Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки

В роботі шляхом локальних вимірів фото-ерс і побудови мап розподілу поверхневого електричного потенціалу визначено характер магнітостимульованих змін у часі життя носіїв заряду в кристалах кремнію для сонячної енергетики та мікроелектроніки. Особливості в прояві виявлених магніточу...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:	2014
Main Authors:	Макара, В.А., Стебленко, Л.П., Коротченков, О.О., Надточій, А.Б., Калініченко, Д.В., Курилюк, А.М., Кобзар, Ю.Л., Кріт, О.М., Науменко, С.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2014
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75973
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки / В.А. Макара, Л.П. Стебленко, О.О. Коротченков, А.Б. Надточій, Д.В. Калініченко, А.М. Курилюк, Ю.Л. Кобзар, О.М. Кріт, С.М. Науменко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 2. — С. 247-258. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860017808762470400
author	Макара, В.А. Стебленко, Л.П. Коротченков, О.О. Надточій, А.Б. Калініченко, Д.В. Курилюк, А.М. Кобзар, Ю.Л. Кріт, О.М. Науменко, С.М.
author_facet	Макара, В.А. Стебленко, Л.П. Коротченков, О.О. Надточій, А.Б. Калініченко, Д.В. Курилюк, А.М. Кобзар, Ю.Л. Кріт, О.М. Науменко, С.М.
citation_txt	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки / В.А. Макара, Л.П. Стебленко, О.О. Коротченков, А.Б. Надточій, Д.В. Калініченко, А.М. Курилюк, Ю.Л. Кобзар, О.М. Кріт, С.М. Науменко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 2. — С. 247-258. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description	В роботі шляхом локальних вимірів фото-ерс і побудови мап розподілу поверхневого електричного потенціалу визначено характер магнітостимульованих змін у часі життя носіїв заряду в кристалах кремнію для сонячної енергетики та мікроелектроніки. Особливості в прояві виявлених магніточутливих ефектів пов’язуються з відмінностями в домішковому складі та з відмінностями в перебігу викликаних магнітним впливом міждефектних перетворень у кристалах «сонячного» кремнію та кремнію для мікроелектроніки. The character of magnetostimulated changes in lifetime of carriers in silicon crystals for solar energetics and microelectronics is determined by local photo-emf measurements and plotting the maps of the distribution of surface electrical potential. The features of magnetosensitive effects are associated with differences in impurity composition and differences in behaviour of interdefect transformations caused by the magnetic influence in crystals of ‘solar’ silicon and silicon for microelectronics. В работе путём локальных измерений фото-эдс и построения карт распределения поверхностного электрического потенциала определён характер магнитостимулированных изменений во времени жизни носителей заряда в кристаллах кремния для солнечной энергетики и микроэлектроники. Особенности в проявлении выявленных магниточувствительных эффектов связываются с различиями в примесном составе и с различиями в протекании вызванных магнитным влиянием междефектных преобразований в кристаллах «солнечного» кремния и кремния для микроэлектроники.
first_indexed	2025-12-07T16:45:46Z
format	Article
fulltext	247 PACS numbers: 61.72.-y, 68.37.-d, 72.40.+w, 72.80.Cw, 88.40.jj, 85.30.-z, 85.60.-q Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки В. А. Макара, Л. П. Стебленко, О. О. Коротченков, А. Б. Надточій, Д. В. Калініченко, А. М. Курилюк, Ю. Л. Кобзар, О. М. Кріт, С. М. Науменко Київський національний університет імені Тараса Шевченка, фізичний факультет, вул. Володимирська, 64/13, 01601 Київ, Україна Навчально-науковий центр «Фізико-хімічне матеріалознавство» Київського національного університету імені Тараса Шевченка і НАН України, 01033 Київ, Україна В роботі шляхом локальних вимірів фото-ерс і побудови мап розподілу поверхневого електричного потенціалу визначено характер магнітости- мульованих змін у часі життя носіїв заряду в кристалах кремнію для со- нячної енергетики та мікроелектроніки. Особливості в прояві виявлених магніточутливих ефектів пов’язуються з відмінностями в домішковому складі та з відмінностями в перебігу викликаних магнітним впливом мі- ждефектних перетворень у кристалах «сонячного» кремнію та кремнію для мікроелектроніки. The character of magnetostimulated changes in lifetime of carriers in silicon crystals for solar energetics and microelectronics is determined by local pho- to-emf measurements and plotting the maps of the distribution of surface electrical potential. The features of magnetosensitive effects are associated with differences in impurity composition and differences in behaviour of in- terdefect transformations caused by the magnetic influence in crystals of ‘solar’ silicon and silicon for microelectronics. В работе путём локальных измерений фото-эдс и построения карт распре- деления поверхностного электрического потенциала определён характер магнитостимулированных изменений во времени жизни носителей заря- да в кристаллах кремния для солнечной энергетики и микроэлектроники. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2014, т. 12, № 2, сс. 247–258  2014 ІМÔ (Інститут металофізики ім. Ã. В. Курдюмова НАН Óкраїни) Надруковано в Óкраїні. Ôотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 248 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. Особенности в проявлении выявленных магниточувствительных эффек- тов связываются с различиями в примесном составе и с различиями в про- текании вызванных магнитным влиянием междефектных преобразова- ний в кристаллах «солнечного» кремния и кремния для микроэлектро- ники. Ключові слова: кремній, магнітне поле, поверхневий потенціал, структу- рні дефекти, сонячна енергетика, мікроелектроніка. (Отримано 26 березня 2014 р.) 1. ВСТУП Контрольована модифікація дефектно-домішкової структури з ме- тою одержання нової якості кристала стає все більш необхідною в сучасній мікроелектроніці та в сонячній енергетиці. Óвагу дослід- ників завжди привертали питання пов’язані з дослідженням ево- люції структури напівпровідникових кристалів при різноманітних видах зовнішнього впливу. Дослідження в області, яка розширює можливості прогнозованого використання зовнішніх впливів на напівпровідникові кристали кремнію, є як фундаментальною, так і прикладною цінністю. В останні роки було виконано чимало досліджень щодо впливу магнітного поля на властивості слабкомагнітних матеріалів (пара- та діамагнетиків, що характеризуються невпорядкованою магніт- ною структурою) [1–7], до яких належить і кремній — базовий ма- теріал для мікроелектроніки та сонячної енергетики. Не дивлячись на накопичення значної експериментальної бази даних на теперіш- ній час, існують помітні прогалини у вивченні магнітостимульова- них змін в електрофізичних характеристиках кристалів кремнію, зокрема, таких як фото-ерс, релаксація фотопровідності напівпро- відникових кристалів, тощо. В той же час виконання таких дослі- джень є доцільним і актуальним, оскільки допомагає одержати ва- жливу інформацію про взаємодію носіїв заряду (фотоносіїв) в крис- талах кремнію з неоднорідностями, обумовленими його структур- ними особливостями. Виходячи з того, що кристали кремнію, які застосовуються для потреб сонячної енергетики, є більш «брудними» (з точки зору ная- вності в них більшої кількості домішок) в порівнянні з кристалами Si, які застосовуються в мікроелектроніці, можна було припустити існування викликаних магнітною дією відмінностей в поведінці електрофізичних характеристик у зазначених кристалах. З метою перевірки даного припущення в роботі була поставлена наукова задача, яка полягала в дослідженні магнітного впливу на кінетику спаду фото-ерс і встановленні особливостей зміни поверх- ОСОБЛИВОСТІ ЗМІНИ ПОВЕРХНЕВОÃО ЕЛЕКТРИЧНОÃО ПОТЕНЦІАЛÓ В Si 249 невого потенціалу в кристалах Si, які використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки. 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ В роботі досліджувались дві групи зразків. До першої групи нале- жали кристали «сонячного» кремнію (СК), які використовуються при виготовленні сонячних елементів. Ці зразки з кристалографіч- ною орієнтацією поверхні {100} мали p-тип провідності (були леґо- вані бором до питомого опору 5 Омсм). До другої групи належали зразки Si, які використовуються для потреб мікроелектроніки. Да- ні зразки з кристалографічною орієнтацією поверхні {111} мали n- тип провідності (були леґовані фосфором до питомого опору 4,5 Омсм). В обох групах зразків кристали кремнію вирощувались за методою Чохральського. Магнітне оброблення (МО) полягало у витримці досліджуваних зразків у слабкому (В0,17 Тл) стаціонарному магнітному полі (СМП) протягом tМО8 діб та протягом tМО180 діб. Домішковий склад контрольних зразків, тобто зразків, які не піддавалися магнітній дії, а також зразків, які зазнавали магнітно- го впливу, вивчався із залученням рентґеноспектрального аналізу. Дана методика, яка основана на використанні Рентґенового мікро- аналізатора та растрового електронного мікроскопа, дає як якісну, так і кількісну інформацію щодо області зразка діаметром у кілька мікрометрів. Загасання поверхневої фото-ерс вимірювалось за допомогою кон- денсаторного методу [8]. Для збудження фото-ерс використовувався лазерний світлодіод з довжиною хвилі 650 нм. Експериментальну установку з вимірювання просторового розподілу загасання фото- ерс показано на рис. 1. Короткий імпульс з ґенератора імпульсів збуджує світлодіод, світло з якого фокусується в пляму з розміром, що відповідає кроку механічного переміщення. Ця світлова пляма падає на зразок, поміщений у вимірювальну комірку, яка, в свою чергу, знаходиться на рухомому столі. Деталі будови комірки та схеми вимірювання було описано в роботі [9]. За допомогою пере- міщення зразка в горизонтальній площині одержуємо поверхневий розподіл загасання фото-ерс. Дана експериментальна установка уможливлює одержувати поверхневий розподіл амплітуди та часу загасання фото-ерс з роздільчою здатністю 100 мкм. Вигляд кривої загасання фото-ерс, одержаної в деякій точці зра- зка, в загальному випадку можна описати експоненційною залеж- ністю, зокрема, формулою з двома експонентами: 1 1 2 2 exp( / ) exp( / )V V t V t      . (1) 250 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. Після оброблення всіх експериментальних кривих одержуємо параметри з формули (1) як функції координат і далі будуємо у ви- гляді мап розподіли величин 1 1 2 2 ( , ), ( , ), ( , ), ( , )V x y x y V x y x y  . Окрім фіксації поверхневого розподілу електричного потенціалу, в контрольних зразках кремнію та в зразках кремнію, які зазнали магнітного оброблення, за кінетичними залежностями спаду фото- ерс, виміряних у локальних ділянках (100100 мкм), визначались значення короткотривалого (1) та довготривалого (2) компонента зазначеного спаду. 3. ОДЕРЖАНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Одержані нами раніше в [7] і представлені на рис. 2 мапи розподілу електричного потенціалу по поверхні зразків СК відображають ди- наміку зміни потенціалу, яка фіксувалась відразу після тривалого магнітного оброблення (tМО180 діб) та через 150 діб після його за- вершення. Одержаний результат вказує на викликане магнітною дією початкове збільшення площі розподілу поверхневого електри- чного потенціалу (рис. 2, б) та початкове зростання його величини в порівнянні з контрольними зразками СК, які не зазнали магнітного впливу (рис. 2, а). Розміри площі розподілу потенціалу, які вирос- ли під час МО через 150 діб після завершення магнітної дії, суттєво зменшились (рис. 2, в). Було встановлено, що величина потенціалу, яка внаслідок магні- тного впливу виросла в 3 рази, через певний час після завершення магнітної дії також поступово зменшується і релаксує до значень, характерних для контрольних зразків. Таким чином, у кристалах Рис. 1. Схема експериментальної установки для вимірювання поверхнево- го розподілу фото-ерс. ОСОБЛИВОСТІ ЗМІНИ ПОВЕРХНЕВОÃО ЕЛЕКТРИЧНОÃО ПОТЕНЦІАЛÓ В Si 251 СК магнітостимульована зміна величини потенціалу та його повер- хневого розподілу носить оборотній характер. Здійснені з урахуванням формули (1) розрахунки дозволили встановити наступні обумовлені магнітним впливом особливості в поведінці параметрів 1 та 2. Відразу після завершення МО спосте- рігалось зростання обох компонентів спаду фото-ерс. При цьому ко- роткотривалий компонент 1 зростав у 5 разів, а довготривалий компонент 2 —в 2 рази. Після завершення МО спостерігався зво- ротній процес — параметри 1 і 2 зменшувались і через 150 діб на- бували значень, характерних для контрольних зразків. На рисунку 3 представлено динаміку змін у площі розподілу та в а б в Рис. 2. Поверхневий розподіл електричного потенціалу в зразках «соняч- ного» кремнію: в контрольних зразках (а) та в зразках, що пройшли обро- блення в магнітному полі з індукцією В0,17 Тл протягом tМО180 діб (б), (в). Вигляд мап розподілу електричного потенціалу, зафіксований від- разу після вилучення зразків з магнітного поля (б) та через 150 діб після завершення МО (в). 252 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. величині поверхневого потенціалу в кристалах Si, що використо- вуються для потреб мікроелектроніки. Ці зміни фіксувались відра- зу після закінчення тривалої МО (tМО180 діб) та через певний час (100 діб) після завершення магнітної дії. З рисунку 3 слідує, що відразу після МО площа розподілу потен- ціалу дещо збільшилась в порівнянні з контрольними зразками (рис. 3, а, б). Характерно, що максимальне зростання площі розпо- ділу потенціалу стосовно контрольних зразків спостерігалося через 100 діб після завершення МО (рис. 2, в). При цьому величина поте- нціалу в кристалах Si для мікроелектроніки відразу після закін- чення магнітного впливу виявилась у 3 рази меншою в порівнянні з контрольними зразками, і таке зменшене значення величини поте- а б в Рис. 3. Поверхневий розподіл електричного потенціалу в зразках кремнію, які використовуються для потреб мікроелектроніки: в контрольних зраз- ках Si (а) та в зразках Si, що пройшли оброблення в магнітному полі з ін- дукцією В0,17 Тл протягом tМО180 діб (б), (в). Вигляд мап розподілу електричного потенціалу, зафіксований відразу після вилучення зразків з магнітного поля (б) та через 100 діб після завершення МО (в). ОСОБЛИВОСТІ ЗМІНИ ПОВЕРХНЕВОÃО ЕЛЕКТРИЧНОÃО ПОТЕНЦІАЛÓ В Si 253 нціалу збереглось і через 100 діб після закінчення магнітної дії. Розрахунки, які було здійснено за кінетичними залежностями спаду фото-ерс у кристалах кремнію для мікроелектроніки, вказу- ють на зменшення внаслідок магнітного впливу обох компонентів спаду фото-ерс. При цьому спостерігалось зменшення короткотри- валого компонента в 10 разів, а довготривалого в 2 рази. Через тривалий час (100 діб) після завершення МО мав місце тривіальний ефект у зміні параметрів 1 і 2. Нетривіальність виявлялась у тому, що обидва компонента спаду фото-ерс збільшувались щодо контро- льних зразків. При цьому короткотривалий компонент зростав у 5 разів, а довготривалий компонент у 3 рази. Слід зазначити, що при менш тривалому магнітному впливі (tМО8 діб) в зразках СК та в зразках Si для мікроелектроніки, мали місце такі ж за тенденцією магнітостимульовані зміни досліджува- них параметрів, як і при тривалому (tМО180 діб) МО. Проте, не зважаючи на однакові тенденції, абсолютні значення у величині досліджуваних параметрів при невеликій тривалості МО змінюва- лись менш суттєво, ніж при довготривалому МО. Одержані в роботі результати вказують на існування відміннос- тей в магнітостимульованій зміні параметрів в кристалах Si для со- нячної енергетики та в кристалах Si для мікроелектроніки. Імовір- но, ці відмінності можуть бути пов’язані з різним дефектно- домішковим складом досліджуваних кристалів. За допомогою методи Рентґенової спектральної аналізи було ви- явлено, що контрольні кристали СК містили в 3 рази більше атомів вуглецю, ніж кристали Si для мікроелектроніки. Те, що кристали СК є більш «брудними» за кількістю різноманітних домішок, в то- му числі і домішок вуглецю, позначилось на характері рельєфу по- верхні, зафіксованому за допомогою методів атомно-силової мікро- скопії (АСМ) та магнітно-силової мікроскопії (МСМ). Визначені за цими методами параметри шерсткості поверхні в контрольних кри- сталах СК виявились вищими, ніж в контрольних кристалах Si для мікроелектроніки. Так, в контрольних кристалах СК величина па- раметра шерсткості, визначеного при залученні АСМ-досліджень, складала Ra0,86 нм, у кристалах Si для мікроелектроніки відпо- відний параметр мав значення Ra0,4 нм. При МСМ-дослідженнях параметр шерсткості в контрольних кристалах СК мав значення Rm0,08, в кристалах Si для мікроелектроніки відповідне значення Rm було рівним 0,06. Таким чином, у контрольних кристалах СК параметри шерсткості, визначені при використанні метод АСМ та МСМ, були вищими, ніж в кристалах кремнію для мікроелектроні- ки. Якщо прийняти до уваги, що в АСМ-методі фіксуються будь-які атоми домішок, наявні на поверхні, а в МСМ-методі — атоми пара- магнітних домішок, то можна дійти висновку, що в кристалах СК 254 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. концентрація домішок усіх сортів перевищує відповідну концент- рацію домішок в кристалах Si для мікроелектроніки. Не виключено, що різний вміст домішок, зокрема, більш висока концентрація домішок у кристалах СК у порівнянні з кристалами Si для мікроелектроніки може впливати на час життя носіїв заряду, який, згідно з [10, 11], визначається не тільки об’ємними рекомбі- наційними властивостями (які характеризуються об’ємним часом), але й станом поверхні (який характеризується швидкістю поверх- невої рекомбінації). Висловлене нами припущення було підтвер- джено розрахунками параметрів 1 та 2, які характеризують час життя носіїв заряду на поверхні та в приповерхневому шарі. Розра- хований час життя носіїв на поверхні контрольних кристалів СК виявився в 10 разів меншим, а час життя носіїв у приповерхневій області в 2 рази меншим, ніж в кристалах Si для мікроелектроні- ки. Зафіксоване в роботі явище магнітостимульованого збагачення поверхні та приповерхневого шару домішками вказує на те, що по- верхня кремнію в результаті МО стає більш активованим. Не ви- ключено, що хімічна активація поверхні сприяє посиленню проце- су ґетерування домішок з об’єму кристала та процесу адсорбування домішок з довколишнього кисневмісного середовища. Магнітне оброблення призводило до збільшення концентрації домішок вуглецю в обох типах кристалів кремнію, в порівнянні з кристалами Si, які не зазнали магнітної дії. Зокрема, в кристалах СК внаслідок магнітного впливу кількість вуглецю збільшувалась у 3 рази, в кристалах Si для мікроелектроніки спостерігається зрос- тання вуглецю в 1,8 рази. Концентрація кисню в зразках СК після МО зростала в 2,5 рази, а в кристалах Si для мікроелектроніки вміст кисню зменшувався в 2 рази. Після МО була зафіксована кі- лькісна різниця не лише в концентрації домішок, але й у величині параметрів шерсткості Ra та Rm. Так, у кристалах СК параметр Ra, визначений методом АСМ, зростав у 3 рази (від значення Ra0,86 нм до величини Ra2,52 нм). В 3 рази зростав також параметр Ra і в кристалах Si для мікроелектроніки (від значення Ra0,4 нм до ве- личини Ra1,2 нм). Стимульовані МП зміни спостерігались і у ве- личині параметра Rm, визначеного методом МСМ. Зокрема, в крис- талах СК параметр Rm після МО збільшувався 20 разів (від вели- чини Rm0,08 до значень Rm1,5). В кристалах Si для мікроелект- роніки зафіксоване після МО збільшення параметра Rm складало величину 67 разів (параметр Rm змінювався від величини Rm0,06 до значень Rm0,04). Таким чином, процеси магнітостимульовано- го збагачення поверхні та магнітостимульовані зміни рельєфу в кристалах СК були більш істотними, ніж у кристалах Si для мікро- електроніки. Як свідчать літературні джерела, магнітне оброблення немагніт- ОСОБЛИВОСТІ ЗМІНИ ПОВЕРХНЕВОÃО ЕЛЕКТРИЧНОÃО ПОТЕНЦІАЛÓ В Si 255 них кристалів, в тому числі і кремнію, призводить до декількох ефектів, зокрема, до структурної перебудови [1, 12], до активації поверхні і до посилення перебігу процесів адсорбції та ґетерування [13]. Можна припустити, що в кристалах СК в порівнянні з кристала- ми Si для мікроелектроніки, після МО внаслідок більш суттєвого збагачення поверхні домішками виникає і більш істотний перероз- поділ домішок між поверхнею і приповерхневою областю. Це може призводити до виникнення більш суттєвого ґрадієнту концентрації домішок у зразках СК. За нашими припущеннями, відмінність у ґрадієнтах концентра- ції домішок мала б призводити до появи під впливом магнітного об- роблення різного за величиною поверхневого потенціалу в криста- лах СК та в кристалах Si для мікроелектроніки. Підтвердженням такого припущення є експериментально встановлений факт, згідно з яким електричний потенціал, зафіксований відразу після завер- шення МО в кристалах СК, складав величину U2,5 мВ, а в крис- талах Si для мікроелектроніки відповідне значення потенціалу бу- ло вдвічі меншим U1,2 мВ. Розглянемо ще одну особливість у магнітостимульованій зміні досліджуваних параметрів у кристалах СК та в кристалах Si для мікроелектроніки. Ця особливість полягає в наступному. В криста- лах СК через тривалий час, що минув після завершення МО, вели- чина та характер розподілу поверхневого потенціалу, а також вели- чини параметрів 1 та 2 набувають значень, притаманних контро- льним зразкам СК, що вказує на нестійкість зарядового стану центрів, відповідальних за зміну поверхневого потенціалу. Ймовір- но, що впродовж тривалого часу після завершення МО, процеси ад- сорбції, які перебігають на активованій поверхні СК, призводять до поступової нейтралізації її зарядового стану. Проадсорбовані маг- нітоактивованою поверхнею з навколишньої атмосфери кисень, ву- глець та інші домішкові атоми та їх групи, зокрема, гідроксильні групи, можуть вступати в стимульовані магнітним полем міждефе- ктні реакції, наприклад, у реакції з присутніми на поверхні заря- дженими центрами за рахунок чого їх зарядовий стан повинен ней- тралізуватись. Підсумовуючи вищезазначене можна стверджувати, що МО кри- сталів СК викликає ефект довготривалої часової еволюції домішко- вого складу приповерхневих шарів та зарядового стану поверхні, який носить оборотній характер. В противагу релаксаційним ефектам, які спостерігаються в крис- талах СК, у кристалах Si для мікроелектроніки через тривалий час (100 діб) після завершення МО спостерігається зростання дослі- джуваних параметрів, зокрема, має місце збільшення площі розпо- ділу потенціалу та зростання параметрів 1 та 2 щодо параметрів, 256 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. притаманних контрольним зразкам. Виявлена особливість у пове- дінці електрофізичних параметрів у кристалах Si для мікроелект- роніки, яка спостерігається через тривалий час після завершення МО, свідчить про наявність у зазначених кристалах ефекту «після- дії». Не виключено, що наявність ефекту «післядії», виявленого на кристалах Si для мікроелектроніки, і його відсутність у кристалах СК обумовлені специфікою процесів адсорбції, які перебігають впродовж тривалого часу після завершення МО на магнітоактиво- ваній поверхні обох досліджуваних груп кристалів. Ймовірно, ад- сорбційні процеси, з одного боку, нейтралізують заряджені центри на поверхні, а з іншого боку, збільшують її зарядовий стан, ство- рюючи за рахунок проадсорбованих частинок додаткові донорні та акцепторні рівні. З огляду на це відсутність ефекту «післядії» в кристалах СК мо- же бути пов’язана з тим, що адсорбція на поверхні кристалів СК пі- сля завершення МО перебігає слабкіше в порівнянні з кристалами Si для мікроелектроніки і призводить лише до нейтралізації повер- хневих заряджених центрів. В противагу кристалам СК інтенсив- ність адсорбції на активованій поверхні кристалів Si для мікроеле- ктроніки вища. Останнє призводить до того, що процеси формуван- ня додаткових донорних і акцепторних рівнів, пов’язаних з нако- пиченням і адсорбцією домішок на поверхні даних кристалів, домі- нує над процесами нейтралізації електричних заряджених центрів. Однією з причин відмінностей в протіканні процесів адсорбції в двох досліджуваних у роботі групах зразків може бути відмінність у кристалографічній орієнтації поверхні. Не виключено, що в крис- талах Si для мікроелектроніки, які мають орієнтацію поверхні {111}, процеси адсорбції суттєвіші, ніж у кристалах СК з кристало- графічною орієнтацією поверхні {100}. Висловлену гіпотезу перед- бачається експериментально перевірити в наступних досліджен- нях. 4. ВИСНОВКИ 1. В роботі виявлено стимульовані магнітним впливом динамічні зміни в розподілі та у величині поверхневого електричного потен- ціалу в кристалах кремнію для сонячної енергетики та для мікрое- лектроніки. 2. Здійснені за кінетичними залежностями спаду фото-ерс розраху- нки короткотривалого (1) та довготривалого (2) компонента спаду фото-ерс дозволили оцінити магнітостимульовані зміни в часі жит- тя носіїв на поверхні і в приповерхневій області та пов’язати вияв- лені зміни з еволюцією внаслідок магнітної дії домішкового складу кристалів кремнію для сонячної енергетики та мікроелектроніки. ОСОБЛИВОСТІ ЗМІНИ ПОВЕРХНЕВОÃО ЕЛЕКТРИЧНОÃО ПОТЕНЦІАЛÓ В Si 257 ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. В. И. Альшиц, Е. В. Даринская, О. Л. Казакова, Письма в ЖЭТФ, 62, № 3-4: 352 (1995). 2. М. В. Ãалусташвили, М. Ã. Абрамишвили, Д. Ã. Дриаев, В. Ã. Квачадзе, ФТТ, 53, вып. 7: 1340 (2011). 3. В. А. Макара, Л. П. Стебленко, О. М. Кріт, Д. В. Калініченко, А. М. Курилюк, С. М. Науменко, Доповіді академії наук України, № 4: 71 (2012). 4. В. П. Лебедев, В. С. Крыловский, ФТТ, 27, № 5: 1285 (1985). 5. В. А. Макара, Л. П. Стебленко, М. А. Васильев, О. В. Коплак, А. Н. Курилюк, С. Н. Науменко, Ю. Л. Кобзарь, Ã. В. Весна, Металлофизика и новейшие технологии, 30, № 10: 1339 (2008). 6. Ю. И. Ãоловин, ФТТ, 46, № 5: 769 (2004). 7. Р. Б. Моргунов, УФН, 174, № 2: 131 (2004). 8. В. А. Макара, М. А. Васильев, Л. П. Стебленко, О. В. Коплак, А. Н. Курилюк, Ю. Л. Кобзарь, С. Н. Науменко, Физика и техника полу- проводников, 42, № 9: 1061 (2008). 9. В. А. Макара, Л. П. Стебленко, Н. Я. Ãоридько, В. М. Кравченко, А. М. Коломієць, Вісник Київського університету. Серія: Фізико- математичні науки, вип. 4: 316 (1999). 10. В. Н. Бузыкин, О. И. Дацко, С. Н. Постников, Электронная обработка ма- териалов (Кишинев: Институт прикладной физики АН Республики Молдо- ва: 1993), т. 2, с. 16. 11. М. Н. Левин, Б. А. Зон, ЖЭТФ, 111, № 4: 1373 (1997). 12. В. С. Вавилов, В. Ô. Киселев, Б. Н. Мукашев, Дефекты в кремнии и на его поверхности (Москва: Наука: 1990). REFERENCES 1. V. I. Al’shits, E. V. Darinskaya, and O. L. Kazakova, Pis’ma v ZhEhTF, 62, No. 3–4: 352 (1995) (in Russian). 2. M. V. Galustashvili, M. G. Abramishvili, D. G. Driaev, and V. G. Kvachadze, Fiz. Tverd. Tela, 53, Iss. 7: 1340 (2011) (in Russian). 3. V. A. Makara, L. P. Steblenko, O. M. Krіt, D. V. Kalіnіchenko, A. M. Kuriljuk, S. M. Naumenko, Dopovіdі Akademіi Nauk Ukrainy, No. 4: 71 (2012) (in Ukrainian). 4. V. P. Lebedev, V. S. Krylovskij, Fiz. Tverd. Tela, 27, No. 5: 1285 (1985) (in Russian). 5. V. A. Makara, L. P. Steblenko, M. A. Vasil’ev, O. V. Koplak, A. N. Kuriljuk, S. N. Naumenko, Ju. L. Kobzar’, and G. V. Vesna, Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 30, No. 10: 1339 (2008) (in Russian). 6. Yu. I. Golovin, Fiz. Tverd. Tela, 46, No. 5: 769 (2004) (in Russian). 7. R. B. Morgunov, Uspekhi Fiz. Nauk, 174, No. 2: 131 (2004) (in Russian). 8. V. A. Makara, M. A. Vasiliev, L. P. Steblenko, O. V. Koplak, A. N. Kuriljuk, Yu. L. Kobzar’, and S. N. Naumenko, Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov, 42, No. 9: 1061 (2008) (in Russian). 9. V. A. Makara, L. P. Steblenko, N. Ja. Gorid’ko, V. M. Kravchenko, and 258 В. А. МАКАРА, Л. П. СТЕБЛЕНКО, О. О. КОРОТЧЕНКОВ и др. A. M. Kolomіets’, Vіsnik Kyyivs’kogo Unіversitetu. Serіya: Fіziko- Matematychnі Nauky, Iss. 4: 316 (1999) (in Ukrainian). 10. V. N. Buzykin, O. I. Datsko, and S. N. Postnikov, Ehelektronnaya Obrabotka Materialov (Kishinev: Institut Prikladnoy Fiziki AN Respubliki Moldova: 1993), vol. 2, p. 16 (in Russian). 11. M. N. Levin and B. A. Zon, ZhEhTF, 111, No. 4: 1373 (1997) (in Russian). 12. V. S. Vavilov, V. F. Kiselev, and B. N. Mukashev, Defekty v Kremnii i na Ego Poverkhnosti (Moscow: Nauka: 1990) (in Russian).
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75973
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1816-5230
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:45:46Z
publishDate	2014
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format	dspace
spelling	Макара, В.А. Стебленко, Л.П. Коротченков, О.О. Надточій, А.Б. Калініченко, Д.В. Курилюк, А.М. Кобзар, Ю.Л. Кріт, О.М. Науменко, С.М. 2015-02-06T18:19:04Z 2015-02-06T18:19:04Z 2014 Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки / В.А. Макара, Л.П. Стебленко, О.О. Коротченков, А.Б. Надточій, Д.В. Калініченко, А.М. Курилюк, Ю.Л. Кобзар, О.М. Кріт, С.М. Науменко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 2. — С. 247-258. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1816-5230 PACSnumbers:61.72.-y,68.37.-d,72.40.+w,72.80.Cw,88.40.jj,85.30.-z,85.60.-q https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75973 В роботі шляхом локальних вимірів фото-ерс і побудови мап розподілу поверхневого електричного потенціалу визначено характер магнітостимульованих змін у часі життя носіїв заряду в кристалах кремнію для сонячної енергетики та мікроелектроніки. Особливості в прояві виявлених магніточутливих ефектів пов’язуються з відмінностями в домішковому складі та з відмінностями в перебігу викликаних магнітним впливом міждефектних перетворень у кристалах «сонячного» кремнію та кремнію для мікроелектроніки. The character of magnetostimulated changes in lifetime of carriers in silicon crystals for solar energetics and microelectronics is determined by local photo-emf measurements and plotting the maps of the distribution of surface electrical potential. The features of magnetosensitive effects are associated with differences in impurity composition and differences in behaviour of interdefect transformations caused by the magnetic influence in crystals of ‘solar’ silicon and silicon for microelectronics. В работе путём локальных измерений фото-эдс и построения карт распределения поверхностного электрического потенциала определён характер магнитостимулированных изменений во времени жизни носителей заряда в кристаллах кремния для солнечной энергетики и микроэлектроники. Особенности в проявлении выявленных магниточувствительных эффектов связываются с различиями в примесном составе и с различиями в протекании вызванных магнитным влиянием междефектных преобразований в кристаллах «солнечного» кремния и кремния для микроэлектроники. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки Article published earlier
spellingShingle	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки Макара, В.А. Стебленко, Л.П. Коротченков, О.О. Надточій, А.Б. Калініченко, Д.В. Курилюк, А.М. Кобзар, Ю.Л. Кріт, О.М. Науменко, С.М.
title	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
title_full	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
title_fullStr	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
title_full_unstemmed	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
title_short	Особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
title_sort	особливості магнітостимульованої зміни поверхневого електричного потенціалу в кристалах кремнію, що використовуються для потреб сонячної енергетики та мікроелектроніки
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75973
work_keys_str_mv	AT makarava osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT steblenkolp osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT korotčenkovoo osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT nadtočíiab osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT kalíníčenkodv osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT kurilûkam osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT kobzarûl osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT krítom osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki AT naumenkosm osoblivostímagnítostimulʹovanoízmínipoverhnevogoelektričnogopotencíaluvkristalahkremníûŝovikoristovuûtʹsâdlâpotrebsonâčnoíenergetikitamíkroelektroníki

Institution

Similar Items