!шкового кисню, такоя ! нев!домих дос! М1-кровсодошродностей з розм1рами 10"в-10"5см та локальною концен-трацосю кисни в них порядку 10,9-Шг*см"3. Наявн!сть таких мшро-тюдиоро дностей приводить до утворення скупчшгь кисневмопошх^тер-мтчлкх та радо ацо'йпих дефект!в з розм!рами 10"6-Ш"'см, койцен-тращг.ю 10'>-т,см"э-1 з локальною копцинтрац1сю точкових дпфшоч'в у 1ЛЯ10П-1П!,СИ"\

Й. Одним ¡п найважливпиих результатов провпдпнот комнлокс-тго дог.п;-гжгнна дом1шково -дсфсгсшик стаяIИ у ксшалвнтнпх пан!»-

rtpon i дниках e доведения широко! застосонпост i та ефективпост i методу вим!рювання статично! магн1тно! сприйнятливостi для вивчевня

властивостей як одипичних точкових дефект!в, так i ix асоц!аТ1В

та ансамбл!в.

QcHOBHt робот и, як! опубл!кован1 по тем! дисертацИ

1. Курик М.В., Цмоць В.М. Ф!зика твердого т!ла.- Ки!в: Вица школа, 1985.

2. Ivanov-Omskli V.I., Kolomiets В.Т., Ogprodnikov V.K., Rud Yu.V., Tsroots V.M. Magnetism of CdTe lattice Defects. //Phys. Stat. Sol. (a?.- 1972:- 13, N 61. - P.61-65.

3. Ivanov-Omskii V.I., Kolomiets B.T., Ogorodnikov V.K., Smekalova K.P., Tsmots V.M. Magnetic Susceptibility of CdxHgJj(Te. //Phys. Stat. Sol. (a).- 1972,- 1_4, N 51.- P. 5Ь58.

4. Иванов - Омский В.И., Огородников В.К., Цмоць В.М. Об аномальном магнетизме теллурида ртути.//ФТП.- 1975.- 17.- С. 2509-2511.

5. Цмоць В.М. Магнетизм дырок на акцепторных центрах в кристаллах с зоной симетрии Гв.//УФЯ.~ 1980.- 25, N„ б,- С. 927-932.

6. Блашкив B.C., Манжара B.C., ТкачукП.Н., Цмоць В.М. Термовысвечивание селенида цинка, легированного акцепторными примесями. //ФТП.- 1980.- 14, внп. 8.- С. 1621-1624.

7. Стос И. Magnetyzm dziur w centrach akceptorowych krystalow z pasmem о symetrii IV i Га. //Pracs roatematyczno-preyrodnicze. Rzesrow.-1981.- Seria II, No 8.- P. 120-138.

8. 1$юць В.М., Иванов-Омский В.И., Новиков Н.Н., Игам B.C., Кут-кобский В.В Влияние дислокаций на магнитную восприимчивость кристаллов Германия и кремния.//ФТТ.-198123, вып.8.-С„2446-24481 г

9. Цмоць В.М.-, Штым B.C., Пров П.Ф. Магнитна? восприимчивость кристаллов карбида кремния.//ФТП.- 1981.- 16, Вып. 9.- С.1828-1830.

10. Заитов Ф.А., Литовченко П.Г., ПМоць В.М., Киврич В.И., Шкхар-дкн Я.Г., Кобецкий Р.З., Бахар Л.И., Исаев Ф.К. Влияние облучения тепловыми нейтронами на магнитнуя восприимчивость кремния.// Изв. Ан Азерб. ССР. Серян физ.-техн. и мат.наук.- 1981.-Мо 4.- С. 59-60.

11. Заитов Ф.А., Литовченко И.Г., Цмоць В.М., Хиврич В.И., Шихар-дин Я.Г., Кобецкий Р.З. Влияние облучения нейтронами на магнитную восприимчивость кристаллов кремния.//ФТП.- 1982.'- 16,.

ш. N3.- С/ 560-562.

12. Заитов Ф.А., Цдюць В.М., Шаховцов В.И., Шиндич В..П., Ш'гнм B.C., Шубак И.И. Магнитная восприимчивость кремния, легированного гадолинием.//ФТП-- 1983.- 17, вып. 8.- С. 1490-1492.

13. Цмоць U.M., Маховцов Б.И., ШиэдичВ.Л., ШпинарЛ.И., Яско-вец И.И. Магнетизм пластически деформированных кристаллов германия и кремния.//ДАН УССР. Физ.-мат. и техн. науки.-1984.- N0 5. - С.67-69-

14. Войтусик M.D., имоць В.М. Устройство для измерения магнитной восприимчивости. Авторское свидетельство M 1190319 А, 1985.

15. Имоць В.М., Войтусик М.Ю., Мельник В.,М., Щтым B.C. Устройство для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов. A.C. No 1383240. Бюллетень изобретений и открытий.-

1986.- No 11.- С.185.

16. Tsmots V.U., Shaktiovtsov V.l., SUindich V.L., Shpinar L.I., Shubak M.I., Shtym V.S. and Yaskovets I.I. Magnetism of plastically, deformed Ge and Si crystals.//Solid State Commun.-

1987.- 63, No 1.- P.1-3.

17. Заитов Ф.А., Доброаинский D.M., Нейыаш В.Б., имоць В.М., Шаховцов В.И., Шиндич В.Л. Рекомбинация в Si после термообработки и 7-оГлучения.//ФТП.- 1987.- 21_, вып. 11.- С.2002-2004.

18. Цшць В.М., Давыдт Г.Е., Богданюк Н.С., Божко В.В., Шубак М.И., Дякун Л.П. Перестройка дефектов в облученных быстрыми электронами монокристаллах сульфида кадмия.// Известия вьслмх учебных заведений. Физика.- 1988.- No 5.-С.5-9.

19. Бойчук В.И., Цмоць В.М,, Ятотин В.В. Влияние дислокаций на ферромагнитные свойства пластически деформированных кристаллов кремгаш.//УФ*.- 1988.-33, Но 10.- C.15f5-1519.

20. Довбыш Л.Е., Полно В.И., Романов О.Г., Цмоць В.М., Шубак М.И. Влияние реакторного облучения на электрические и магнитные свойства примесного германия.//ФТП.- 1988.-22, вып.2.-С.359-361.

21. Добровинскяй D.M., Соснин Ы.Г., Цмоць В.М., - Шаховцов Г^И., Шиндич В.Л. Влияние примеси олова на накопление радиационных дефектов в 5.t.//ФТП.- 1988.- 22, вып. 6.- С. 1146-1149. Лскерос К. Л., Брвханов A.A., ГохманЛ.Р., Заитов Ф.А., Исаев Ф.К., Михайливский П.Г., Марчишин В.Д., Имоць D.M. Фи-mmecia-i: свойства, текстура и копффициент.текстурного унро-г некий • .дйптоп сплава ПТЗ В.- Г.аку, 1988.- (Преир./ ЛИ

Азерб.ССР, М; Nn 16).

23. Дойбук В.Г., Курек И.Г., Мельничук С.В.., Шаховцова С.И., Шен-

■ деровский В. А., Щ.юць В.М., Белокурова И.Н., Романовский В.Р., Шварц М.М. Закон дисперсии и магнитная восприимчивость твердых растворов Ge xSi .- Киев, 1983.- (Препр./ ИФ АН УССР, N„23).

24. Заитов Ф.А.. Цмоць В.М., Аскеров К.А., Исаев Ф.К., Мехтиев А.Г. Магнитные свойства некоторых структурных дефектов в кремнии и германии.//Изв. АН Азерб. ССР. Серия физ.-техн. и мат. наук.-1988.- No 2.- С.79-82.

25. Neimash V.B., SiratSikii V.tt., Sosnln M.G., Tsmots V.M., Shakhovtsov V.I, Shindich V.L., Milvidsky M.C. Peculiarities of behavior of irradiated heat treited Si. Material Iraas tech. publication Switzeland - Germany - UO-USA.-(TO-unaitefl Qwits - Великобритания), 1989.

26. Крайчипский A.H., Неймаш В.Б., Саган Т.P., Сирацкий В.М., Вмоць В.М., Шаховцов В.И., Шиндич В.Л. Радиационное дефекто-образование в Si, гермообработаниом при 1050°С.//УФЖ.- 1989.34, No 7,- С. 1071-1074.

27. Цлоць В.М., Штым B.C. Влияние трещин и высокотемпературного отжига на магнитные свойства деформированных кристаллов кремния. //ФТТ.- 1989.- 31_, В.9.- С. 65-70.

28. Шендеровский В.А., Белокурова И.Н., Романовский Б.Р., Цмоць В.М., Шаховцова С.И., Шварц М.М. Магнитная восприимчивость твердых растворов Get //Изв. АН СССР. Неорганические материалы.- 19Я9.- 25, No С.1771-1774.

29. NeiJnaSh У.В., Sagan Т.Р.., Tsmots V.M., Siratskii V.W- Sos-nin M.G., Shakhovtsov ■ V.I, and Shindich V.L. On the Role of Uncontrolled Sinks in Silicon under Irradiation.//Phys. Stat. X,oL.(a).- 199!.- 123. - P.R95 - K100. "

30. tfeimash V.B., Sjgan Т.П., Tsmots V.M., Siratskii V.M., Sosnin M.C., Shakhovtsov' V.I, and Shindich V.l. Intrinsic Cnttering of Jiadiation Defects in Silicon Caused by High-tnmperattire Oxygen-containing Defects.//Solid State Phenomena.- 1991.- 19-20. - P.87-94.

31. Брюханов А.А., ГохманА.Р., Михайливскйй D.i\, Цмоць В.М. Влияние пластической деформации на текстуру и свойства моно-и поликристаллов сплава ПТ-З Вкт.//ФММ.с 1991.- N„ 5.- С.175-USD.

32. Неймаш В.Б., Саган Т.Р., Цмоць В.М., Шиндич В.Л., Шаховцов В.И. Способ получения кремниевых диодов. Авторское свидетельство No 4357232/25 (085141) от 09.1991.

аз. Неймаш В.В., Саган Т.Р., Цмоць В.М., Шиндич В.Л., Шаховцов В.И. О некоторых механизмах влияния предварительных термообработок на поведение параметров кремния под облучением.//УФЖ.- 1991.36, No 9.- С.1398-1404.

34. Неймаш B.C., Саган Т.Р., Цмоць В.М., Шиндич В.Л., Шаховцов В.И. 0 некоторих механизмах влияния тепловой предистории на поведение параметров кремния под облучением.//ФТП-- 1991. - 25,

No 11.- С.857-1863.

35. Неймаш В.В., Саган Т.Р., Цмоць В.М., Шаховцов В.И., Шиндич В.Л. Штым B.C. Магнитное упорядочение кислородсодержащих термодо норов в кремнии.//ФТН.- 1991 .- 25, вып. 11.- С.1864-1869.

36. Неймаш В.В., Саган Т.Р., Цмоць В.М., Шаховцов В.И., Шиндич Ii.Л., Штым B.C. Магнитное упорядочение кислородсодержащих термодоноров в Si.// У ML- 1992,- 37, No 3.- С. 437-442.

37. Кабалдин А.IL, Неймаш В.В., Цмоць В.М., Шаховиов В.И., Сатугоша A.B., Воронков В.В., Воронкова Г.П., Калинушгащ В.П. Влияние термодоноров на малоугловое рассеяние спета в кремнии. //УФЖ.- 1993.'- 38, No 1.- С.34-39.

38. Неймаш B.C., ПомозовВ.В., Шаховцов В.И., Кабалдин А.П., Нмоць В.М. 0 влиянии облучения на -генерацию термодоноров и преципитацию кислорода в кремнии при 650° С.//MIL- 1993.- 27, выл. 10.- С. 1651-1656.

39. Цмоць В.М., Япишевский B.C., Заяц Я.Л., Штым B.C. Ферромагнитное упорядочение электронных спинов н.г дислокационных структурах в пластичеиси деформированных ковалентных полупроводЕШ пах,- Львов, 1993.- (Препр./АН Украины, ИФКС; ИФКС-93- II Р).

ДО. Набок О.М., Новиков М.Н., Цмоць В,М. ДосЛ1ДЖенпя перергзгв вугипн обернено! реш1тки в кристалах кремнш з порушеним по-верхненим шаром.//В зб.: В ¡сник Кшвського ушверситету. Ф1зика. - 1993,- С.1-6.

41. Неймаш Н.Б., Помозов D.U., Шаховцов К.I -, Кабалд!н О.М., МОЛЬНШС U.M. , ЦМОЦЬ В.М. ОСОбЛШЮСТi ГеНПрЗЦ! I TfipMOflOUOpiB та процг.ттшц1 кпснп при 650°0в onpoMiновому нейтронами кррм»пЧ).//УФХ.- 1994.- 39, N 11.- С. 310-314.

Г. Кпбяяд'!!- d.M., • Коймэш В.Г.., Цмоць J1.M., Шхонцон J;. !., änas !'■ üi/.-fvninocTi попел 1лки мзгнпшм пфиЯигтлиноптi

опрсшншюго крешЛш, - //УФЖ.- 1995.- 40, N„ 3.- С.218-221. '

43. Кэбалд1н О.М., Нейыаш В.Б., Цмоць В.М., Шлонар Л.1. Мохзшзми впливу тврмодонорлв на тлловську рух.ллшсть у Si .//УФЖ. -1995.- 40, N10.- С.1079-1082.

44. Новиков Н.М., Набок О.М., Цмоць D.M. Ponci юпання рептгешвсь-кого випромпповапня кристалами з порушепим поверхневим шаром. //УФК.- 1995.- 40, No 1, 2.- С.71-73.

45. Протасов B.C., Пээць В.И. До питания про утворення та будову донорно-акцепторних комплексов у копалентних пап1впр0в1дпиках. // УФЯ. - 1995.- 40, N.,10.- С. .1126 - 1128.

46. Кабалдип А..П., Неймаш В.Б., Цлоць В.М., Шаховцов В.И., ШтыМ B.C. Микронеоднородности распределения примеси кислорода и кислородсодержащих дефектов в Si.- Khib, 1995. -(Препр./ ИФ НЛП Украины).

47г Стасюк t.B., Пмоць В.М., Яншевсъкий B.C., Заяць Я.Л. MnnitTHi властивостi cninorax cItok в модел1 1з1нга.~ JIbBin, 1995.- (Препр./шституту фгзики конденсованих систем АН Ук-раппт; t$KC-95).

Цитована лотература

1. Гельмонт Б.Л., Дьяконов М.И. Примесные состояния в полупроводника с нулевой запрещенной зоной.У/ЖЭТФ.- 1972.- 62, N2.-С. 713 - 724.

2. Иванов-Омский В.И., Коломиец Б.Т., Мельник В.М., Огородников

B.К. Магпитная восприимчивость HgTe.// ФТТ.- 1969.- 1J_, вып.9С.2563^2567.

3. Некрасов Б.В. Курс общей химии.- М.-Л.: Госхимиздат, 1952.

4. Косович A.M., Шкловский В.А. Дислокациоштая модель ферромагнетизма в немагнитных кристаллах./ЛСЗТФ.- 1968.- 55, Л3(9).-

C. 1131 -l141 .

5. Неймаш В.Б., Шаховцов В.И., Шиндич В.Л. Внутренние гетеры и радиационное дефектообразование в Si.- Киев.- 1987.- (Препринт/ АП УССР. ИФ; N25).

6. Bourmt A. Oxyger Aggregation in Silicon. - Proc. of 13 Int. Cotif. on defects in semicoral., od. by KimerLing L.C. and Parsny J.M. Jr. Mat. Soc,. оГ АШЕ, N.Y., 1985, P.129-146.

T. [fevinp; С. Effect of Eanrtom Irihomogeneities on Elektrical and OaivanmmgnRtto MRaauremnnt.s.// J.ot Appl. Phys. - 1960. - 31, N11. ■ 1'. 1939-1953.

8. Пвкар С.И. Теория подвижности, эффекта Холла и магштосопро-тивленя в электронных полунроводниках./УФТТ.- 1966.- 8.-вып.4. - С.1115-1121.

9. Шпинар Л.И., Ясковец И.И. Анизотропия гальваномагнитных эффектов в полупроводниках со слоистым распределением легирующей примеси.//УФЖ.-1982.-27, N2. - С.256-258.

10. Воронков В.В., Воронкова Г.И., Калинушкин В.П., Мурина Т.М., Назаров Т., Прохоров A.M., Ремизов O.A., Тешабаев А.Т. Примесные облака и микродефекты в кремнии, вцрощенном методом ЧохральскЪго.//ФТП. - 1983. - 17, Вып.12. - С.2137-2142.

11. Kaizer W., Frisch H.I.,Beiss H. Mechanism oi the formation of ' donor states in heat-treated Silic.on.//Phys. Rev.- 1958. -

112, N5. - P.1546-1554.

Israelis' V.M. Complex Investigation of the Admixtural-Defect States irt Covalent Semiconductors.

Thesis for a Physics and Mathematics Doctor's degree on speciality 01.04.10 - Physics of Semiconductors and DtQlectrtcs. Drohobych. Ivan Franko State EerlagogicaL Institute. Drohobych 1995.

In this thesis the scientific literature and original data upon the defp at structure of covalent semiconductors bolonging to the diamond and sphalerite structure types have been systematized r.nd generalized. In particular: the presence of low-temperature MS anomalies has been discovered in CSS Cd^Hg^ Te in' semi-metallic and narrow -gap semiconductors (x<0,23). It has boon shown that MS anomalies are conditioned by holes paramagnetism on the De-like acceptor centres with the F(| symmetry; the absence of any essential influence of the forbidden zone's width and the degree of ionity of chemical bond upon the lattice magnetic susceptibility has been proved; it has been proved by experiments that the presence of donor - and - acceptor (DA-) complexes In covalent semiconductors leads to the appearance of considerable paramagnetism of Van - Vleck typo in them. Considering "it, the conception of their structure has been put forward. The nature and the type of magnetic ordering in the plastically deformed- Si and Ge single crystals have been determined and it has been shown that the appearance of non - linear dependences x(H) caused by it can be effectively used for detecting the presence of non-growed dislocations ar 1 for control quality of semiconductor materials; the kinetics of the generation of'thermal donors and radiation defects and the investigation of their interaction and reciprocal influence has been investigated. The use of th?se thermal donors properties allowed to elaborate a new method of making the stable upon the radiation 'p-n junctions; the Influence of separately used preliminary neutron irradiation and the preliminary thermal treatment at ISi/c nn the generation TD-2 and precipitation of the oxygen solid solution at the following thermal treatment of the crystals Cs-Si at 650°C has been investigated; by the three independent methods (measurements of HaLI mobility, snail-angular JR-light sea I taring and static magnetic susceptibility) the pre-swmn» ?n (':•.besides formely known micro - unhomogeneousner.g

ol' space distribution admixtural oxygen and of oxygen - containing thermal and radiation deffects lias been proved.

Dne of the most principal, results of this complex investigation of the admixtural - defect states in c.ovalent semiconductors is the proof of the extensive usage and effectiveness of the method of the measurement of statistic magnatic"* susceptibility for the investigation of the properties as single - point defects as its associates and ensembles.

Циоць B.M. комплексное ' исследование примесно-дефектных состояний в ковалентных полупроводниках.

Диссертация на соискание научной степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. Дрогобычский государственный педагогический институт им. Ивана Франко, Дрогобыч, 1995.

В работе систематизированы и обобщены литературные и оригинальные данные о дефектной структуре ковалентных полупроводников со структурами типов алмаза и сфалерита. В частности: установлено наличие в НТР CdJ^ ^Те в полуметаллической и узкозонной полупроводниковой (xs0,23) областях составов низкотемпературных аномалий MB. Показано, что они обусловлены парамагнетизмом дырок на гелиеподобных акцепторных центрах с симметрией Гв; доказано отсутствие сколь - нибудь заметного влияния ширини запрещенной зоны и степени ионности химической связи на магнитную восприимчивость решетки; экспериментально доказано, что налачие в полупроводниковых материалах допорно-акцепторных (ДА-) комплексэв приводит к появлению в них значительного парамагнетизма ван - флековского типа. Основываясь на этом, выдвинута концепция их строения. .Установлена природа и тип магнитного упорядочения в пластически деформированных кристаллах Si и Се и показало, что вызванное им появление нелинейности зависимостей х (Ш можно эффективно использовать для детектирования наличия неростовых дислокаций и контроля качества полупроводниковых материалов; исследованы кинетика генерации кислородсодержащих термических и радиационных де фектон, их взаимодействие и взаимное плияние. Предложен новый способ изготовления радизциояяо стойких р-n-переходов; исследовано воздействие отдельно и последовательно примененных предварительного нейтронного облучения и предварительной термической

обработки при 450°С на генерацию ТД-2 и треципитащш твердого раствора кислорода при последупцей термообработке кристаллов Пя-й! при 650°С; тремя независимыми методами (определением температурных зависимостей холловской подвижности, малоуглового рассеивания Ж-света и статической магнитной восприимчивости) установлено наличие в Сг-51 ранее неизвестных иикронеоднородностей пространственного распределения примесного кислорода VI кислородсодержащих термических и радиационных дефектов.

Одним из наиболее важных результатов проведенного комплексного исследования примесно-дефектпых состояний в ковалептнмх полупроводниках является доказательство широкой применимости и эффективности метода измерения статической мандатной восприимчивости для изучения свойств как одиночлих точечных дефектов, так и их ассоциатов и ансамблей. .

Ключов{ слова.

Дом!1Шюво-дефекта стани, ковалентк! нан1внров1Дники, статична магн1тна снрийнятлив1сть, слабомагштн! речовини, мапитне впорядкування, донорно-акцепторш. комплекс«, дислокаци, кисне-вмипи тврм)чн1 I рад!ац1ЙН1 дефекти, М1кроскупчення.

ГЕдписано до друку 13.03.96. Формат 60x84/16. Патр друкарсышй. Друк офсетний. Ум.друк.арк. 3,08 Обл.-вид.арк. 3,11 Тираж 100 прим. Зам. 009.

Друклрня пндавнНцтва "Рута" Чершвецького держутверситету 274012, Чернтц!, вул. Коцюбинського, 2