7. Мы выбрали исходных образцы исходных образцы разных удельных сопротивление, выращивание методом Чохралский и Безтигельной зонной плавки.
8. Диффузия S, Se и Тe проводилась, используя низкотемпературный способ легирования. Полученных на основе высокотемпературной диффузии, этих примесных атомов должен быть очень маленький коэффициент диффузии и растворимости в кремнии. прямого использования зависимостей D и N от температуры полученных на основе высокотемпературной диффузии невозможно. Так как значение коэффициента диффузии и растворимости примеси при этом получается на 102104 порядка больше, чем ожидаемые значения. В процессе легирования примесными серы, селенам и теллурам имеет место сильная эрозия поверхности кремния. Поэтому нам потребовалось разработать новый способ легирования подобранных примесей в кремний посредством процесса диффузии. Диффузия проводится в несколько этапов с постепенным повышением температуры. При этом температура, время выдержки в каждый определенный этап, регулируются таким образом, что давления паров диффузантов в кварцевой ампуле постепенно увеличивались, но и не превышали 0.5 атм, что позволяет практически полностью исключить эрозию поверхности кремния.
В условиях высокотемпературного диффузионного легирования, практически все элементы переходных образуют силициды атомами кремния. Поэтому можно предполагать, что легирование кремния элементами переходных и элементов VI группы с помощью высокотемпературной диффузии не позволяет получать и бинарные комплексы. В связи с этим нами был предложен новый способ легирования кремния так, называемое низкотемпературное и поэтапное легирование.
9. После диффузии в образцах, которые легировались обычным способом, имела место значительная эрозия поверхности до глубин порядка 180-200 мкм. Как показали экспериментальные результаты, в легированных образцах, полученных по разработанной технологии, практически полностью отсутствует эрозия поверхности кристаллов. Кроме того, в результате исследования электрических свойств кремния, легированных элементами VI группы по разработанной технологии, было выявлено, что в этих образцах концентрация электроактивных атомов S, Se, Te увеличивается почти в 1-1.5 раза, чем в образцах, легированных по обычной технологии при такой же температуре.
10. Диффузия легированные S и марганцем в отдельных ампулах в диапазоне температур Т=1050÷1200˚С (с шагом температуры 50˚С), длительностью 40 минут, чтобы изучить влияние атомов Mn на состояние атомов S в решетке кремния. Эти результаты показывают, что в процессе диффузии марганца при температуре Т=1100˚С получается материал р типа с удельным сопротивлением ρ= (5÷7) Ом·см, то есть образцы приобретают практически свои исходные параметры. Следовательно, введенные примеси серы и марганца теряют электрическую активность. Эти результаты свидетельствуют о том, что формирование электронейтральных комплекс S2(S++Mn--), стимулирует повышение растворимости атомов марганца в кремнии.
11. При азотном температуре в образцах Si и Si четко проявляется фотоответ, связанный с донорными энергетическими уровнями этих примесей в кремнии. в образцах Si не были обнаружены примесные уровни, относящиеся к сере и марганцу. Этот факт подтверждает формирование электронейтральных комплекс S2S++Mn--.
Эти результаты показывают экспериментально установлено образование электронейтральных комплекс между атомами Mn и S, которые возможно приводят к формированию новых бинарных элементарных ячеек в решетке кремния.
13. Si остается стабильно от 1,3 эв, до 2,3 эв, за счет диффузионного легирования марганцем возникает градиент концентрации положительных многозарядных центров, что приводит к формированию электрического поля, отталкивающего дырки от лицевой поверхности (n+-слоя). Это может ослабить поверхностную рекомбинацию.
Эти результаты показывают, что легирование атомами марганца, увеличивает эффективность фотоэлементов в видимой области спектра.
14. Эти график показывают, что для элементов с достаточно глубоким р‑n‑переходом, полученным легированием теллуром, легирование примесными атомами марганца с дальнейшей дополнительной термообработкой ухудшает их основные параметры. Однако изменение параметров зависит от температуры дополнительного термоотжига, что свидетельствует об изменении состояния атомов марганца в процессе термообработки. Эти результаты показывают, что при температуре 650˚C происходит интенсивное образования комплексов теллур-марганец.
15. Диффузия I и II группы образцов легированных в интервале температур T=1100÷1300 ˚C. После диффузии I группы происходит инверсия знака проводимости, т.е. образцы приобретают исходный (p-тип) проводимости, а их удельное сопротивление уменьшается, что и исходные образцы - т.е. p-тип проводимости с ρ=5÷7 Ом·см. T=1175÷1300 ˚C происходит уменьшение концентрации электроактивных атомов марганца и при T=1300˚C их количество становится значительно меньше, чем концентрация исходной примеси бора.
16. После диффузии марганца концентрацию междоузельного оптического активного кислорода в образцах кремния измеряли Фуре спектрометром в области 9 мкм (1106 см-1). Легирование кремния марганцем приводит к уменьшению концентрации оптически активного кислорода. Эти результаты также могут быть объяснены химическим взаимодействием атомов марганца и кислородных оптически активных центров, однако из-за низкой растворимости марганца в кремнии при температуре диффузии эффект воздействия мал.
17. Si Si c делали дополнительный отжиг, после дополнительной термообработки в контрольных образцах, отожжённых в течении более t>5 часов, наблюдается повышение удельного сопротивления, что свидетельствует о генерации термодоноров (кривая 1). В то же время электрические параметры образцов, легированных марганцем, остаются практически без изменений (кривая 2). На основе полученных результатов, мы предлагаем формирования электронейтральных комплекс за счет взаимодействия между атомами марганца и кислорода.
18. Концентрация определялась как разность растворимости атомов Mn в интервале Т=1175÷1300 С Как видно из рисунка концентрация комплексов с ростом температуры диффузии растет и при T=1300˚C достигает N~(3÷4)1016 см-3. Эта концентрация сравнима с растворимостью Mn при этой температуре.
19. Анализируя данные, приведённые в таблице можно указать на наличие чёткой корреляции между температурой наиболее эффективного образования комплексов (Tэфф˚С) с термодинамической энергией Гиббса ( ) соответствующих химических соединений.
Наличие чёткой корреляции между температурой наиболее эффективного комплексообразования с энергией Гиббса соответствующих соединений явно свидетельствует в пользу химической природы комплексов O, S, Se, Te с атомами марганца. Иными словами, в процессе взаимодействия элементов VI группы с примесью марганца в кремнии имеет место образование электронейтральных химически связанных комплексов между центром замещения элементов VI группы с центрами замещения марганца.
20. Рассчитано энергия связи кулоновским сила и уравнения Арриниуса.
1. Расчет кулоновским сила мы поставили ионный радиус между атомами
2. Расчет уравнения Аррениуса мы поставили концентрация бинарных комплексов.
25. Опубликовано 5 статей в журналах, рекомендованных высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан, в том числе 2 из них зарубежных журналах (индексируется в базе данных Scopus).
26. Получено акт внедрения Узэлтехсаноат и АО Фотона.
Do'stlaringiz bilan baham: |