Особливості анізотропії розсіяння електронів у кристалах Si і Ge n-типу, що виникають під впливом направленої пружної деформації, термовідпалів і ядерної радіації - Автореферат

Приймаючи до уваги названі вище обставини і широке застосування напівпровідникових приладів в полях іонізуючого випромінювання (поряд з ефективним використанням методів радіаційної фізики в технології виробництва дискретних напівпровідникових приладів та інтегральних схем), практично необхідним і актуальним було (на час початку роботи над темою даної дисертації) і зараз залишається розширення досліджень механізмів утворення, кінетики накопичення і умов стабільності радіаційних дефектів (РД) у напівпровідниках з врахуванням їх впливу на анізотропію розсіяння електронів, а також електрофізичні та інші властивості цих кристалів. Задачі роботи і її зміст відповідають схваленим Президією НАН України планам наукових досліджень ІФ НАН, НЦ ІЯД і ІФН НАН України, на базі і в лабораторіях яких ця робота виконувалася у відповідності з завданнями, які випливали з наступних тем: “Дослідження процесів утворення і трансформації радіаційних дефектів в алмазоподібних кристалах з контрольованими структурними недосконалостями і домішковим складом ”(1984-1988 рр. ), номер держреєстрації 01. 84. Метою роботи було комплексне дослідження особливостей анізотропії розсіяння і ролі РД у формуванні електрофізичних властивостей кремнію і германію n-типу при різному рівні їх легування і з врахуванням наявності залишкових домішок технологічного походження (типу атомів кисню чи вуглецю) в умовах методично передбаченого і наперед заданого зовнішнього впливу (типу електричних і магнітних полів, пружної направленої деформації і т. ін. для адаптації широковживаних методів досліджень кінетики електронних процесів, з метою одержання надійної інформації про визначальні за своїм значенням кінетичні коефіцієнти, які повязані з електропровідністю, ефектом Холла та іншими ефектами в кристалах, необхідно було переконатися в тому, що навіть в умовах сильної направленої пружної деформації (НПД) такі фундаментальні характеристики кристалів, як константи деформаційних потенціалів, навіть в гама-опромінених кристалах залишаються практично незмінними або зазнають лише незначних змін; Отримані таким чином результати збагатили існуючі уявлення про звязки особливостей електронного транспорту (анізотропії розсіяння) з трансформацією точкових дефектів у кристалах, що відбувається в результаті домішково-дефектної взаємодії як під впливом гама-опромінення кристалів, так і при комбінованому впливі на них опромінення з відповідними термовідпалами.Особлива увага зосереджена на аналізі основних особливостей і специфічних характеристик найбільш типових радіаційних дефектів (РД), які мають вирішальне значення у формуванні електрофізичних властивостей Si і Ge n-типу при різних ступенях їх гама-опромінення (60Со) і легування з врахуванням, звичайно в необхідних випадках, наявності в їх обємі не тільки легуючих, але також і залишкових атомів кисню чи вуглецю. Проведений аналіз показав, що значна за величиною рухливість власних дефектів (компонент пар Френкеля) в широкому діапазоні температур (включаючи й гелієві) зумовлює їх високу активність у взаємодії з легуючими і залишковими домішками (а також із структурними дефектами типу дислокацій), що приводить до появи в опромінених ковалентних кристалах електрично - активних комплексів (у тому числі й мультистабільних), інформація про структуру і хімічний склад яких ще й зараз далеко не повна. При вимірах магнітоопору і ефекту Холла зверталась особлива увага на виключення впливу магнітного гістерезису при змінах напруженості магнітного поля Н за величиною і напрямком. Виміри в слабких магнітних полях (), коли залишковий магнетизм (при проведенні вимірів у магнітному полі електромагніту) міг проявитися найбільш виразно, виконувалися в магнітному полі соленоїда. При вивченні впливу термовідпалів і гама-опромінення на зміну питомого опору монокристалів германію n-типу в магнітному полі і без нього було показано, що в області слабких магнітних полів (де і ~ H2 ) спостерігається кореляція змін рухливості зі змінами магнітоопору під впливом гама-опромінення не тільки там, де опромінення приводить до звичного зниження рухливості (криві 1 і 1у рис.Основну задачу роботи складало одержання нової наукової інформації про особливості анізотропії розсіяння і виявлення ролі радіаційних дефектів у формуванні електрофізичних властивостей кремнію і германію n-типу при різному рівні їх легування і з врахуванням наявності фонових домішок технологічного походження (в першу чергу атомів кисню) при зміні найбільш важливих факторів зовнішнього впливу (температури, електричних і магнітних полів, а також направленої пружної деформації). Приведені в дисертації узагальнення отриманої наукової інформації про специфіку змін в анізотропії розсіяння електронів у кристалах Si и Ge n-типу під впливом названих вище чинників, що виявляються при експериментальному вивченні найбільш важливих кінетичних коефіцієнтів (коефіцієнтів Холла і диференційної термо-е. р. с. Усі без винятку особливості питомого опору r, зміни r під впливом направленої пружної деформації ,

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ