Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar II xalqaro ilmiy anjumani

n
-
Si

РЗЭ


от температуры обработок.
1 - 
n
-
Si
. 2 - 
n
-
Si

Sm

. 3 - 
n
-
Si

Gd

.
4 - 
n
-Si

Sm

. 5 - 
n
-
Si

Er

. 5 - 
n
-
Si

Tm

.
N
рзэ 
= 
3

10
18 
см
-3
. 
 
Рис. 2. Зависимость концентрации 
термических центров с глубоким 
уровнем
Е
с

0.4 
эВ
 в 
n
-
Si
 и 
n
-
Si

РЗЭ


от температуры обработок. 
1 - 
n
-
Si
. 2 - 
n
-
Si

Sm

. 2 - 
n
-
Si

Gd

.
3 - 
n
-
Si

Sm

. 4 - 
n
-
Si

Er

. 5 - 
n
-
Si

Tm

.
N
рзэ 
= 3

10
18 
см
-3
. 
 
В случае термических обработок образцов 
n
-
Si
<
РЗЭ
> в откачанных 
кварцевых ампулах, в отличие от термически отожженных на воздухе, 
обнаруживаются все ГУ, наблюдаемые в образцах 
n
-
Si 
без 
РЗЭ
(контрольных). Но их концентрация в 
n
-
Si
<
РЗЭ
> обычно не превышает 
значений ~ (2 

3)

10
13
cм
-3
, за исключением центра с 
ГУ
Е
v 
+ 0.4 
эВ
, сечение 
захвата для электронов которого 

n
~ 10
-14
cм
-2
, его концентрация в 
контрольных образцах достигает (3

4)

10
14 
cм
-3
, а в легированных 
РЗЭ

---

Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar

II xalqaro ilmiy anjumani 
 
19-20 noyabr 2021 yil 
415 
кремнии ~ 1

10
14
cм
-3
.
Как известно, этот донорный глубокий уровень связывают с железом 
(
Fe
) 

7

. Таким образом, следует отметить, что 
РЗЭ
Sm
, 
Gd
, 
Er
, 
Tm
и 
Yb
подавляют образование как 
ГУ
связанного с быстродиффундирующими 
неконтролируемыми примесями золота 

1

, так и железа (
Fe
), как и других 
термических центров с уровнями 
Е
с

0.17 
эВ
(рис. 1) и
Е
с

0.4 эВ (рис. 2) 
значения концентрации которых зависит как от температуры обработок, так 
и от наличия РЗЭ в кремнии.
 
III. ВЫВОДЫ 
Установлено, что 
РЗЭ
Sm
, 
Gd
, 
Er
, 
Tm
и 
Yb
уменьшают концентрацию этих 
термических центров в 2

4 раза. Таким образом, наличие 
Sm
, 
Gd
, 
Er
, 
Tm
и 
Yb
в кремнии приводит к подавлению высокотемпературных ТД. Чем больше 
концентрация 
РЗЭ
в кремнии, тем больше степень компенсации образцов и 
степень подавления ТД. Результаты измерений времени 

ннз 
в кремнии, 
легированном примесями 
Sm
, 
Gd
, 
Er
, 
Tm
и 
Yb
при выращивании показывают, 
что наличие всех этих 
РЗЭ
приводит к повышению стойкости образцов к ТО, 
тем самым повышая их значения 

ннз
относительно контрольных, 
нелегированных, в 3-5 раз.
Подавление ТД может быть обусловлено очищением объема кремния от 
неконтролируемых быстродиффундирующих примесей - их геттерированием 
примесями
Sm
, 
Gd
, 
Er
, 
Tm
и 
Yb
или образованием комплексов "
РЗЭ
+ 
дефект" акцепторной природы, так и активным взаимодействием 
РЗЭ
с 
кислородом в кремнии.
Результаты исследований 
ИК
-поглощения в 
Si

РЗЭ

показывают, что 
эффективное взаимодействие 
РЗЭ
с кислородом в кремнии начинается с 
концентраций 
N
РЗЭ

5

10
17
см
-3
, что возможно указывает на наличие в объеме 
кремния включений второй фазы
РЗЭ
, а также силицидов 
РЗЭ
, действующие 
как стоки для неконтролируемых и технологических примесей. 
 
Литература 

1

. Nazyrov D.E. Gettering of gold by samarium and gadolinium in silicon. 
Surface Engineering and Applied Electrochemistry. Springer-Verlag 
GmbH. 2007. V. 43. № 3. PP. 218-221. 

2

. Nazyrov D.E., Zainabidinov S. Diffusion, solubility and electrical 
properties scandiy and praseodim in silicon. Russian Physics Journal. 
Springer-Verlag GmbH. 2007. V. 50.N. 1. PP. 75-77.

3

. Libertino S., Coffa S., Franzo G., Priolo F. The effects of oxygen and 
defects on the deep-level properties of Er
3+
in crystalline Si. Journal of 
Applied Physics. 1995. V. 78. № 6. PP. 3867-3873. 

4

. Nazyrov D.E. Diffusion of terbium in silicon. Semiconductors. Springer. 
2006. V. 40. I. 6. PP. 630-631. 

---

Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar

II xalqaro ilmiy anjumani 
 
19-20 noyabr 2021 yil 
416 

5

. Nazyrov D.E. Diffusion of europium in silicon. Semiconductors. Springer. 
2003. V. 37. I. 5. PP. 551-552. 

6

. Nazyrov D.E. Diffusion of ytterbium in silicon. Semiconductors. Springer. 
2003. V. 37. I. 9. PP. 1031-1032. 

7

. Nazyrov D.E. Diffusion, solubility and electrical properties of rare earth 
elements in silicon. Materials Research Society Spring meeting. San-
Francisco, April 9-13, 2007. F3.19. P. 13. 

8

. Nazyrov D.E. Interaction of gold with samarium and gadolinium in 
silicon. Materials Research Society Spring meeting. San-Francisco, April 
9-13, 2007. F3.21. P. 14. 

9

. Мильвидский М.Г., Карпов Ю.А., Туровский Б.М., Воронков В.В., 
Ковалева 
Т.А. 
Монокристаллический 
кремний, 
легированный 
некоторыми редкими и переходными элементами 

Легированные 
полупроводниковые материалы. Москва. Наука. 1985. С.97-102.