Особенности переноса носителей заряда в полупроводниковых кристаллах кубической сингонии с наведенной анизотропией электропроводности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

НАЦЮНМША ШЛЕШЯ НАУК УКРА1НИ

1НСТИТУТ Ф13ИКИ НЛП1ВПЮВ1ДНЖ1В

F Г 5 ОД

На права* рукопиоу

з о g;ît

КОЗЛОВСЬКЙЙ СЕРГ1Й 1ВАНОВИЧ

ОСОБЛЙВОСТ1 переносу НОСИВ ЗАРЯДУ У НДП1ВПРОВ1ДНИКОВИХ КРИСТАЛАХ КУБ1ЧН01 СКНГОНИ 3 НАВЕДЕНО» АШЗОТРОШОО ЕЛЕКГРОПРОВ1ДНОСТ1.

01.04.10 - ф!зикз нап1впров1дник!в та д1влэктрик1в

АВТОРЕФЕРАТ дасартац! ï на здобутгй наукового стушая доктора ф1зико-математичща наук

Khïb - 1995

Дисергац1ею е рукопис.

Робота викшана в 1нститут1 ф1зини иап1впров1даик1в HAH УкраКни.

0ф1ц1вн1 опоненти:

доктор ф!зико-ыатематичннх наук, профзсор ВОРОБЬОВ Юр1г Васильевич, доктор ф1зико-катематичних наук, професор ГРИБНШОВ 31нов1а Сзиойлович, доктор ф1эико-мэтематичних наук, професор САРБЕЙ йлог Георгиевич.

Провiдва орган!зац1я: Гнститут рад1оф!зшси t влэктрон1ки

HAH УкраКни, ы.Харк1в

Зажист в1д5удеться -л» XI _1995р. -о/Угод./гПго.

па зас1дзнв1 еггзц!ал 1 зованноI рада Д 50.07.01 при 1нстатут1 ф!зикн иап1впров1даик1в HAH УкраПш за адресов:

262850 м.Кн!в~28, проешкт Науки, 45. 3 досертац1ею коша ознааомигися в £31бл1отвц1 iHcrmyry ф!зики нап1впров1даик1в HAH УкраКнк за адресов: 252650 м.Ки1в-28, просдакт Науки, 45.

Авторвфэрат роз {слагай - /У "__1095р.

Вчениа секрэтар сдац1&л1зовано)£ вчово* рада

1ЩЕНК0 С.С.

ЗАГАЛЬМА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОГИ.

Актуальн1сть теки: Як вЩомо, yci н8п1впров1даиков1 кристали куб1чяо! chhtohIí характеризуються досить складом онерготичним спектром hocííb струму 1 тону íx е.шпрош1 2ластшост1 набагато r¿pai в1доов!даих властивостэй модального нап1впров1даика й енергетичним сдакгром, под1бним до спектру в1льнюс • едэктрон1в. У куб1чному Еап1впров1дкику е дзк1лька груп одактр6н5В' (д!рок), щр характер1зуюггься ан1зо-тропною ефвкгивною массю з 'р1звою орхентац1сю осей ан1зотро-nlí. Так влектрони. зонй пров1даост!- горманЮ та кремн1ю ло-кал1зухггься у;околах окремих, в!ддалэних один в!д одного н1-н1мум!в eseprtí (долинах), э в1льн! д!рки розм1щукггься б!ля краю валентно* зони, дэ залежн1сть оноргП в1д хвклъового вектору визвачаеться к!шсома г!лками з ефэктквно» мзсою, що залеяотгь в1д напрякку. Под1бну будову енвргзтичних зон каетгь i lHini в1дои! у наа чт?с куб1чн1 вап1впров1даики, так що 1х олзктричн! властивост! харакгоризуптьсл прихованою ая!зотро-nieio, яка у багатьох етпадках стае явно» п!д д!ею р1зяома-bíthmx направлзких збурэнь, лрикладених до кристаду.

Эбудяэння мгкроскогйчноХ ан1зотроп1* елэктропров1даост1 традицишо супроводауе б1льш1стъ вксгарикзнта.ШЕп: досл!д-изнь у основних областях ф1зики та техн1ки нап1впров1даик1в (явода дараносу, нвр1ваоважн1 процэси). Току па дивно, цо сама 1з збудаэнвям птучно* aaiscnponil пров1даост1 пов'язано багато фундашктальних в!дкршт1в та нааб1льш ефентщш! метода досл1дазнь нап1впров1даик1в. А сам©: yci гаяьвзвшаг-híthI «вица повя1сто бэзукггъся ва уявлэтт! про ан1зотроп1», цо створюеться сум1снсн д1ео влэктричного та магн1тного по-л1в, а ф1зкку гарячих елэктрон!в шможливо соб1 уявиги бзз capií нздзвотагно вашввих ефвкг1в» обумовлзних ан1зстроп1еа олэктропров1даост1, цо наведана ipixrno« ашсгричЕим подам.

Р1зноиав1тн1сть природа (способ1в спрдаэнзя) штучно* ан1-зотропП влэктропров1дност1 кршггал1в вжкачае виклячну широту шжоркстзння шв'язшших з ная офзкг1з. При цьсау особливо ваялиэу роль граать так зван! "попзрзчн!." ефекта, гда

обумовлен! головною особлив1спо ан1зслроп11 пров1даост1 -несп1впад1лням у загальвому випадку напрямк1в елэктричного струму та поля, що у к1ноэвому насл!дку веда до пошрэчного переносу восИв заряду. Класичними прикладами таких ефект!в е, зокрвма, ефект Хола та фотомагиШша ефект К1ко!на-Носко-ва, а також аналоги - поперечна тензоерс та поперечит ефект Дэмбера у випадку ан1зотроп!1, наведено! пружноп де-формац1ио кристалу. 03вдв1 пари вказаних ефэкт1в, ж ведомо, досить ефэктивно вжористовуються у техн1д1 ф!зичного эксперименту (знаходаення основних к1нвтичних 1 рвкомб1яац1гнгас параметр!в нап1впров1дник1в>, а також визначакггь принцип д1Х багатьох первтворювач1в ф1зичних величин (датчики магн!тного толя, шрзм1щ9ння, сили, тиску, прискорення та 1нш1).

Хоча на початку 80-х рок!в загальн1 властивост! ефект1в, обумовлвних пошречним переносом носИ'в струму у ан!зотроп-них нап1впров1дниках, були достатньо добра вивчен!, залишав-ся ряд важливих пкгань, пов'язаних в основному, з новими способами збудаення ан1зотроп!1 та використанням на практиЩ. вказаних ефект1в. Так, зокрвма, мало вивченими були можли-вост! шникнення поперечник фотовольта Iчних ефект1в в умовах збудаення кристалу потужними 1мпульсами лазерного випром1лю-вання. М1я там, виходячи 1э загальних м1ркувань, моягаа було спод!ватись, що саме на основ! визнзчення та детального ана-л1зу оссбливостей характеристик таких ефект 1в виникне можли-в1сть подальшого суттеього прогресу у розум1нн! схладних продао!в у простор! 1 час!, як1 супроводаукггь 1мпульсну мо-диф!кац1ю властивостей кристал!в, лазерну технолог1ю виго-товлэяня та обробки кап1впров1даикових матер! ал1в.

3 другого боку, на початок виконання дано* робота дуя» мало досл1даеними заливались такок можливост1 використання пошречних твнзоефект1в у таких важливих нап1впров1даикових пршвдах, як сучасн! 1нтегрэльн1 перетворювач! мозан1чних величин. Так пэрша згадка про створення наапрост1шого знтег-рального перетворпвача на основ1 пошречно! тензоерс у кремни в1дноситься до 1980 року. Що стосуеться 1нтегражьних тензошретворювач!в, принцип дП яких базуеться на 61 поляр-

ному поперечному персдос! носИв струму, то яких-небудь домостея про мояишв!сть створеяня методами м1кроелвктрон-во! технолог!! взагак! да було.

3 урэхуванням вих&наввданого визначались основк! задач! та иэтз дисертзцИшо! робота. Виходячи з копцепцП поперечного шраносу носИв наряду у нап1впроа1даиках з ан1зотроп-ною елоктропров1дя 1сто, було вэобх1дним:

-провоста теорэтичкий анал1з та детальна ексшршэнтальнв вивчвння характеристик попаречшя фотовольта Ччгои ефект1в, наввденик у кристзлаж куб!чно! сингонИ 1мпульсами св1тла велико! потушост1, а пот1м, на основ! отриманих рэзультэ-т1в, розробити нов1 катода досл1даэння св1тлонавед9них про-цас1в, супроводжуючю: лазерну технолог!*) обробки нап1впро-в!даикових матвр!ал1в;

-з датою розвитку (Мзико-твхнолоПчнюс оспов сучасних та-рвтворшач1в мэхан1чнет величин вважалось необх1дним зробихи всеб1чн9 {теоретична та ексдариментальве) дослЦркеняя особ-ливостеа поперечного пэрэносу нос1¥в струму у р1зних (у тому числ1 1нюкц1йпих) теязочутливнх структурах, як! виготовля-оться методами 1нтегра.ш1о* технологи, та на основ! цих досл1даевь запропонувати оптш1зован1 конструкцИ нових 1л-тегральних датчик1в таску, що маоть шревэги пзрэд в1домкми.

У в!дпов1дност1 з гаи дисартац1я складаеться з двох час-тин, т1сио пов'язаних иЫ собою СП1ЛЫ1ИМ п!дходом ДО р1Ш8ННЯ поставлэних задач, ккиа визначаеться розглядом з однШ точки зору явад пэрэносу з наведааою зовн1ша!и збудаанням ап1-зотроШею влэктропров1даост1.

У перш!а частин! дисартацП викдадан! результата теоретичного та ексвэримэнталъного досл1л!®ння попзречних фото-вольтаХчвих ефэкт!в (ШЕ>, а такс® ( на основ1 характеристик останн1х) теплових, дефоркацИших та концзнтрац1яник пол1в, цо виникають у основних нап1впров1даикових крастаязх (Э1, Се, СаАз) при 1х 1вдульсноиу лазерному эбудавЕн1 . Сл1д за-знашги, що вкстарикаэтадьяв досд1даэння 1ЮЕ да с змогу отри-катн 1Ефориац1п про сМтлонавадзн! процзси у тонкому припо-гершювсау шар! нал! впро й {дика при лазерному Хмцудьспоцу

> г

збудаанн!, яка, або ведосяжна 1шшм. в1домим методам досл!д-жень (ваприклад, опгичним), або сутгево Чх доповнюе.

Друга частина дасвргаци присвячена роэробц1 ф1зико-тох-н1чних основ 1нтегральних датчик1в тиску, принцип дП яких базуеться як на монополярних. так i бЗлодярних ефектах у крайни:.

Сформульована мота досягалась р!люнням таких задач:

-Теоретичним анал!зом ф!зичного стану придаверхневого шару нап1впров!даикового кристалу при лазерному збудаенн!.

-Розробко» експериментальних матод!в реестрацН подареч-них фотовольтаЯчних ефекг1в в умовах збудаэння кристалу 1м-пульсами cBiTJia накосекундно! тривалост!.

-Дзтальним (теоретичним та ексдариментальним) досл!даен-ням npoupciB гореносу hocIíb заряду у пружнодеформозаних кремн!йових планарних структурах.

Наукова новизна. Б1лып1сть представление у дасвргацИ результата I у першу черту вс! основн!, що наведен! у нау-кових положениях 1 виносяггься на захист, були отриман! псшу-качем утеряю.

Практична ц!нн!сть робота визначаеться такими результатами.

-Теоретичн! досл!даення основних характеристик пошрачних фотовольта1чниг вфвкт1в та ix пор1вняння з експеримаитальянки результатами створюють науковий базис для анал!зу тепло-вих, концентрац!йних та деформац!иних пол!в у нап1впров1дни-кових кристалах при лазерному збудаенн!.

-Розвинут! фотовольта1чн! метода визначення рекомб!нац1а-них та К1нетичних параметр!в нер!вноважних носИв заряду у приповерхневих шарах нап!впров1дникових кристал!в в умовах 1мпульсного лазерного збудаення.

-Розроблвниа та оптаи!зованиа ряд чутливих влэмент1в 1н-тэгральних датчик!в тиску на основ! кремн!».

Р1вень реал1зацП. впровадкэння наукових розробох.

Одержан! результата дозволявгь приступите до створення нових ефективних тип1в 1нтегральних дэтчик1в кохая!чних параметр! в на основ! кремнт, що маюггь гереваги перед в!доии-

ми. 1нтегральн! датски тиску па основ! ефэкту пошречно* тензоорс иже зараз вмадристовуються в ряд! галузва господар-стпа УкраКни. Фотоне-.хьта^чния метод досл!даення ф!зимних процзс!в у нап1впров{дникових кристалах при лазерному збуд-Ж8нн1 ножэ Зута викосистания для. оптим1зац1* технолоПчних режим1в ла зерно! оброс'кл нап!впров!даик1в.. ■

Основн! толожеш;я, як! виносяться на захист:

I. Природа та мехгя1зми поперечних фотовольта !£чних ефэк-т!в <ПФЕ) у кристалак гермая!ю, кремн!ю, зрсен!ду гал!ю, що вивикають при 1х збудпэнн! !мпульспим лазернкм випрсм1нюван-вям наносекундою! тривалост!, пов'язан! з ваведеною анизотропией пров1даост1.

-У пластинах гэрма;ч1ю, як! вир!зан1 п!д гострим кутом до головшх кристалограф! чних напрямк!в, по м!р! зростання !н-тевсивност! збудауючо.го св!тла посл!довно спостер!гакггься так! таи ПФЕ: н1вдоллшо-дафуз1шшя, фототермопружно-дифу-з!яниа, фототврмопружяо-дрекфовия, та в умоваг збудаепня екстремальпими иггенсжвностяш <при й > Ю26 кв/см2 -с ), мот вкикката фототармопружно-дафуз!ашя Е<5Е, що обуколязицд розшрэнням вкродайно'/. отЕстрон-д ! рковоI шазми.

М1адолиш1о-дифуз1йн.жа ПФЕ виникае при укоано мала !птоа-сивностях св!тла (С < 1023 газ/см2 -с)! обумовлеша дафуз!ею нер!вноважних носПв заряду у приповерыгеБому шар! кристалу з ан!зотроп1ею ел9ктропров!дност!, що наведана дифуз!йним м!ждолиняим шрезаселазвш влоктрон!в.

Фототермопружно-дифуз!йни2 ПФЕ дом!нуе при 1нтон«шностях збудауючого випром1нюаа!ШЯ С > 1023 кв/см2 -с та обумовлонты дофуз!ею пер!вноваиших иос1Кв заряду у приловерхновому шар! кристалу, да ан!зотроп1в влэктропров!даост1 створтгь фото-I тармопруш! напружевня, як! виникають внасл!док ноодаор!д-них розюд!л!в темдарэтури кристалйчво! граткк та шнерова-пих св!тлом посИв стр.тму.

Природа фстггсрмопрукно-дрзафового 1ЮЕ пов'язана з дрейфом нер1вновзжних восИв заряду у ваведэному збудаутш ви-пром!нявапням вар!зонно;ду пол!. Еар!зошо пола вшшкае вяа-сл!док нводаор!даого вагр'ву приповэрхввюго пару ЕЗШвпро-

- в -

В1ДЕШК0В0Г0 кристалу СВ1ТЛ0М та обумовлвно зм1ною у ньому шириви заборонено! зони нап!впров!днжа. Ан!зотроп1ю влект-ропров1дност1 створюють фото- та терыопружн! напруження.

-У пластинах кремн!в, вир!заних п!д гострим кутом до го-ловниг кристалограф1чних нзпрямк!в, у широкому д!апазон! 1н-тенсивностея збудауючого св!тла (до С < 1025 кв/см2 -с) до-м!нуе м1ждалинно-дифуз!йний ГОЕ.

-У нап!впров!дниксвих кристалах Се, та СаДз, розм!щв-них у магн!тному пол!, у широкому тапазап! 1нтвнсиЕносгей св!тла спостер1гаеться фотомагн!тниа ефект Кхко1на-Носкова, а при великих (С > 1025 кв/см2 -с), у кристалах СаАа спосте-р!гаеться термомагн1тния офект Нернста-Еттпггсгаузена, що обновлений веодпор1дним роз1гр!вом кристал1чво1' гратки.

2. Методика визначешя н1вдолинеих релаксац!йних парамэт-р!в електрон!в (час м!ждолиено1 релаксацП злектрон!в в об*ем! та швидк1стъ цього процесу на поверхн!) у кристалах горлан1ю та крзкн!ю, а також знагденх таким чином значения швдолинних релаксаЩйЕих параметр! в у цих кристалах при к!мнатн1я температур!.

3. У пластинах кремн!ю, як! вир!зан! у площин! (100), ви-пикать ефэзсги просторових горброзподШв електричвого по-тевц!алу та конце нтрацП 1нж8кггованих носПв заряду при од-ноосн!й пружн!й деформацИ у кристалограф!чному напрямку [110]. Ефекта обумовлэн! наведеною деформац!ею ан!зотроп!ею ел8ктропров1даост1.

4. 0птим1зован1 модзл!, тополоПя та режими робота вових пот!в чутливих влемент!в 1нтвгрзлыхих датчик!в мехзн1чпих параметрхв па основ! креинЮ. Серед них: кхльцев! структури з моноголярвою ххров1дн!стю в умовах одаор1даого та неодно-р!даого (л!н1ано зм!нного) розподШв одноосно* пружньо! деформации, тензотранзистори з рад!алыю симетричним та одао-р1даим розпод!лами алвктричного поля в базов! а области.

5. Визначення ф!зичного мвган!зму, якиа обумовлюс додат-ковии внесок у температурну залвжн!сть вих!даого сигналу !н-теградьалх датчик!в таску на основх подарвчнкх тензоефект!в. Природа механ!зму пов'язана з внутр!шними, тэмпературозалэж-

ими пружнмми напряжениями у мембран! датчика, ш,о кожуть вк-никати при виготовлеулi чутливого элементу, складанн! та корпусуззнн!.

Апробац!я робити: Матер!эли дасарггац! i допов!дались на X.XII Всесоюзних кою)ере1щ1ях по ф!зиц! нап!впров!дцик1в (М1нськД985, Ки1в,ШЮ), VI,711 Всесоюзних конференц1я;с по взасмод! i оптичного гипром!шовання з речовиною (Лен 1 иград, 1888,1980), II Зсесггазн!й нарад! "Ф1зико-х!м!я взаемод!! ioHBoro та фотонного аптромнтвапнй з поверхнею твердих т!л" (Москва, 1888), VII Всесоюзному симпоз!ум! "Плазма 1 нест!а-кост! струму у нап!вп,:юв!д!шках" (Паланга, 1989), ЬИжнзрод-н!а школ! ".Лазерна м;'.крообробка поверхн!" (Ташкент, 1989), Научно-тохн!чному сем'.нар! "М1кроелеicrpoнл í датчики" (Улья-н!вськ, 1988), Всесоюзна ковференцП "Мкроелектронв! датчики у машнобудуванн Г" (Ульян!вськ, 1990), IV науково-тех-н1чн!й конферекц!* по елактронним датчикам "Сенсор - 91" (Лен!нград,1991), науюпих зборах 1нстаггуту ф1зихи нап!впро-в!даик!в HAH Укра!£ни, присвячених пам'ят! В.е.Лашкарьова.

П.убл1кац!Х. По темг. досертацП опубл!ковано 34 робота, у тому чмсл! 5 авторських св!доцтв на винах!д 1 7 тез допов!-дея на наукових конфорз1щ!ях, с!мпоз!умах та сем!пэрэх.

ОсобистиЯ внесок автора. Викладен! у дисертацИ науков! результата с частиною широко* програми "Досл!даення ан!зот-ponlí пер!вноважних гг;юцос!в у нап!впров!дникових матер!алах та розробка нових прулад!в**, у як!а автор брав участь спо-чатку п!д 1сер!вництвом проф. В.О.Романова 1 докт. ф!з.-мат. наук I.П.Жадько, а з 1982 року - самостхгпо. Автору наложить ведуча роль у ставлеан! експериментальшос метод!в досл!д-жень, íz проведана!, 1нтэрпретацП та узагальнен! отриматгс результат!в. Вс! теорэтичн! розрахунки, окр!м тих, що в!д-значен! у текст! днсортацП окремо, виконан! автором. Частина результата, як! ув!шли до дасвртац!I, отримана у творч!й сп!вдружност! !з сп1вроб1тшшами 1ФН HAH Yicpaími та lama галузевих п1дприемств i наукових 1нститут!в.

Структура дисертацЗапоТ робота. Дасартац!я складасться з вступу, двох частая, дев-яти роздШв. додатку I загальних

висновк!в. Бона викладена на 256 стор!нках 1 м!стить 49 1лю-страц!й та список л1тератури, який включав 201 нааменування.

ЗМ1СТ РОЕОТИ

У вступ! дана загальна характеристика робота: обгрун-тован! акгуальн!сть теми та об*ект!в досл!даень, мета робота, К! наукове та практично значения; сформульован! положения , як! виносягься на загнет.

Перша частина дисертадИ присвяч8на досл!даенню попереч-них фотоволъта!чних ефекг!в, що виникають у нап1впров1даико-вих кристалах: куб!чно! сингонП при Кх м!«зонному збудаенн! св!тлом. Фотовольта'1чн1 ефекти розглянут! поел!довно, у в!д-пов!дност! з там, як вони виникаюггь з ростом !нтенсивност! збудауючого св!тла. При умовно малих 1нтенсивностях у нап!в-пров!дникових пластинках герман!ю та крамн!ю говно* криста-лограф1чно! ор!ентац!5! виникае м!адолинно-дифуз!йниа ПФЕ. Результата аого теоретичного та експериментального досл!д-ження наведан! у першому розд!л! дисертацП С1-4].

1нтерес до вивчення м!вдолинно-дифуз!й1'сго ПФЕ був викли-каниа шрш за все можлив!спо визначення м!ждолинних релакса-ц!аних параметр!в элекгрон1в (часу м!вдолинво1 ролаксацП в об'ем! та швидкост! цього процесу на поверхв!) у кристалах герман!ю 1 кремн!ю. Знания цих параметр!в необх!дае як для обчислення к!нетичних коеф!ц!ент!в, так 1 для оц!нки характеристик ряду розм!рних ефект!в. П1д час 1мпульсного ( г* 10~®с) лазерного м!жзонного збудаенвя у тонкому приповерхне-вому шар! нзп!впров!дника, де 1 формуеться ПФЕ, вдаеться до-сягти значних р!вн!в концантрацИ нер!вноважних нос!*в та град!енту, там самим 1стотно змэншита вшив "паразитних" фо-тоерс, пов'язаних !з неоднор!дностями легування та припо-верхневого вигину зон. Ц! переваги !мпульсного збудження дозволяют» п1дняти ампл1туду фотоерс на 3-4 порядки пороняно !з стацЮнарним випадком ! експеркментально вивчати м!ж-долинно-дифуз1гния ПФЕ у кристалах герман1ю та кремн!ю.

У теоретичних роботах 1Щ,Ц2) було показано, до у нап!в-пров!даикових кристалах з багатодолинним енергетичним сдакг-

ром зони прсвхдаост!, 31полярна дифуз!я тр1вяовакшм посПв заряду коже прташсти до м!ядолинаого перезаселэння о.'ектро-н!в у перв!сно р!вноадсвленжс долинах. В результат! цього кристзл стае ан!зстрогаим I у пзпрямку, пэрпендикуляриому до град! сита концеитрзц!::, виникае фотоерс (поторзчнкй фото-вольтаХчния ефекг). Величина И визначаеться часом к!здолин-них переход!в електрон'в у об'ем! та швидк!стю 1х м!вдолин-во! релаксац!* на поверхн!. У згаданих теоретичних роботах обчислення основних характеристик м!ждолинно-дифуз!йного ПФЕ проведан! для стац! онаоного осв!тлення. Тому у поршому параграф! цього розд!лу. розглянут! особливост! нестац!онарного збудаення (коли тривз^!сть !мдульса св!тла набагато менша за час житгя нер1вноважюх носП'в заряду). На основ! обчислень отриман! основн! харауггеристики ПФЕ: залежн!сть ампл!туди 1 знаку поперечного поля в!д кристалограф!чно1 ор!ентацП зразка, швидкост! ловерхнево* рекомб!нац!3(, коеф!ц!ента пог-линання та !нтенсивно<гг! св!тла.

Ексшриментальн! досл!даення ПФЕ проводились при к!мнат-н!й температур! на зрздках кремн!ю та герман!ю. За даерело св!тла використовувал1!сь лазори з модульованою добротнхсто на неодимовому скл! т;) руб!н! (довжша хвил!, г<км: 0.3-1?, 0.53, 0.694, 1.06) ! тривал1стю !мпульса св!тла 20 ! 34 не. Поверхн! зразк!в з метою зм!ни пюидкост! поверхнево! реком-б!нац!1 Б п!дцавались р!зним обробкам (травлення у СР-4, ко-хан!чве пол!рування, шгеадження золота !з водного розчзшу та !нше). При цьому досягались значения 3 у межах 102 - Ю5 см/с 1 104-106см/с для гермаа1ю та кремн1» в!дпов!дно. Контроль за величиною Б лроводався з допомогого вим!рювання на-стац!онарного фотомагн!тного ефекту.

Як у кристалзх гер«зн!ю, так 1 кремн!ю, ПФЕ мав однакову залэжн!сть в!д кристалпгрзф1чно1 ор!еытац!I зразка. При ку-тах вир!зки о 1фатних п/4, в!дносно головних кристэлогзф!ч-них напрямк!в, ПФЕ бук в!дсутн!й ! досягав максимуму при о крзтних л/8. При перэнесенн! св!тла на протилэжну грань зразка фотоерс зм1нгаала знак, зле II абсолюлиэ значения заливалось нззм1нним. Таг.а т<улэжн!сть иказузалз нз безумовниз

- IQ -

зв'язок дрсЛдкуваного ПФЕ з ан1зотроп!еп влэктропров!днос-т1.

Дал! нэ основ! сп!впад!нвя обчислених та екслэрименталь-них значень поперечного поля м!вдолинна-дафуз!вного ®Е при р!зних величинах шввдкост! поверхнево* рекомб!нацП, довжи-нах хвиль збуджупчого св!тла були визначен! три к!мватн!а температур! час м!ждрлинно1 релаксацИ елвктрон!в г та шввд-к!сть цього пронесу на поверхн! о. Наакраща сп!вгад!ння от-ринано дяя таких значень т 1 о [3,43".

у кристалах кремн1ю т = 2.0 •10-1*с, а = 1.3 -107см/с у кристалах герман!ю т = 8.7 • 10~*2с, < 2.5 • Ю8см/с. Залежн!сть поперечного поля м1ждодшшо-дифуз!йного ПФЕ в!д 1нтенсивност1 св!тла була под!бна до аналог!чяо1 залеж-ност! фотомагн!тного ефекту. Спостер!галось л!н!янв зростанин поля 1э зб!льшенням 1нтенсивност! св!тла С при в!двоено малих р!внях С 1 вого васичення три великих G, коли пров!д-н!сть зразка визначаеться фотопров!да!сто.

У д!апазон! !нтенсивностэг св!тла G в!д I020 до I025 кв/см2 -с у кристалах кремн!ю форма 1мпульса ПФЕ повторшала форму !мпульса св!тла. Для зразк!в герман!ю така сигуац1я збер!галась до G s I023 кв/см2 -с; при G > I023 кв/см2 -с 1мпульс ПФЕ деформувався ! виникала зеунута у час! друга компонента обервено* голярвост!, яка по м!р! зростання С ставала дом!нувчою, а тарта практично зкикала. Особлив!стю друго1 компонента ПФЕ був брак васичення. характерного для фотомагн!тного та к1ждолинно-дифуз!иного ефект!в. Вивченню ф!зично* природа ефекту присвячоний другий розд!л дисорта-ц!1.

У другому розд!л! представлен! результата досл1даення фо-тотермопружно-дафуз! иного 1ЮЕ {5-91. При велик!г !нтеясив-ност! св!тлово! хвил! та ск1нченв!а глибин! П поглинання у нап!впров!даиковому зразку вставовлюоться нводнор!дн! розпо-д!ли температуря кристал!чноК гратки та концвнтрацП нер!в-новажних носПв заряд/, як! обумовлюють його механ1чву де-формац!ю. У кристалах куб!чво! сингон t i деформэц!я, окр!н

всесторошього розтягування та стискзння, веде до зниження симотрИ кркстая1чно! гратки, у результат! чого електропро-в!дн!сть стае ан!зотропвою. Б1полярнэ дифуз!я нэр!вноваших фотокосПв у мэжах ангзотропно! облает! обумовлвс появу поперечного фотовольта *чного ефекгу.

Процес встаповлення мехэн!чних напружень у час! прот!кае досить складно. Привертають увагу три випадки - стац!онарниг офект 151, при якому температура та концентрац!я нер!вноваж-них нос1встигаоть встановлювэтися по всьому кристзлу, самиг початок нестащонарного процесу [91, коли дрформац!я в!детас у час! в!д зм!п температуря та концэнтрац!! нер!вно~ ваших носНв, ! постай онарнкй процес, коли зап!зненням дв-формацП можливо зкехтувати (6,7 3.

У парному параграф} цього розд!лу проведений теоретичяия розглдц фототермопружно-дифуз!йного ПФЕ при збудаеян! крис-талу стац!онариш св!тловим потоком, 1мпульсами св!тла наносекунда)* та субнаносекупдао! тривалостеа. Визначеп! залож-ност! поперечного поля в!д кристалограф!чно* ор!ентац!1! зразка, умов охолодаення та механ!чного закр!плетш, итид-кост! поверхвево! рекокб!нацИ на осв!т.ксван1п пошрхн!, довжини хвил! збудаухзчого св!тла.

СтацЮнзрнш ПФЕ розглянутиа для двох випадк!в механ1чяо-го закр1плэнвя пап!впров!дниково¥ пластики: пластина з в!ль-ними краями та закр1алэна на п!дклздинц!. Сбчислеяня показу-ють, що для пластини з в!льнши краями основниа роз!гр!в кристалу, яккя дае вносок у параметр ан!зотропИ, вииикас за рахунок тепла, що вид!ляеться у прошс! рэкомб!пац!¥ нер1в-новажних носПв. Прямяа нагр!в кристалу св1тлом мае м!сце у вузькому шар! товииною порядку оберненого коэф!ц!енту погли-нання, при цьому просторовиа розпод!л тожоратури близькиа до л!я!йяого, а л!н!яний розпод!л по дас внеску у параметр ан1зотроп1К, гасив дор^вное р!знид! в!дпосиих ан1зотроп!а рухлквостей электрон! в та д!рок. Для пластини, закр!плон!П на п!дклздшц1, вяееок прямого нагр!ву досить значим, зав-дяки чому ПФЕ у цьому випадку б!льш у 50 раз!и переводуе ефэкт у в!льн!в пластин!.

НэстацЮнарниа ефект розглянутиа для випадку, коли стац!-онарн! розпод!ли температури та нер1вноважних носПв струму не встигають встановлюватись, тобто час дафуз11 носПв та тепла поперек пластини великий пор!вняно з тривал! сто 1м-пульсу св!тла ^, але значения ^ досить велике, цоб не вра-ховувати ззп!знення зм!н концэнтрацП та температури в!д де-фориацЦ (у кристалах герман!ю цэ мае м!сцз для »

ПГ10с).

На основ! обчислень знааден! залежност! величини поперечного шля ПФЕ в!д коеф1ц!енту поглинання, швидкост! поверх-нево! рекомб!нац!! на осв!тлюван!а гран! зразка, тривалост! 1мпульса та довжини хвил! збудауючого св!тла. Встановлено, що при малих значоннях швадкост1 поверхневох рекомбмацН фототермопружно-дифуз!йний ПФЕ обумовлений ан!зотроп!ею елекгропров1дност!, що виникае внасл!док фотострикц! I (меха-н!чно!£ деформацИ кристалу при збудаенн! нер!вноважних нос1-1в струму). При великих значениях швидкост! повэрхнево! ре-комбхнац!! ПФЕ обумовления ан!зотрошею пров!даост1, яку створюють термопружн! зусилля !з-за нводаорхдиого нагр!ву зразка збудкуючим св!тлом. При пьому велика швидкдсть пава рхново! рекомбшац!! у поеднан! з скгнченвою глибиноп поглинання св!тла, веде до немонотонного просторового розпод!-лу нер!вноважних носПв. Зм!яа знаку град!енту !гх ковдзнтра-ц! 1' у аи!зотрошому по елекгропров!дност! приповерхневому шар!, призвсдать до зм!ни знаку поперечного поля.

Дал! розглянут! особливост! фототермопружно-дафуз1йного ПФЕ в умовах збудазння кристал!в герман!ю !мпульсами свхтла субнаносекундноК тривалост!. Встановлзно, то коли тривзл!сть !мпульса св!тла мешпэ або наближаеться до характерних часхв зап!знення дэформацН в!д зм!н концэнтрац!¥ яер!вноважпих носП'в та температури (г1 * Бп/с2 * 10~10с; Г^/с2 * 10-12с, де Бп, Вц, - коеф!ц!свти б!полярно! дафуз!! нер!вноважних носПв стру?лу та темшратуропров!дност! в!дяов!дно, с - швкд-к!сть звуку) ан!зотроп!ю електропровгдяост! створюо генеро-вана св!тлом акустична хвиля. При цьсму дом!яушка вносок у

значения поперечного поля наложить данам1чним напруженням, е,о гекеруе нер1вяоважиа електрон-д!ркова плазма п!д час ди-фузП.

Характерною рисою зэлежност! поперечного поля Е^ фототер-мопружно-дафуз!иного ПФЕ в!д !нтенсивност! св!тла е те, що поперечне поле не доеягае насичення з ростом !нтенсивнос:т!. При 1нтенсив1юстях ся!тла, коли фотопров!да!сть таревизде р!вноважну пров!дн!сть зразка, поле Е^ зм!нюеться пропорц!й-но С.

На зак!ичення параграфу коротко розглянутая спор!доений до фототермопружно-дифузЮТого ПФЕ - пружно-дифуз 1 йния ПФЕ [1]. Шя вид ПФЕ винжас при дифузИ нер!вноважних носПв струму у тонкому приповерхневому шарх, да ан!зотроп1я елзктропров!дност1 створена стац!онарнши напруженнкки. Такого роду механ!чнз доформац!я виникае п!сля певних поверх-невих обробок (механ1чна пол!ровка, бомбардирування !онами).

На основ! обчислонь знааден! анал!ткчв! залежност! веля-чини поперечного поля пружио-дифузШюго ПФЕ в!д швидяост! поверхневоГ рюкомб!иац! I, товщини аШзотропного шару,, пара-метр!в нап!впров!дника, !нтенсшшост! св1тла. Показано, що для цього типу 1МЕ заложн!сть ЕХ(С) под!бна до аналог!чип? залежност! м!ждолшно-дифуз!кного та фотомагн!тного ефзгспв (Е^ насичуеться при великих 1нтенсивиостя2 св!тла).

У другому параграф! викладан! результата екстариментадь-еих доел!/конь фототормопружно-дкфуз!йного та ярувдю-дафу--з!яиого ПФЕ. Досл!даоння погорочного поля ПФЕ проводились у залежност! в!д кристалогрзф!чно! ор1ентацП зразка, ивидкос-т! паворхиевоТ рокомб!нчц!1, !нтенсивност1 та довжини хвил! збуджуючого св1тла. Встановлано, що поперечно поле, до виникае у кристзлах германпри !нтенсивностях св!тла С > ТО23 кв/см2 -с, обумоашно фотстэр^опрукпю-дкфузШп»' Ш-Е. Цеа ПФЕ, як 1 пэредЗзчалось теоротичними розрахунками, на спос-тор!гасться у крксталэх крегеПю (параметр ан!зотроп!1 у кристзлаг 51 з 60 рзз!в мош», п1в у кристалзх Са).

Обчислэн! залэкпост! поперечного поля в!д вишэзгадашпг

параматр!в та його величина були близьк! до отриманих на ексторимент!. Так, зокрема, у в1дпов1дност! до теоретичного розгляду, знаки поля Е^ при малих та великих швидкостях по-BepxHeBoï рекомб!нацП S були протиложними. Зм1на знаку з ростом S при 1нтенсивностях св!тла С > I023 кв/см2 -с, при яких дом1нус фототермопружно-дафуз1иний ПФЕ, узгоджусться з теоретичними розрахунками, ала 1нвврс!я знаку при G < I023 кв/см2 -с, при яких дом!нуе мiждолинно-дифузîянии ШЕ, зна-ходагься у протир!чч! з теор1ею цього ефекту. Показано, то у цьому випадку обробка поверхн!, з допомогою hkoï досягалась зм!на S, веда до появи пружно деформованого приповерхневого шару. Тому при S = I05 см/с, яка досягалась механ!чною пол1-ровкою, та G < I023 кв/см2 -с, ми спостор!гали пружно-дифуз1йнии ПФЕ.

У третьону роздШ розглянут! термопружно-дрвйфовия та фототермопрушо-дофуз1шша ПФЕ у кристалах герман!ю при екс-тремальних 1нтансивностях cbîtла (I024- 2 -Ю^кв/см2 -с) {10 -12].

Ексшриментальн! доел! дао ни я поперечного поля проводились у залежност! в!д таких параметр!в: кpиcтaлoгpaфtчнoï opi-ентац!ï. 1втевсивност1 G та тривалост! 1мдульсз св!тла (дов-кина хвил! 1.06 мкм, tj= 20, 40 не). Поперечна пола з ростом

1нтенсивност1 св1тла дв!ч1 зм1юовало знак при G s 4 •IO24 та IO28 кв/см2 -с. П1сля neptuoï зм!ни знаку влвктртнв пола Ех

росло пропорШйно G1'5*1'7, а п!сля jipyroï Ех зростало по п ^-т

закону G . Зб1льшення тривалост! ¡мпульса св!тла вело до зеуву точок iHBepcîï на згадан!й залежност1 у б1к б1льшкх 1нтенсивностей. Поперечна поле нестационарного фотомагн!тно-го ефекту. що вим!рювався паралельно у цьому д1апазон! in-тенсивностея св1тла, практично не зм!кювзлось.

На основ! обчислень, навадених у другому параграф! цього розд!лу, показано, що при неоднор!диому роз!гр1в! кристэлу збудауючим cbîtjîûm у приповархневому сэр; виникэс вэризонна структура, утворенз тврм}чною зм!нок скрини заборонено! зоки

< (

Е9> У таких нап!впров!аниках, як Се,31,СаАз, вона зменшуеть-ся з ростом температуря кристзл!чно! гратки. Виникнення ва-р1зонного поля обумовя.-ое б!полярний дрейф нер!вноважних во-сНв до осв1тловзно1 по верхи! та збагачення иш пршоверх-невого шару кристалу. Зм!на напрямку потоку нер!вяоважних посПв у межах ан!зотропного шару (ан!зотроп!ю елекгропро-в!дност1, як 1 ран! ню створкють термопружн! зусилля), веда до !нворс! ? знаку пошречного поля та виникнення тер*опруж-но-дрейфового ПФЕ. По м!р! зростання 1нтенсивност! св!тла, а значить 1 концентрацП нер!вноважних иосНв струму п!двицу-'сться внутр!шн!й тиск I¡лазми (тиск Ферм1). Якщо внутр!шн!й тиск перевшитъ ефективн! стискаш1 зусилля, пов'язан! у нашему виладку !з зм1но:о величики заборонено* зони, то пот!к нер!вноважних носИв зм!нить св!й напрямок, з фотоерс -знак. Таким чином, .в умовах екстремалыгах 1нтеисивностей св!тла експершенталыю спостер!гаеться ПФЕ, обумовлений да-фуз!ею звирода!ло5( електрои-д!рково1 плазми <фототор;допруж-на-дифуз1аний ефекг).

У четвертому роздШ розглянут! особливост! фото!.1агн1тяо-го офокту у кристалах арсен!ду гал!я при великих !нтенсш-ностях збудауючого св1тла ИЗ). В 1зотрога1а нап!впровздни--ков!а пластин! з одпаховою тривал!стю життя олеотрои!в та д1рок пошрвчне поло фотомагн!тного ефекту лШано зростае по м!р! п!двит©ння !птонсивност! збудауючого св!тла (св!тло вважаеться сильнопоглинаючим) при пор!вняно мэлкх {цтенскв-иостях ! досягас насичоння при великих, коли фотоггров{дн!сть значна поровишуе р!виовакну пров!да!сть :иастини. Теорэтачн! досл1ц>тоннп показують, да у ц!й облает!, залвжно в!д меха-н1зм!в рзксмб1нацП та розс!ювзшт нер1виоважнкх носПв. можлгаю сгюстер!гзти логарифм!чния або ступ!нниа р!ст по марочного поля фотомэгн1тного офокту з ростом 1ктонсивност1 збудауючого св1тла. Л!шйна з пасичениям залежи1сть Ех<0) спостор1галась нами при досл1дканн! фотомагн1тисго ефекту у !золюючих кристалах арсвн1ду г алIя при С < Ю^кв/см2 -с (довжина хвил! св!тла 0,53 мкм). Алв при б!льшю; Пггонсив-ностях св!тла поперечно ас. в зиеншувалось з ростом С ! при С

> 2 -10^ кв/см2 -с поле зм!нювало знак, Досл1давшда причин 1нверс!¥ знаку поперечного поля, а також розгляду методики визначення рекомб1нац!гниг параметр!в з допомогою фотомаг-в!тного ефекту в умовах 1мпульсного осв!тлення присвячения дай розд!л дисертац!*.

Обчислення величини поперечного поля фотомагн!тного ефекту проведан! у наближенн! двозонно! модел! Кеяна з ураху-ванням непарабол!чност! зони пров!двост!. Показано, що при великих 1нтенсивностях св!тла поряд з дифуз!йними струмами нер!вноважних носИв виникаклъ термоструми, пов'язан! з не-однор!дним роз!гр!вом кристал!чно¥ гратки збуджуючим випро-м!нюванням. 3 ростом !нтенсивност! св!тла внесок термостру-м!в стае головним, що веде до !нверс!1 знаку поперечного поля, тобто при великих !нтенсивностях св!тла у кристалах ар-сен!ду гал!я дом!нус поперечний термомагн!тний ефект Нернс-тз-Етт1нгсгаузена. При цьому зм1на знаку поперечного поля обумовлена двома факторами: терм!чыою зм!ною ширини заборонено* зони та непарабол!чн!стю зони пров!дност1.

У п'ятому роздШ проведен! досл!дазння впливу складно* механ!чно¥ деформзц!* (однооснв розтягування чи стискання в умовах чистого вигину) на особливост! спектральних характеристик пошречвого ефекту Дембера у кристалах герман !ю [141. Такого роду деформац!я нааб1льш поширена 1 неминуче виникае у нап!впров!дникових пл!вках, канесених на п!дкладинку, як у в!дсутност! зовн!шн1х д!я, так ! при лаз8рн!а обробц!, системах окисел-нап!впров!дник, МДН структурах тоцо.

Проведан! досл!джання спектрально!' характеристики ПФЕ у пластинах з неоднор!даим розп'од1лом параметру зи!зотрот! по И товщин! у заланшост! в!д таких параметр!в: довжини дифу-з1яяого зм!ш0ння нер!вноважних носив струму, швидкостеа поворхнево! рекомб!вац!1 на осв!тлюван!й та тилов!к сторонах пластини, П товщини. Встановлено, що спектрэльн! характеристики поперечного ефекту Дэмбера в умовах неодаор!дао! даформацИ !стотно в!др1зняються в!д аналог!чних характеристик фотомагв!тного ефекту 1 поперечного ефекту Дембера в од-нор!дно ан1зотропних пластинзх. Тзк, зокрема, при р!вних

швидкостях поверхнево* рекомб!нац1* на осв!тлюван!й та тило-в1й гранях пластини у певному спектральному д1апазон1 посл!-довне осв1тлэння пластини з двох протилежних стор!н не веда до зм!ни знаку поперечно* ере, тод! як у вяпадку одаор!дно ан!зотропного нэп!впров!дника знак ефекту завжди зм!тоеться на протилежниа.

Отриман! у перш!й частил! робота результата дозволяють у кожному конкретному випадку оц!нити для наперед заданих зна-чень 1нтзпсивност!, довжини хвил! та тривалост! !мпульсу збуджуючого св!тла просторов! розпод!ли та значепня концен-трац!* нер!вяоважних носИв заряду, темгоратури кристал!чно* гратки та нехаШчних наружонь, що виникапть у нап!впров!дни-1совому кристал! п!д час його обробки лазером, а також прияняти до уваги можливия вплив наведено* ан!зотроп!* електропров!диост! на результата досл!дкепь св!тлонаведзних процес!в !ншими методами.

Друга частила дисертац!* присвячена досл1дженню особли-востез поперечного переносу у нап!впров!дникових кристалах кремн!ю з ан!зотроп!ею електропров!дност!, яка обумовлена пружною деформац!ею, та розробц! на *х основ! чутливих еле-мент1в !нтегральних перетворювзч!в махан!чних параметр!в. В!дом! таги чутливих елемент!в !нтегральних п'сзорезистивних шретворювач1в можна под!лити на дв! групи, що базукггься на "монополярних" та "б!полярних" ефектах, тобто формуюпгься виключно на основних нос!ях заряду та на основних 1 неосиов-пих нос!ях в!дпов!дно. До першо* групи можливо в!дяести кон-струкц!* чутливих елеие1гг!в, що розглянут! у першому розд!л! ц!б* частини.

У першому розд!л! викладеп! результата теоретичного та експериментального вивчення шрерозпод1лу електричпого по-тенШалу у перв!сно !зотропн!й нап!впров!дников!а пластан! з к!льцэвими електродзми в умовах ан!зотропИ електропров!д-ност!, наведано* однор!дною И5] та неодвор!дною (16) одно-оенши деформац!ями. К!льшв! електроди утворотъ ом!чний контакт з матер!алом пластини. Характерной особлив!стю !н-тегрзльних перетворювач!в з чутливим елементом такого типу с

те, що для нього не е необх1даою електрична !золяц!я в!д матер! алу мембрани з допомогою р-п-переходу. Тому так! пере-творювач! можуть бути використан! в умовах п!двишэнно! тем-пзратури та р!вяя рад!ац!!, пор!вняно з в!домими.

У в!дсутност! механ!чно! дзформац!! екв!потенц!альн! л!-н!5С у пластин! тако! геометр!)! маюггь вигляд концентричних к!л з логарифм!чно» залажн!стю величини потенц!алу в!д модулю рзд!уса-векторэ. У ан!зотропному випадку (при накладанн! деформуючих зусиль), коли ан!зотроп!я однор!дна по площин! к!льця, вони будуть мата вигляд вл!пс!в, витягнутих у на-прямку максимального значения електропров!даост!. Таким чином у !зотропному випадку р!зниця потенц!ал!в м1ж точками, що розм!шэн! на заданому концентричному кол! рад!усом К, буде в!дсутнп, але в умовах механ!чно! деформацП вона з*я-виться. На основ! теоретичного розгляду встановлена Л за-лежн!сть в!д кристалогаф!чно! ор1ентац11 пластики, рад!ус!в зовн!шнього ¡^ та внутр1шнього елвктрод1в, полояоння точек на площин! к!льця. Показано, що при 1ншкх р!вних умовах максимальна р!знидя датенц!ал!в буде виникати м1ж тими дар-в!сно екв!потенц!альншш точками, як! лежать на напрямках головних компонент тензора елвктропров!дност!. Огтшмальн! сп!вв!дноив!шя и^/т^ 1 дор!внкжлъ 0.2 та 0.5 в!дпов!д-но.

Для окспаркмонтально? торев!рки розультат!в обчислэнь мота да ки Пггегрально! технолог!К були виготовлон! датчики тис-ку на основ! стандарта« пластш кромн!ю п-типу. Чутливий олзконт фориувався у приповорхновому р-шар! пластини ! був розм!ш0ниа у цзнтр! проф1льовано! з двома (короткими остр!в-цялш момбрани, яка трансформувала р!вном!рыо розпод!лена по говорхи! пазаятажзпня у одноосну дофорчац!» 11 центрально! частши. Отриман! на цих структурах результата з тонн!сто до окешриконтально! похибки узгодаувались з таоротичними.

У другому параграф! цього розд!лу розглянуто випадок не-одаор!дао! (л!в1йноХ) зм!ни кехан1чноХ деформацП вздовх: пластини та пов'язано! з нею ан1зотроп1! влвктропров1дност!. Такого роду дэформац!п виникаг. у ираф!льован!с мембран! з

жорстким центром при р!вном1рному навэнтаженн! поверхн!. 1н-терес до тако 1 конструкцП мембрани викликаниа можлив!стю виготовлення на И основ! датчик!в тиску з п!двищенною л!-н!йн!стю вавантажувальних характеристик.

Особлив!стю випадку неоднор!дного (л!н!йного) розпод!лу механ!чно!! доформац!I е нетрив!альний вигляд екв!потенц!аль-них л!н!я, що маетъ конф!гурац!ю поворотао1 симетр!* 3 порядку. Зокрема, максимальна р!зниця потонц!зл!в буде виника-ти м1ж тими перв!сно екв!потенц!альними точками, що лежать п!д кутом л/3 по в!дношенню до головних нзпрямк1в тензора електропров!дност!. Оптамальн! сп!вв!дношепня Я^Л^ 1 И/!^ лор!внюкггь 0.5 та 0.75 в!дпов!дно. Р!зниця м!ж эналог!чними величинами для однорШюго випадку обумовлена тим, що в умо-вах неоднор!дного параметру ан!зотроп!1 неефективною (з точки зору зм1ш потетПалу) с центральна частина к!лы»во! структури, де ан!зотроп1'1 електропров!дност! майже немае. Важливим с те, то для дано! конструкцН чутливого елэменту датчика тиску знааден! так! оптамальн! положения для розм1-щення вих!дних електрод!в, при яких вона нечутлива до одно-р!дно! деформацИ, що може виникати при складанн! та корпу-суванн! датчик!в.

Перетворювач!, що базукггься на монополярних ефектах, ма-оть вгаШпот сигнал порядку декглькох дасятк!в м!л!вольт, у той ш час р!вень вх!дних сигнал!в сер!йних зналогоцифрових перэтворювзч!в досягае дзк!лькох вольт. У зв'язку з дам по-шук приндоШв розробки гарв!сних перетворювач!в з п!двиданим до к!лькох вольт вих!дним сигналом вбэчаеться головним у р!-шенп! задач спрощення та п!двищвння над!йност! в!дпов!дних систем контролю та вим!рювання.

Усп1шне р!шоння згадано! проблеми можливо досягти на основ! датчик!в, принцип дП яких базуеться на особливостях б!полярного переносу носПв струму у ан!зотропних нап!впро-в1дниках. Огшс розультат1в дссл!дження таких прилад1в наведении у двох наступних розд!лах дисертацП.

У другому розд!л! викладеп! комплвксн! теоретичн! та екс-перимоитальн! результата досл!дження перерозпод!лу конизнт-

рацП !нжектованих носПв струму у дарв!сно 1зотрошу нашв-пров!даикову пластину з к!льцэвими електродами в умовах II механ!чно1 деформац! I, що веда до утвороння ан!эотроп!! електропров!дност![17]. Нер!вноважн! нос 11 1 ннсктуглъся внутр1ш1пм к!льцэвим електродом (ем!тером), а зовн!шн!в елактрод утворюе ом!чний контакт з матер!алом пластини.

Теорзтичвий анал!з проведений у наступних наближеннях: кваз!нейтральност!, малого р1вня !ншекц!*, в!дсутност! ан1-зотропИ елБ1сгроправ!днаст! основних ноет струму, малих дэформац!й, коли параметр ан!зотропН значно меншиа одгашц!. Показано, що перв!сний розпод!л коншнтрац!I нер1вноважних нос!!в струму по плошин! пластини у них умовах мае рад:альну симетр!ю, яка порушуеться при появ! ан!зотроп!1 влектропро-в!даост!, При однор!да1й деформацП пластини л!н!! одааково! концентрац!! приамаклъ вигляд ел1пс!в, витягнутих у напрямку максимально! рухливост! нер!вноважних носИв струму. Таким чином, яюао на кол! павного рад!усу у межах пластини розм!с-тити точков! колекторн! р-п-переходи, що ресструкггь при 1х вклшепн! у зворотному напрямку концоптрац1ю нер!вяозамних носНв, то у в1дсутност! деформацП струки колакгор1в будуть одааковими 1 р1зпицовии сигнал, яких можна зията з каванта-кувальних опор!в у колах колектор!в, при р!вша !ниих умовах буда дор1в1швата пул». При доформац!!, що утворюе ан!зотро~ п!ю елоктропров!даост!, буда виникати зм!на колеоторних струм1в, пропорц1йна зн!н! конврнтрацН нер1вповажнкх нос Ив поблизу 1Солактор1в, а да означав, що на навантажувзлышх опорах з»явиться р!зницэвий сигнал.

Обчислэикя зм1ки кокирнтрацП кор!вноважних носПв в умовах наведано* зн!зотропП електропровШюст! проведан! у за-лоншост! в!д таких параметр!в: кристалограф!чно! ор1ентац!1! пластшш, доккини б!полярно* дмфуз1 X нер!внова!шшх нос! гв 1, р1зниц! елогстричних потевд1ал!в на к!льцэвих елоктродах, зиачешш параметру аШзотроп!! "а", геЪмотричних розм!р!в пластшш. Так, зокрама, найб!лыаа в!дноснэ зм!ва кондонтра-цИ 1шр!шовзших нос!*в при иахан!чн!й доформащ! буда мати и!сш м1ж точками па пластин!, що розташован! на напрямках

головних ксмпоненПв тензора електропров!дност! та в!дстан! (9-10)1. в!д !нжектуючого електроду. Величина максимально* в!дяосно* зм!ни коншнтрац!'1 нер!вноважних нос!*в для параметру ан!зотроп!* а = 0.1 та р!зниц! потенц!ал!в на електро-дах (2-3) В може досягати 20-25?.

Експериментальна перев!ркэ результат!в згаданих вида роз-рахунк!в була проведена на датчиках тиску, що виготоалялися методами !нтегрально* нап!впров!дниково* технолог!*. Залеж-н!сть струм!в колекторних переход!в в!д тиску як!сно ! к!ль-к!сно узгодаувэлись з результатами теоретичних обчислень, В1дносна зн1на колекторних струм!в при каваотаженн! мембрани досягала 20%. При цьому ргвень вих!дного сигналу чутливого елементу, якия можна назвати тензотранзистором з рад!ально симетричним розпод!лом електричпого поля у баз!, був близь-ким до 300 мВ (при напруз! живлення 3 В).-

У третьому розд!л! наведен! результата комплексних дос-л!джень кремшяових тензоперетворювач!в, чутливим елементом яких с б1полярн1 двоколекторн! р-п-р та п-р-п тензотранзис-тори з прискорюотим електричним полем у баз! (18-201. М!рою зовшшнъо* механгчно* дП у такта перетворювачах е величина розбалансу колекторних струг«в, яка у р-п-р тензотранзистор! обумовлбна ефектом поперечного в!дхилення неосновних нос!*в заряду (д!рок), !нжектованих ем!тером ! дреафуючих у повз-довжньому електричному пол! бази. В!дхилення електрон-д!рко-вих пар до одного з колекторгв, цо виникас при деформад!* бази, обумовлено т!льки величинами недгагональних компонен-т!в тензора рухливост! д!рок, оск!льки для досл^даено* конструкт* тензоперетворювача аналоПчн! компонента тензора рухливост! електрон!в практично дор!внюють нулю. У з&'язку з цим у р-п-р тензотранзистор! прискорююче поло у баз! не зм!-нюс свого напрямку п!д д!сю зовнхшпх механ!чних вапружань, так но ефект поперечного в!дхилення д!рск е единим вкзначав-чим роботу приладу у ц!лому.

Як1сно 1шла сетуашя виникзе у конструктивно аналог!чнску шретворгаач! на основ! двоколекторного п-р-п тензотранзис-тора. У цьсму випадку п!д д!ею зовн!ш!х мехап!чних напру-

жонь дрейф основних носПв <д!рок) у баз! веде до появи поперечно! складово! до прискоршчого електричного поля. У цих умовах також виникае ефект в!дхилення !нжектованих неоснов-них носП'в (електрон!в) до одного з колектор1в, ала да в!д-хилэння обумовлано не ан!зотроп!ею електронно! рухливост!, а згаданою вице поперечною компонентою прискорюючого електричного поля. Кр!м цього, наведена деформац!ею пошречна р!зни-ця потонц!ал!в у баз! може значно модулювати ефективн!сть локально! !нжекц!! електрон!в протяжним ем!терним п-р-шре-ходом.

У перш!а частан! цього розд!лу наведан! результата теорэ-тичних та ексшрименталышх досл!джень тбнзодаретворювача з чутливим елементом на основ! р-п-р тензотранзистора. Тензо-транзистор розм!щувався на планарн1й сторон! проф!льовано! момбрани з двоиа прямокутними остр!вцями 1 був виготовлений методами стандартно! !нтегрально! технолог!! на еп!такс1йно-му шар! п-типу пров!даост!.

Тензотранзистор включае в себе: р+-п-ем!тер, розм!щэний у межах базово! облает!, два ом!чн! контакта у вигляд! смут п+-п тип!в пров{дност!, розташованих на краях базово! облас-т!, два симотричн! по в1дношешю до ем!тера колекторн! перехода.

Теоротичний анал!з робота тензотранзистора проведаний у наближеннях малого р!вня 1нжекцП та слзбих деформац1й, коли параметр ан!зотроп1! пров!дност! значно моншиа одющц!.

Обчислювзлися так! параметра, як розпод!л густини струму вздовж колектор!в та II зм!на при наявност! даформацП, заложи 1сть колекторних сгрум!в в!д в!дстан1 м!ж колекторами, довжини дафуз!! нар!вноважних нос!!в струму, швидкост! по-верхнево! рекомб1нац!1 на планарн1й поверхн! бази, значения тягнучого електричного поля у баз1. в!дстан1 м1ж колекторами 1 ек!терок та !нше. Ц! характеристики дозволять оптим1зува-ти тополоПю тензотранзистора. розм!ри вого елемент1в та ви-брзти рэжш робота.

Результат;! експеримонталышх досл!дкекь у ц!лому узгодку-вались з обчислэнжи даними. Розб!жност! Сули обумоажш! по-

хиЗками технолог!чного характеру, такими як асиметр!я розм!-щэння ем!тера по в!дношенню до колектор!в тощо. Розб1жн1сть м!ж обчислено» та експериментальною залежностями чутливост! 5& в!д тягнучого поля Е^ (зПдно з теор!ею вона повинна монотонно зросггати з ростом Ех, ало на експаримант! при Ех близышх до 600 В/см величина Б. досягала насичення, а пот!м

а

трохи зменшувалась) пов'язана з польовим роз!гр!вом яос!Уп струму, що ведэ до пад!ння величини параметра ан1зотропИ. Р!вень ном!нального вих!дного сигналу у експериметальних датчиках тисху досягав 3 В при напруз! живлення 10 В.

У друг1а частин1 третього розд!лу проведения анал!з робота двоколекторного п-р-п тензотранзистора. Основна увага прид!лена пор1вняльному впливу двох вфект!в (поперечного в!дхилення 1 модуляц!* !нжекцН неосновних носПв заряду) на основн! характеристики тензотранзистора.'

У наближеннях малого р!вня 1нжекцН та слабих дэформац!а були обчислен! розпод!ли електричного поля 1211 та концентрат К нер!вноважних носПв у баз! тензотранзистора, струми колектор!в та *х зм!на при наявност! механ!чно! деформацН, залежн1сть в!дпоснох зм!ни колекторних струм!в при деформа-цП бази в!д довжини ем!тера, залежност! в!дносних зм!н колекторних струм!в в!д величин деформацП та електричного поля у баз!. ОбчисланI характеристики у кожному конкретному випадку дозволять оптим!зувати геометричн! розм!ри базово* облает!, положения ем!тера та його довжину. Показано, до для протяжного ем!терного п-р-пэрвходу як абсолютна чутлив!сть, так 1 ефекгивн!сть перетворення тензотранзистора обумовлен! ефекгом модуляцП локально! 1нжекцП ем!тера. Цей ефекг значно горевицуе ефект поперечного в!дхилвння нер!вноважних носПв у наведеному деформац1ею поперечному пол! бази.

У четвертому роздШ детально розглянутия вплив внутр1ш-них механ!чних напружень, цо можуть виникати три складанн! та корпусуванн! !нтегральних пэретаорювач!в тиску, на значения та темшратурну заложи 1 сть 1'х чутливост! 122-25).

У третьоиу параграф! цього розд!лу описана ориЛнальна конструкц!я ¡нтогрзлького поретворквлчз126] для вим!рсвання

малих тиск!в на основ! ефекту тэнзоерс та наведан! результата Н ексдариментального досл!даання. Виготовлан! на основ! ц1е! конструкцП 1нтвгрзльн1 датчики таску кають п!двищзну л!н!ан!сть наЕантажувально!г характеристики та хзрактеризу-ються зменшешм' вшивом, пор1вкяно з в1домими, "паразитно*" одаор1дао'1 пружно* деформацП, що можо виникати при виготов-ланн! перетвортача, на г ого "нульовия" сигнал (у в!дсутнос-т! тиску) та чутлив!сть.

У додатку представлен! результата досл!даень чутливих мо-дул!в нап!впров1дникових м!крофон!в, створених методами 1н-тегрально! м!кроалвкгронно'1 технологи на основ! кремн!ю С 27]. У якост1 базового принципу побудови чутливого модуля (капсуля) був обраниа елактростатачний метод паратворення акустичного сигналу в електричний. У розд!л! наведана методика обчислень основних характеристик капсул!в м!крофона та експариментальн! результата ix досл!даень.

ОСНОВН1 РЕЗУЛЬТАТИ ТА БИСНОВКИ

I. Розвинут! фотовольтаХчн! методики дос.л!дження процэс1в рекомб!нацН та переносу нвр1вноважних нос!1в струму у пршовархневих шарах нап!впров!даикових кристал1в кубхчно! сикатрП в умовах лазерного збудаення !мпульсами сильно пог-линаючого св!тла наносекундао! тривалост!. Встановлано, с;о в м!ру зб!льшення !нтонсивност! св!тла у кристалах герман!ю посл!довно спостер1гакггься так! тши поперечних фотовольта-Ичних ефеетЧв (ПФЕ): к1вдолинно-дифуз!йниа, фототермопружно-дифуз!ания, термопружно-дрейфовиа I при акстремальних 1нтен-сивностях збудауючого св!тла (»Ю^кв/см2 -с) мониива поява фототермопружно-дифуз!Еного ПФЕ. У кристалах кремн!ю у тому к д!апазон! пггансишгастай св!тла дом!нуе дафуз!ино-м!ждо-линниа ПФЕ. При внесонн! кристал!в крзмн!ю, герман!ю, арсе-н!ду гал!я у магн!тне поле у широкому д!апазон! 1нтансивнос-тел св!тла спостер1гаеться фотомагн!ткиа ефекг К1ко!на-Нос-коза, а у кристалах арсон!ду гал!я при !нтансивностях св!тла блкзьких до Ю^кв/см2 -с, виникае попзречшш Т9ркомагя1тниа

ефзкт Нарнста-Етт!нгсгаузана.

2. Розроблена методика вим!рювання та на II основ! визна-чен! релаксац!йн! м!вдолинн! парамвтри електрон!в (час м!ж-долинно! релаксацП та шввдк!сть цього процесу на поверхн!) у кристалах герман!ю та кремн!ю при к!мнатн!я температур!.

3. Досл!джено вплив неоднор!дного роз!гр!ву кристал!чно! гратки на процеси переносу нер!вноважних носНв струму у на-п!впров!даиковому кристал! при його лазерн!ь обробц!. Вияв-лениа ефект локал!зац!1 нор!вноважно! електрон-д!рково! плазми у приловерхневому шар! кристалу, обумовлания наведэ-ним теплом вар!зопним полем. Вар!зонне пола виникае !з-за зм!ни ширини заборонено! зони нап!впров1дникэ як результат 2ого неоднор!даого нагрхву збудауючим випром!вюванням. Ут-ворення варизонного поля можэ внести значн! зм!ни як у гли-бину прогр!ву кристалу при аого лазврн!й'обробд1, так 1 обу-мовиги р!зко немонотонну залежн!сть температуря приповерхне-вого шару в!д !нтенсивност! збудауючого св!тла. Встановлзно, що у цьому випадку, окр!м прямого нагр!ву випром!нюванням, !стотниа внесок у роз!гр!вання поверхневого шару буде вноси-ти рекомб!над!япе тепловвд!лення, яке визначаеггься просторо-вою локал!зац!ею електрон-д1рково1 плазми.

4. Детально дсслхджон! характаристики поперечного ефекту Дембера у нап!впров!дникових пластинах з складною просторо-во» залеяш1стю параметру ан!зотроп!1. Показано, що у цьому випадку спектральн! характеристики ефокту мають петрив!аль-ниа характер 1 принципово в!др!зняються в!д аналоПчних за-лежностеа для нап!впров!дника з однор!дною ан!зотроп!сю електропров!дност!.

5. Докладно (теоретично та експериментально) доел!дан! ефекта перерозпод!лу електричного потенц1злу та концэнтрацП нер!вноважних носИв заряду у пружно деформованих планарних структурах на основ! кремн!ю з монополярною та б!полярною пров!диостями в!дпов!дво. Знаадан! кеобх!дн! сп!вв1даоовння для розробки на основ! шх ефокт!в чутливих елзмент!в датчике тиску.

6. Теорэтично та ексгариментально досл!да»нкй ефект пого-

речного в!дхилу дреяфуючо! електрон-д!рково1 плазми у !нжак-ц1ёних крэмн!евих структурах, Шдцаних направлен1й пружн!й двформац!i.

7. Розроблена конструкц!я, виготовлен! макэтн! зрззки та досл!даен! основа! характеристики багатоколекгорних тензо-транзистор!в з одаорШшм та неоднор!дним (рад!ально симе-тричним) просторовими розпод!лами електричного поля у баз!, на основ! теоретичного розрахунку оптим!зовзн1 ix параметри.

Основн! результата дисертацН викладен! у таких роботах:

1.Бойко И.И., Жадько И.П., Козловский С.И., Линник Л.Ф., Романов В.А. Поперечные фотозольтаические эффекты в германии и кремнии при импульсном лазерном возбуждении //ФТП. -1982. -Т.1в, выпЛО.-C.I803-I809.

2.Козловский С.И., Линник Л.Ф. Поперечный фотовольтаи-ческий эффект, обусловленный меадолинным диффузионным таре-эаселенивм в германии при лазерном освошрнии //УФЖ.-1В84. -Т.29, вып.2. -С.281-265.

3.Козловский С.й., Моин М.Д. Поперечная фотоздс, обусловленная междолшшым шрезаселением в кремнии при лазерном возбуждении //ФТП. -1988.-т.20. вып.5. -С.806-810.

4.Козловский С.И. Междолшшыа релаксационные параметры о германии при ЗООК //ФТП. -1987.-т.21, вып.7. -C.I322-I324.

5.Бойко И.И., Козловский С.И. Фотовольтаическта эффект, возникающий при нагреве полупроводаика мощным электромагнитным излучением. I Стационарный эффект //УФИ.-1981. -т.28, выпЛО. -С. 1960-1968.

в.Бойко И.И., Козловский С.И. Фотовольтаический эффект, возникающий при нагреве полупроводника мошдым электромагнитным излучением. II Нестационарный эффект //УФЖ. -1881. -т.26, вып.11.-С.1844-1&48.

7.Козловский С.И., Бойко И.И., Линник Л.Ф. Фотовольтзи-чаский эффект, возникавдий при нагрева полупроводаика мощным злзкгромагнетным излучением. III Экспериментальное обнаружь икэ эффекта.//УФШ.-1982.-т.27,вып.4.-С.560-564.

8.Бойко И.И., Козловский С.И. Поперечная фотоздс в полу-

проводниках, возникающая при импульсном нагреве кристаллов световым потоком //В сб.: Использование солнца и других источников лучистой энергии в материаловедении. Киев: Наукова думка.- 1983, С.213-219.

Э.Козловский С.И. Поперечный фотовольтаический эффект в кристаллах германия при субнаносекундном лазерном возбувде-нии //УФШ.-1990.-т.35, вып.З.-С.395-399.

Ю.Козловский С.И., Моин М.Д. Поперечный фотовольтаический эффзкт, возникающий при лазерном возбуждении германия вследствие термического изменения ширины запрещенной зоны полупроводника //ФГП. -1984. -т.18, вып.10. -С.1772- 1777.

11.Козловский С.И., Моин М.Д. Поперечная фотоэдс, возникающая в германии при экстремальных уровнях лазерного возбуждения //ФТП.-1985. -т.19, вып.5. -С.864-868.

12.Козловский С.И. Диффузионное растекание неравновесной электрон-дырочной плазмы при лазерном отжиге //Квантовая электроника. Киев: Наукова думка. -1986. -вып.31.-С.53-57.

13.Дубров И.Н.. Козловский С.И., Коростыкевския Ю.М., Моин М.Д. Фотомагнитный эффект в кристаллах изолирующего арсе-нила галлия при лазерном возбуждении //ФТП. -1990. -т.24, ЕЫП.4.-С.763-766.

14.йадько и.П., Козловский С.И., Романов В.А. Поперечный эффект Дзмбера в полупроводниках с неоднородной анизотропией злектропроводности//ФТП.-1986. -т.20, вып.1. -С.40-43.

15.Гузь В.Н., Жадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А. Перераспределение электрического потенциала в искусственно анизотропной (по электропроводности) полупроводниковой пластине с кольцевыми электродами //ФТП. -1990. -т.24, вып.З.-С.409-412.

16.Жадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А. Перераспределение потенциала в полупроводниковой пластине с искусственно наведенной неоднородной анизотропией электропроводности // ЖТФ.-1994. -Т.64, вып.7. -С.185-187.

17.Бабичев Г.Г., Гузь В.Н., Йадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А. Перераспределение концентрации инжектированных носителей заряда в искусственно анизотропной полупроводнике-

всг пластине с кольцевыми электродами //ФТП.-1992. -т.26, вып.10.-С.1723-1727.

18.Бабич"ев Г.Г., Гузь В.Н., Жадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А. Исследованда биполярного двухколлекторного тензотранзистора с ускоряющим электрическим полем в базе //ФТП. -1992.-Т.28, ВШ.7. -С.1244-1250.

19.Козловский С.И. Исследование двухколлекторного п-р-п тензотранзистора с ускоряющим электрическим полем в базе // ФТП.-1995.-Т.29, вып.10,-0.1783-1789.

20.А.с. I78333I СССР, МНИ С Ol L 9/04. Интегральный преобразователь давления /Бабичев Г.Г., Гузь В.И., Жадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А.- 1992.

21.Бойко И.И., Жадько И.П., Козловский С.И., Романов В.А. Оптимизация параметров чувствительного элемента на основе эффекта поперечной тензоэдс в кремниевых преобразователях давления //Огггоэлектроника и полупроводниковая техника.Киев: Наукова думка. -1993, вып.27. -С.42-49.

22.Бабичев Г.Г., Жадько И.П., Козловский С.И., Кучерук

A.Д., Романов В.А. Влияние условий корлусировэния интегральных преобразователей на величину и температурную зависимость тензочувствителыюсти //ЙТФ.-1994. -т.64, вып.9. -С.84-89.

23.Иадько И.П.,Козловскиа С.И..Кучерук А.Д., Романов В.А. Размерные необратимые эффекты в электропроводности и маг-шггопроводности n-Si//yffli(.-1988. -т.33, вып.11,-С.1731 -1735.

24.А.с. I549415 СССР, МКИ Н 01 L 23/00. Способ соединения деталей полупроводников или полупроводников и металлов /Бабичев Г.Г., Кармадонов Н.К., Козловский С.И., Романов

B.А., Святогор Л.В., Стадник A.B.-1989.

25.А.с. 1738043 СССР. МКИ Н Ol L 23/00. Способ соединения деталей полупроводников или полупроводников и металлов /Бабичев Г.Г., Козловский С.И., Романов В.А. - 1990.

26. Интегральный преобразователь давления /Бабичев Г.Г., Гузь В.Н., Жадько И.П., Зайцев В.А., Козловский С.И., Романов В.А. Полон;, рош. по заявке N 5004549 от 3I.0I.S2 г.

27.А.с. 1474869 СССР, МКИ II 04 R 19/04. Капсюль конденсаторного шкофона/Бабичев Г.Г. .Еадусонко Н.П. .Верхацкга Ю.П.,

Шадысо И.П., Козловский С.И., Романов В.А.„ Шаповалов В.П. -1888.

ВДТОВАНА Л1ТЕРАТУРА

ЦТ.Алмазов Л.А., Григорьев Н.Н. Междоликное пэрезасэлэяда в полупроводниках при биполярной диффузии // УФа. -1977. -Т.22, вып. 12.-С.2047-2048.

02.Алмазов Л.А.. Григорьев Н.Н. Междолиннов перезаселвниа носителей и поперечная фотоэдс в полупроводниках // Ф1П. -1978, -т.12,вып.10.-С.1996-2003.

ABSTRACT

Kozlovsltii S.I. Peculiarities of charged carrier transport in semiconductor crystals of cubic symmetry with Induced conductivity anlsotropy.

Thesis on adjudge research degree of. doctor of physical and mathematical sciences on specialty 01.04.10 Semiconductor and Dielectric Physic3. Institute of Semiconductor Physics National Academy of Sciences of Ukraine, Kijiv, 1995.

Dissertation includes 22 scientific works and 5 author's certificates. Results of an investigation of the transverse transport in the semiconductor crystals of cubic symmetry under the external directed perturbations are represented. There are strong absorbed 1азег pulse excitation, magnetic field, uniaxial 3train among these perturbations. A thesis is divided into the two parts. The first one is devoted to the complex (theoretical and experimental) investigations of the transverse photovoltaic effects (the TPI) in the semiconductor crystals of the cubic symmetry under the excitation by a nanosecond laser pulse. It has been shown that in the germsniua plate cut at an acute engle relative to the principal crystallographic directions with increasing the light intensity the following types of the TPI are consecutively observed: diffusive intervalley, diffusive photothercoe1азtic, drifty photothermoela3tic end in a liait of the strong excitation, it is possible to observe the diffusive photothercoelastic TPI again. In similarly

crystal lographic oriented silicon plates the diffusive intervalley TPI dominates in the same range of light intensities. At introduction of plates Si, Go, GaAs in a weak magnetic field in the wide range of the light intensities the Kikoln-Noskov photoelectromagnetic effect dominates and at the extremely large light intensities the transverse thermomagnetic Nernst-Ittingshausen effect Bight be observed. Each of the effects has a specific dependence of the emf from a light intensity and the sign, which permit to distinguish them easily.

The second part of thesis is devoted to a research of the transverse transport of charge carriers in the various structures (including the injecting structures), produced by the methods of integral technology. The optimized designs of new sensitive elements of the integral pressure sensors вге offered. This part Investigations includes the ring structures in the conditions uniform and non-uniform strain, tensotrensistors with the radial symmetry and uniform distributions of an electrical field in the base region.

Резюме

Козловский С.И. Особенности переноса носителей заряда в полупроводниковых кристаллах кубической сингонии с наведзной анизотропией электропроводности.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. Институт физики полупроводников НАН Украины, Киев, 1995.

Защищается 22 научнш работы и 5 авторских свидетельств, которые содеркат теоретические и экспериментальные исследования попа речных кинетических эффектов в полупроводниковых кристаллах кубической сингонии с наведанной анизотропией электропроводности текшими направленными возмущениями. Среди них: сильнопоглощаемов импульсное лазерное излучаниэ, иаппгшоа поде, одноосная упругая деформация. Диссертация состоит из двух частей. В первой части представлены результаты комплексных (теоретических в экстргогевтальных) иссло-

давания поперечных фотовольтаических эффектов в кристаллах кубической сингонии при их возбуждении лазерными импульсами наносекундной длительности. Показано, что в пластинах германия, ориентированных под острым углом к главным кристаллографическим направлениям, по мере увеличения интенсивности света последовательно наблюдаются следующие типы ПФЭ: диф-фузионно-междолинпый, диффузионно-фототермоупругий, дреафо-во-фототермоупругий и, в пределе экстремальных интенсивнос-тей, можно снова наблюдать даффузиошо-фототермоупругий ПФЭ. В аналогично ориентированных пластипах кремния в том же диапазоне интенсивностей света доминирует диффузионно-междолинный ПФЭ. При помещении пластин Се, СаАз в слабое магнитное поле в широком диапазоне интенсивностей света доминирует фотомапштный эффект Кикоина-Носкова, а при больших ин-тенсивностях в кристаллах СаАз наблюдается термомагнитный эффект Нернста-Этгингсгаузена. Для каждого из поперечных фо-товольтаических эффектов характерны свои специфические зависимости фотоэдс от интенсивности возбуждающего излучения и свой знак, что позволяет их легко разделять.

Вторая часть диссертации посвящена исследованию поперечного переноса носителей тока в различных (в том числе инжек-ционных) структурах, изготовляемых методами интегральной технологии. На их основе предложены оптимизированные конструкции новых чувствительных элементов интегральных датчиков давления, обладающих рядом преимуществ перед известными. В этой части исследованы кольцевые структуры в условиях однородного и неоднородного деформирования, тензотранзисторы с радиально симметричным и однородным распределениями электрического поля в базе.

Ключов! слова:

нап1впров1дники куб!чно! сингонИ, поперечний перенос, ла-зерне випром1нювання, поперечний фотовольта!чний ефект, ан1-зотроШя електропров1дност1, односна пружна деформац!я, 1н-тегральния перетворювач тиску, тензотранзистор.