Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Появление границы перехода (см. рис. 6.34) находит свое отражение в изменении относительной спектральной чувствительности детектора. Результаты измерений радиационных изменений тока короткого замыкания золотокремниевых диодов в зависимости от длины волны возбуждающего света представлены на рис. 6.36. Видно, что при постоянном спектре возбуждения происходит трансформация кривых спектральной чувствительности с увеличением ее в длинноволновой области спектра по мере накопления дозы.
240
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ИА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
ЯВЯ
........ .......>*¦“ -' •
Рис. 6.34. Фотографии торцевой поверхности золото-кремниевых поверхностно-барьерных диодов, облученных рентгеновскими квантами при комнатной температуре (а) и (б)г в) контрольный образец. Переход обнаружен методом скола (б) и химического окрашивания (а). 1) Компенсированная Ли область, 2) база, J) граница перехода [146],
§ 4] ВЛИЯНИЕ ОВ ИЛ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНУЮ МИГРАЦИЮ 241
С НМ Ли в Si связано появление фото-э.д.с. на облученных поверхностно-барьерных детекторах в примесной области спектра возбуждения (рис. 6.37). Определенное по наклону спектральной характеристики положение энергетического уровня соответствует донорному уровню Au в Si (Ее- 0,8 эВ) [1461.
С, пФ
Рис. 6.35. Вольт-емкостнгле характеристики золото-кремниевых поверхностно-барьерных детекторов, облученных рентгеновскими квантами (а), гамма-лучами б°Со (б). Кривые: 1) до, 2), а) и 4) после облучения доз 2 ¦ 107, 5 • 107 и 108 ряд соответственно. Напряжение и ток на УРС-70: [/=50 кВ, I—20 мА, Тодл = 300 К. Кривые: 1’ до, 2')—5') после облучения дозами: 2') 1,1 • 10е, а') 2,2 • 10э, 4’) 3,6-10’, 5') 4,2 ¦ 109 Р; 1=12 Мрад/ч, Тобл =
= 350 К [104].
Стимулированная рентгеновскими квантами миграция Au и Rh в Si исследовалась методом шоттки-диодов [56, 144]. Поток рентгеновских квантов (источник излучения УРС-70, С/= 50 кВ, 7 = 20 мА) с плотностью 5 • 10)2 см-2 • с-1 при Тобл = 25°С вызывал значительное изменение параметров шоттки-диодов. Показатель степени С — [/-характеристики возрастал от 2 до 3,7 при накоплении дозы до 6,5 • 1018 см”2 (рис. 6.38, 6.39). Облучение изменяло распределение носителей в слое объемного заряда диодов: если до облучения оно было равномерным и обусловливалось исходным уровнем легирования rc-Si, то после облучения концентрация носителей уменьшалась на порядок величины, свидетельствуя о произошедшей компенсации базы.
Для Au—Si-диодов, так же как и для Rh—Si, характерны все аномалии радиационных изменений параметров,
16 В, с. Вавилов и др.
242
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Различие состоит в том, что степень компенсации области объемного заряда и глубина скомпенсированного Rh слоя Si с увеличением дозы облучения у Rh—Si-диодов возрастают слабее, чем у диодов с барьером из Au. Энергия ионизации примесей, найденная из частотной и
J/J„
Iff (U.mhB)
Л, мим
Л, .мкм
Рис. 6.36. Относительное изменение фототока короткого замыкания золото-кремниевых поверхностно-барьерных дефектов в зависимости от длины волны возбуждающего света. Кривые: 1) до, 2), 3) и
4) после облучения рентгеновскими квантами дозой: 2) 2 • 10т, 3) 5 • 107, 4) 10» рад:
г0бл- ГИЗМ = 300 К [104].
Рис. 6.37. Спектральное распределение примесной фотоэ. д. с. в Au-Si поверхностно-барьерном диоде, облученном рентгеновскими квантами при Т0^л = 300 К, Ф = 10* рад, ТИЗМ=77К [146].
температурной зависимости С — ^-характеристик облученных Si-диодов, равна Ес — 0,55, Ее — 0,32 эВ и соответствует энергетическим уровням Au и Rh. Сечения захвата носителей, вычисленные из экспериментальных данных для Au и Rh, совпадают с литературными данными. Аналогия в поведении Au и Rh, введенных в базовую область шоттки-диодов облучением или высокотемпературным термодиффузионным отжигом, свидетельствует о стимулированной рентгеновскими квантами диффузии 1561.
С,пФ
в)
х,мкм
г)
х,мкм
Рис. 6.38. Влияние облучения рентгеновскими квантами на польт-амперные (а) и вольт-емкостные (б) характеристики Au-Si шоттки-диодов, на распределение носителей тока (в) и Au в Si (г). Обозначения: черные кружочки — до облучения, треугольники, белые кружочки, крестики — после облучу ия дозами Ф = 0,9 • 10”; 2,2 ¦ 1018 и 6,5• 10га см-2, 1 = 5-
•10
12
и -. Г 1
[56].
71, CM'l
a)
в)
х,мпм
X, мкм
N^,cm-3
NKb,CM--
В)
х,мкм
г)
X, мим
Рис. 6.39. Концентрационные профили распределения носителей тока (а, в) и примесей Au (б), Rh (г) в In-Si (в, г) и Au-Si (а, в) диодах Шоттки. Диффузия инициировалась гамма-квантами, 1=1500 P/с, Т0бл=310 К. Кривые: 1 — до, 2, з и 4 — после облучения дозами 4,6-10*, 1,6 • 10* и 4,1 • 109 рад [56]
244
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
НМ использовалась для изготовления приборов с отрицательной дифференциальной проводимостью 187, 1041. Кремниевые диоды с вольт-амперной характеристикой 5-типа были изготовлены методом низкотемпературного радиационно-стимулированного легирования Au. Дифференциальная проводимость возникала, когда достигалась необходимая степень компенсации базовой области диода. Диффузия Au инициировалась рентгеновскими квантами [104] или гамма-лучами [87].
