Диффузия, растворимость и электрические свойства

Рис. 1. Концентрационное распределение скандия в кремнии. Т = 1200⁰С. t = 5 час.  --- эксперимент. --- теория.





Рис. 3. Температурная зависимость коэффициента диффузии скандия в кремнии.

Глубина проникновения Sc, Pr и Eu в кремнии, для оценки которой нами использовалась величина 2 , во всем исследованном интервале температур не превышает нескольких микрометров. Поверхностные концентрации Sc, Pr и Eu в кремнии составляют при этом величину  10¹⁸ ÷ 10¹⁹ см^-3.

Как показывает анализ полученных данных, коэффициенты диффузии в зависимости от температуры и энергии активации Sc, Pr и Eu в кремнии располагаются в диапазоне значений, характерных для диффузии типичных элементов III B группы периодической системы, диффундирующих по узлам кристаллической решетки. Сопоставление наших данных по диффузии Sc, Pr и Eu в кремнии с ранними результатами по диффузии других РЗЭ в кремнии, полученными с помощью радиоактивной и др. методик [7,8] показывает, что способ нанесения диффузанта и среда диффузии существенно не влияют на диффузионные параметры РЗЭ в кремнии.
Обнаружено, что Sc, Pr и Eu проявляют, как и другие редкоземельные элементы, исследованные нами, акцепторную природу на поверхности кремния n-типа после диффузионного отжига. Методом эффекта Холла определена подвижность носителей заряда – дырок в диффузионно-легированных Sc, Pr и Eu слоях кремния. Подвижность носителей заряда в диффузионных слоях Si, Si и Si равна ~ 130  260 см²Вс и уменьшается с увеличением концентрации скандия, празеодима и европия в кремнии. По температурной зависимости коэффициента Холла – концентрации носителей заряда, а также методом изотермической релаксации емкости и тока каких-либо глубоких уровней в запрещенной зоне кремния характерных для скандия, празеодима, а также европия в кремнии, не обнаружено.