Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si
У дослiдах з кристалами n−Si, легованими домiшкою фосфору через розплав i шляхом ядерної трансмутацiї, дослiджено вплив високотемпературного вiдпалу (при T = 1200 °С протягом 2 год) на параметр анiзотропiї рухливостi K = μ⊥/μ|| i параметр
 анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87704 |
| 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: | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si / П.I. Баранський, Г.П. Гайдар // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860187709485613056 |
|---|---|
| author | Баранський, П.І. Гайдар, Г.П. |
| author_facet | Баранський, П.І. Гайдар, Г.П. |
| citation_txt | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si / П.I. Баранський, Г.П. Гайдар // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | У дослiдах з кристалами n−Si, легованими домiшкою фосфору через розплав i шляхом ядерної трансмутацiї, дослiджено вплив високотемпературного вiдпалу (при T = 1200 °С протягом 2 год) на параметр анiзотропiї рухливостi K = μ⊥/μ|| i параметр
анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами M = α||^ф/ α⊥^ф. Показано, що
в кристалах кремнiю, легованих через розплав, термовiдпал приводить до помiтного
зниження величини M, тодi як у трансмутацiйно легованих зразках значення цього
параметра збiльшується в ~1,5 раза. Встановлено, що параметр анiзотропiї рухливостi K в кристалах обох типiв залишається практично незмiнним. Запропоновано пояснення одержаних результатiв.
В опытах с кристаллами n−Si, легированными примесью фосфора через расплав и путем
ядерной трансмутации, исследовано влияние высокотемпературного отжига (при T = 1200 °С в течение 2 ч) на параметр анизотропии подвижности K = μ⊥/μ|| и параметр анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов фононами M = α||^ф/ α⊥^ф. Показано,
что в кристаллах кремния, легированных через расплав, термоотжиг приводит к заметному снижению величины М, тогда как в трансмутационно легированных образцах значение
этого параметра увеличивается в ~1,5 раза. Установлено, что параметр анизотропии подвижности K в кристаллах обоих типов остается практически неизменным. Предложено объяснение полученных результатов.
In the experiments with crystals of n−Si doped with impurities of phosphorus through the melt and
by the nuclear transmutation, the influence of the high-temperature annealing (at T = 1200 °С
during 2 h) on the anisotropy parameter of mobility K = μ⊥/μ|| and on the anisotropy parameter
of the thermoelectromotive-drag of electrons by phonons M = α||^ph/ α⊥^ph is investigated. It is shown
that, in silicon crystals doped through the melt, the thermoannealing leads to a marked reduction in
the value of M, whereas the value of this parameter increases by about 1.5 times in transmutation-
doped samples. It is found that the anisotropy parameter of mobility K in the crystals of both types
remains almost unchanged. The explanation of the results obtained is proposed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:05:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
5 • 2014
ФIЗИКА
УДК 621.315.592.3
П. I. Баранський, Г. П. Гайдар
Вплив високотемпературного вiдпалу на параметри
анiзотропiї рухливостi i анiзотропiї термо-ЕРС
захоплення електронiв фононами в n−Si
(Представлено членом-кореспондентом НАН України Є.Ф. Венгером)
У дослiдах з кристалами n−Si, легованими домiшкою фосфору через розплав i шля-
хом ядерної трансмутацiї, дослiджено вплив високотемпературного вiдпалу (при T =
= 1200 ◦С протягом 2 год) на параметр анiзотропiї рухливостi K = µ⊥/µ‖ i параметр
анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами M = αф
‖ /α
ф
⊥. Показано, що
в кристалах кремнiю, легованих через розплав, термовiдпал приводить до помiтного
зниження величини M , тодi як у трансмутацiйно легованих зразках значення цього
параметра збiльшується в ∼1,5 раза. Встановлено, що параметр анiзотропiї рухли-
востi K в кристалах обох типiв залишається практично незмiнним. Запропоновано
пояснення одержаних результатiв.
Високотемпературний вiдпал (ВТВ) напiвпровiдникових кристалiв при T = 1200 ◦С протя-
гом 2 год може приводити до дифузiйних процесiв атомiв легуючих i залишкових домiшок,
а також мiжвузлових атомiв i вакансiй в об’ємi кристалiв. Саме тому за об’єкти дослiджен-
ня обрано кристали n−Si, близькi за рiвнем концентрацiї легуючої i залишкових домiшок
з тiєю рiзницею, що в кристали, умовно вiднесенi до 1-го типу, легуюча домiшка (фосфор)
вводилася в їх об’єм через розплав (SiЗВ), а в кристали 2-го типу легуючий фосфор вво-
дився за рахунок ядерної трансмутацiї (SiTЛ), тобто шляхом опромiнення високочистих
кристалiв n−Si потоком повiльних (теплових) нейтронiв. Це приводило в об’ємi опромiню-
ваних кристалiв до перетворення атомiв Si у вузлах кристалiчної гратки в атоми фосфору
у вiдповiдностi з ядерною реакцiєю
30Si(n, γ)31Si
β−
→
2,62год
31P (1)
та з урахуванням iзотопного складу кристалiв кремнiю в такому спiввiдношеннi:
30Si (3,12%); 28Si (92,18%) i 29Si (4,70%) [1, 2].
© П. I. Баранський, Г.П. Гайдар, 2014
70 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №5
Як джерела теплових нейтронiв (з енергiєю En 6 100 кеВ) використовуються дослiд-
ницькi атомнi реактори або атомнi реактори АЕС, якi завжди характеризуються наявнiстю
потокiв теплових нейтронiв високої густини. Опромiнення кремнiю тепловими нейтронами
супроводжується також опромiненням швидкими нейтронами i γ-компонентою реактор-
ного спектра. В результатi отримують монокристали кремнiю, насиченi всiма вiдомими
на даний час радiацiйними дефектами, чому сприяють надзвичайно iнтенсивнi iнтеграль-
нi потоки нейтронiв (∼1018 ÷ 1019 н/см2) в каналах ядерних реакторiв. Тому, незалежно
вiд вихiдного типу матерiалу i його параметрiв, трансмутацiйно легований (ТЛ) кремнiй
безпосередньо пiсля опромiнення характеризується провiднiстю p-типу з питомим опором
ρ ≈ 105 ÷ 106 Ом · см i дуже малим часом життя неосновних носiїв заряду. Крiм того,
пiсля опромiнення кремнiю нейтронами ядерного реактора атоми 31Si (якi спонтанно пере-
ходять у 31Р) виявляються, як правило, у мiжвузловому положеннi, яке, як вiдомо, вiдпо-
вiдає електрично-неактивному стану. Таким чином, для вiдпалу радiацiйних дефектiв i для
активацiї атомiв 31Р, якi в об’ємi кремнiю проявляють донорнi властивостi лише у вузлах
гратки, ТЛ кремнiй необхiдно пiддавати термообробцi.
Механiзми виникнення радiацiйних дефектiв i специфiка їх термовiдпалу, а також при-
чини, що забезпечують їх термостiйкiсть в опромiнених кристалах, детально обговорюва-
лися в спецiалiзованiй лiтературi [3–7] i в рядi книг довiдкового характеру [8, 9].
Вважають, що тi дефекти, якi виникають у трансмутацiйно легованих кристалах Si
при їх опромiненнi тепловими нейтронами, можуть бути майже повнiстю усуненi з об’єму
кристала шляхом вiдпалу при T = 800÷850 ◦С протягом 1–2 год (так званий технологiчний
термовiдпал).
Трансмутацiйно легованi кристали Si за рахунок опромiнення тепловими нейтронами
вiдрiзняються вiд звичайних (ЗВ) кристалiв Si, легованих домiшкою фосфору через роз-
плав, не тiльки пiдвищеною однорiднiстю в розподiлi легуючої домiшки по об’єму криста-
ла [10–12], але також i бiльш високими значеннями рухливостi µ за iнших рiвних умов.
Виникало питання, чи знаходять свiй прояв у ТЛ кристалах Si подiбнi переваги (порiв-
няно iз ЗВ кристалами) i тодi, коли як пробнi будуть використанi явища, пов’язанi з роз-
сiянням фононiв, а не електронiв. Такий пiдхiд (у разi його дiєвостi) буде еквiвалентним,
в принципi, розширенню можливостей методики, оскiльки де-бройлiвська довжина хвиль
фононiв λф задовольняє нерiвнiсть λф < λе.
Дiйсно, коли мова йде про розсiяння певних квазiчастинок, наприклад, електронiв або
фононiв, то оцiнювати перешкоди для їх руху в кристалi зручно шляхом порiвняння роз-
мiрiв цих перешкод з довжиною хвиль де Бройля, що характеризують вiдповiднi об’єкти.
У зв’язку з цим потрiбно зазначити, що технологiчний термовiдпал, який проходять транс-
мутацiйно легованi кристали n−Si〈P 〉, усуває з об’єму кристала радiацiйнi дефекти, порiв-
няннi за своїми розмiрами з електронною хвилею де Бройля, i рухливiсть носiїв струму
в таких вiдпалених кристалах iстотно зростає. Але це зовсiм не означає, що при такому
(технологiчному) вiдпалi усуваються абсолютно всi радiацiйнi дефекти: набагато меншi за
розмiром дефекти можуть залишатися, а електронна хвиля де Бройля при своєму поширен-
нi в кристалi їх буде просто “не помiчати”, легко огинаючи. Для виявлення менших за роз-
мiрами дефектiв необхiдно скористатися набагато коротшими хвилями. Якщо електронна
хвиля де Бройля в кристалi перекриває сотню або декiлька сотень мiжатомних вiдстаней,
то фонони, якi вiдповiдальнi за формування термо-ЕРС захоплення електронiв фонона-
ми (в iнтервалi температур T ≈ 20 ÷ 80 К у випадку Si i Ge), мають довжину хвилi на
1,5–2 порядки меншу за електронну хвилю де Бройля.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №5 71
Данi робiт [13–15] свiдчать про те, що при заданiй поляризацiї довгохвильових фононiв
(l або t) захоплення електронiв фононами в напрямку довгої (головної) осi iзоенергетично-
го елiпсоїда є визначальним, тобто α
(l,t)
‖ ≫ α
(l,t)
⊥ , а при заданому напрямку по вiдношенню
до осей елiпсоїда переважаюча роль у захопленнi електронiв фононами належить фоно-
нам поздовжньої поляризацiї, тобто α
(l)
‖,⊥ ≫ α
(t)
‖,⊥. Внаслiдок цього зiставлення термоелект-
ричних властивостей рiзних зразкiв (легованих, наприклад, рiзними способами) потрiбно
проводити саме за компонентою α
(l)
‖ , i тому, вiдповiдно до результатiв, одержаних у [13],
α
(l)ЗВ
‖ /α
(l)ТЛ
‖ ≈ 1,7. Звiдси випливає, що поздовжнi фонони (якими переважно визначається
фононна складова термо-ЕРС захоплення електронiв фононами вздовж довгої осi iзоенер-
гетичного елiпсоїда αф
‖ ∼ α
(l)
‖ ) ефективнiше розсiюються в ТЛ (що пройшли лише техно-
логiчний вiдпал) кристалах, нiж у ЗВ кристалах кремнiю, легованих домiшкою фосфору
у тiй же концентрацiї через розплав.
Метою даної роботи було вивчення впливу високотемпературного вiдпалу (при T =
= 1200 ◦С протягом 2 год) та рiзних швидкостей охолодження (υохол) на параметри анiзо-
тропiї рухливостi K i анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами M у криста-
лах n−Si двох типiв: звичайних (легованих домiшкою фосфору через розплав) i трансму-
тацiйно легованих (легованих фосфором шляхом ядерної трансмутацiї).
Експериментальнi дослiдження проводилися на зразках кремнiю, якi мали необхiдну
кристалографiчну орiєнтацiю (довжина їх збiгалася з напрямком [100]), що дозволяло про-
водити вимiри (при 77 K) змiн питомого опору ρ з тиском X, виводячи функцiю ρ(X) на
насичення ( lim
X→∞
ρ(X) = ρ∞), яке досягалося за умов T = 77 K i X > (0,6÷1,0) ГПа i забез-
печувало отримання параметра анiзотропiї рухливостi електронiв у рамках окремо взятого
iзоенергетичного елiпсоїда за формулою
K =
µ⊥
µ‖
=
3
2
ρ∞
ρ0
−
1
2
, (2)
де ρ0 — питомий опiр при X = 0; µ‖, µ⊥ — рухливостi носiїв заряду вздовж i поперек довгої
осi iзоенергетичного елiпсоїда вiдповiдно.
Значення параметра анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами визначали
за формулою
M =
αф
‖
αф
⊥
=
2K
(2K + 1)
αф
0
αф
∞
− 1
, (3)
αф
0 = α0 − αе, (4)
αф
∞ = α∞ − αе, (5)
де αф
0 , αф
∞ — фононнi складовi термо-ЕРС без тиску (X = 0) i в насиченнi (X → ∞),
якi дорiвнюють дослiдним даним (α0 i α∞) без електронної (дифузiйної) складової αe =
=
k
e
[
2 + ln
2(2πm∗kT )3/2
n0h3
]
(формула Писаренка); n0 — концентрацiя носiїв заряду; e —
заряд електрона; k — постiйна Больцмана; T — температура; h — стала Планка; m∗ =
= N2/3 3
√
m‖m
2
⊥ — ефективна маса густини станiв; N — число iзоенергетичних елiпсоїдiв,
72 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №5
зокрема для n−Si N =
{
6 при X = 0,
2 при X > 0,6 ГПа;
m‖, m⊥ — ефективнi маси вздовж i попе-
рек довгої осi iзоенергетичного елiпсоїда вiдповiдно.
На двох групах (по три зразки в кожнiй) звичайних i двох групах трансмутацiйно лего-
ваних зразкiв n−Si шляхом вимiрiв величин, що знаходяться в правiй частинi виразiв (2) i
(3), були отриманi значення K = µ⊥/µ‖ i M = αф
‖ /α
ф
⊥ як у вихiдному станi, так i пiсля висо-
котемпературного вiдпалу при 1200 ◦С протягом 2 год (i при двох швидкостях охолодження
вiд температури ВТВ до кiмнатної). Результати цих дослiдiв наведенi в табл. 1.
Аналiз одержаних даних (див. табл. 1) показує, що:
як у дослiдах зi звичайними, так i з трансмутацiйно легованими зразками, значення па-
раметра K = µ⊥/µ‖ в межах точностi вимiрiв при використаних термовiдпалах практично
не зазнають помiтних змiн, проявляючи лише деяку тенденцiю до зниження;
на вiдмiну вiд K, значення параметра M = αф
‖ /α
ф
⊥ при тих же термовiдпалах зазнають
помiтних змiн: якщо у звичайних кристалах значення M (пiсля термовiдпалу при 1200 ◦С
протягом 2 год i незалежно вiд швидкостi їх охолодження) виявилися за своєю величиною
лише спадними, то у випадку трансмутацiйно легованих кристалiв цi змiни параметра M
в результатi термовiдпалу зростали приблизно у 1,49 раза, хоча рухливiсть носiїв заряду
µTЛ
77K при цьому тiльки знижувалася.
Характерно, що тенденцiї до зниження K i µTЛ
77K пiсля термовiдпалiв (i охолоджень) були
практично малопомiтними порiвняно зi змiнами параметра M , якi в дослiдах iз звичайними
i трансмутацiйно легованими кристалами були якiсно протилежними за знаком.
Знайденi вiдмiнностi в змiнi M для двох типiв зразкiв (ЗВ i ТЛ) можна пояснити наяв-
нiстю в трансмутацiйно легованих кристалах залишкових дефектiв радiацiйного походжен-
ня, якi, фактично, технологiчний вiдпал повнiстю усунути не спроможний. У кристалах,
легованих через розплав, подiбнi дефекти в принципi вiдсутнi.
Пiдсумовуючи все вищезазначене, можна зробити такi висновки.
1. Дослiджено зв’язок параметрiв M з K для температури 77 K з використанням ана-
лiтичного виразу, який пов’язує мiж собою параметр анiзотропiї термо-ЕРС захоплення
електронiв фононами в окремо взятому iзоенергетичному елiпсоїдi M = αф
‖ /α
ф
⊥ з пара-
Таблиця 1. Вплив високотемпературних вiдпалiв i рiзних швидкостей охолодження на значення параметрiв
K = µ⊥/µ‖ i M = αф
‖ /α
ф
⊥ у кристалах n−Si, легованих через розплав i шляхом ядерної трансмутацiї
Зразки n−Si ne, см−3
µ77K ,
см2/В · с
K =
µ⊥
µ‖
M =
αф
‖
αф
⊥
Тип
легування
Вихiдний SiЗВ
1, 90 · 1013 1, 98 · 104 5,40 6,62 через
ВТВ 1200 ◦С, 2 год υохол 1000 ◦С/хв 1, 98 · 1013 2, 03 · 104 5,40 6,41 розплав
υохол 1 ◦С/хв 2, 06 · 1013 2, 00 · 104 5,30 5,62
Вихiдний SiЗВ
5, 50 · 1013 1, 96 · 104 5,23 6,30
ВТВ 1200 ◦С, 2 год υохол 1000 ◦С/хв 5, 65 · 1013 2, 01 · 104 5,20 5,70
υохол 1 ◦С/хв 5, 10 · 1013 1, 99 · 104 5,23 5,20
Вихiдний SiTЛ
5, 73 · 1013 2, 14 · 104 5,25 5,40 транс-
ВТВ 1200 ◦С, 2 год υохол 1000 ◦С/хв 5, 93 · 1013 2, 05 · 104 5,56 7,50 мутацiйне
υохол 1 ◦С/хв 5, 10 · 1013 2, 00 · 104 5,50 7,20
Вихiдний SiTЛ
5, 72 · 1013 2, 14 · 104 5,23 5,40
ВТВ 1200 ◦С, 2 год υохол 1000 ◦С/хв 5, 92 · 1013 2, 06 · 104 5,56 7,60
υохол 1 ◦С/хв 5, 10 · 1013 2, 00 · 104 5,50 7,20
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №5 73
метром анiзотропiї рухливостi K = µ⊥/µ‖ i вiдношенням фононної складової термо-ЕРС
захоплення електронiв фононами в недеформованому (шестидолинному) i сильно дефор-
мованому (дводолинному) кристалах n−Si. Експерименти проведено на двох типах зраз-
кiв кремнiю: легованих домiшкою фосфору через розплав (звичайнi кристали) i легова-
них цiєю ж домiшкою за рахунок ядерної трансмутацiї (трансмутацiйно легованi крис-
тали).
2. З’ясовано, що параметр анiзотропiї рухливостi K при високотемпературних вiдпалах
(T = 1200 ◦С, t = 2 год) i подальшому охолодженнi з рiзними швидкостями (υохол = 1000
i 1 ◦С/хв) в кристалах обох типiв (ЗВ i ТЛ) залишається практично незмiнним.
3. Встановлено, що параметр анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами
M = αф
‖ /α
ф
⊥ помiтно змiнюється при високотемпературному вiдпалi й охолодженнi, причо-
му виявленi змiни M якiсно рiзнi для двох типiв кристалiв n−Si: у легованих через розплав
кристалах значення параметра M зменшуються, тодi як у трансмутацiйно легованих зраз-
ках зростають приблизно у пiвтора раза. Фактично шляхом високотемпературної обробки
трансмутацiйно легованого n−Si розсiюючi центри для довгохвильових фононiв усувають-
ся, внаслiдок чого ймовiрнiсть розсiяння фононiв зменшується й анiзотропiя термо-ЕРС
рiзко зростає.
1. Tanenbaum M., Mills A.D. Preparation of uniform resistivity n-type silicon by nuclear transmutation //
J. Electrochemical Soc. – 1961. – 108, No 2. – P. 171–176.
2. Баранский П.И., Бугай А.А., Гирий В.А. и др. Трансмутационное легирование кремния: получение,
физические свойства, применение. – Kиев: Ин-т физики АН УССР, 1984. – 60 с. – (Препринт / АН
УССР, Ин-т физики; № 28).
3. Вавилов В. С., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых прибо-
рах. – Москва: Атомиздат, 1969. – 312 с.
4. Kонoзeнкo И.Д., Семенюк A. К., Хиврич В.И. Радиационные эффекты в кремнии. – Киев: Наук.
думка, 1974. – 199 с.
5. Смирнов Л. C., Cоловьев С.П., Стась В.Ф., Харченко В.А. Легирование полупроводников методом
ядерных реакций / Под ред. Л. C. Смирнова. – Новосибирск: Наука, 1981. – 181 с.
6. Вавилов В.С., Кекелидзе Н.П., Смирнов Л.С. Действие излучений на полупроводники. – Москва:
Наука, 1988. – 192 с.
7. Гроза А.А., Литовченко П. Г., Старчик М. I. Ефекти радiацiї в iнфрачервоному поглинаннi та стру-
ктурi кремнiю. – Київ: Наук. думка, 2006. – 124 с.
8. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Справочник. –
Киев: Наук. думка, 1975. – 704 с.
9. Физика твердого тела. Энциклопедический словарь. Т. II. / Под ред. В. Г. Барьяхтара. – Киев: Наук.
думка, 1998. – 645 с.
10. Herrmann H.A., Herzer H. Doping of silicon by neutron irradiation // J. Electrochem. Soc. – 1975. – 122,
No 11. – P. 1568–1569.
11. Миз Дж. Процессы нейтронного трансмутационного легирования – новая реакторная техноло-
гия // Нейтронное трансмутационное легирование полупроводников. Новости физики твердого тела.
Вып. 11 / Под ред. Дж. Миза. (Пер. с англ. под ред. В.Н. Мордковича). – Москва: Мир, 1982. –
264 с.
12. Смит. Т. Нейтронное легирование на исследовательских реакторах в Харруэлле // Там же. – Москва:
Мир, 1982. – 264 с.
13. Баранский П.И., Савяк В.В., Щербина Л.А. Исследование фонон-фононной релаксации в нейтрон-
но-легированных и обычных кристаллах кремния // Физика и техника полупроводников. – 1980. –
14, № 2. – С. 302–305.
14. Баранский П.И., Буда И.С., Коломоец В. В. и др. Фонон-фононная релаксация при эффектах увле-
чения в n−Ge // Там же. – 1975. – 9, № 9. – С. 1680–1684.
74 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №5
15. Баранский П.И., Савяк В. В., Щербина Л.А. Исследование фундаметальных параметров, опреде-
ляющих фонон-фононную релаксацию в n−Si // Там же. – 1980. – 14, № 2. – С. 393–396.
Надiйшло до редакцiї 15.01.2014Iнститут фiзики напiвпровiдникiв
iм. В. Є. Лашкарьова НАН України, Київ
Iнститут ядерних дослiджень НАН України, Київ
П.И. Баранский, Г. П. Гайдар
Влияние высокотемпературного отжига на параметры анизотропии
подвижности и анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов
фононами в n−Si
В опытах с кристаллами n−Si, легированными примесью фосфора через расплав и путем
ядерной трансмутации, исследовано влияние высокотемпературного отжига (при T =
= 1200 ◦С в течение 2 ч) на параметр анизотропии подвижности K = µ⊥/µ‖ и пара-
метр анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов фононами M = αф
‖ /α
ф
⊥. Показано,
что в кристаллах кремния, легированных через расплав, термоотжиг приводит к заметно-
му снижению величины М, тогда как в трансмутационно легированных образцах значение
этого параметра увеличивается в ∼1,5 раза. Установлено, что параметр анизотропии под-
вижности K в кристаллах обоих типов остается практически неизменным. Предложено
объяснение полученных результатов.
P. I. Baranskii, G. P. Gaidar
Influence of the high-temperature annealing on the anisotropy
parameters of mobility and the anisotropy of the
thermoelectromotive-drag of electrons by phonons in n−Si
In the experiments with crystals of n−Si doped with impurities of phosphorus through the melt and
by the nuclear transmutation, the influence of the high-temperature annealing (at T = 1200 ◦С
during 2 h) on the anisotropy parameter of mobility K = µ⊥/µ‖ and on the anisotropy parameter
of the thermoelectromotive-drag of electrons by phonons M = αph
‖ /αph
⊥ is investigated. It is shown
that, in silicon crystals doped through the melt, the thermoannealing leads to a marked reduction in
the value of M, whereas the value of this parameter increases by about 1.5 times in transmutation-
doped samples. It is found that the anisotropy parameter of mobility K in the crystals of both types
remains almost unchanged. The explanation of the results obtained is proposed.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №5 75
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87704 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:05:04Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Баранський, П.І. Гайдар, Г.П. 2015-10-23T19:09:28Z 2015-10-23T19:09:28Z 2014 Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si / П.I. Баранський, Г.П. Гайдар // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 5. — С. 70-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87704 621.315.592.3 У дослiдах з кристалами n−Si, легованими домiшкою фосфору через розплав i шляхом ядерної трансмутацiї, дослiджено вплив високотемпературного вiдпалу (при T = 1200 °С протягом 2 год) на параметр анiзотропiї рухливостi K = μ⊥/μ|| i параметр
 анiзотропiї термо-ЕРС захоплення електронiв фононами M = α||^ф/ α⊥^ф. Показано, що
 в кристалах кремнiю, легованих через розплав, термовiдпал приводить до помiтного
 зниження величини M, тодi як у трансмутацiйно легованих зразках значення цього
 параметра збiльшується в ~1,5 раза. Встановлено, що параметр анiзотропiї рухливостi K в кристалах обох типiв залишається практично незмiнним. Запропоновано пояснення одержаних результатiв. В опытах с кристаллами n−Si, легированными примесью фосфора через расплав и путем
 ядерной трансмутации, исследовано влияние высокотемпературного отжига (при T = 1200 °С в течение 2 ч) на параметр анизотропии подвижности K = μ⊥/μ|| и параметр анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов фононами M = α||^ф/ α⊥^ф. Показано,
 что в кристаллах кремния, легированных через расплав, термоотжиг приводит к заметному снижению величины М, тогда как в трансмутационно легированных образцах значение
 этого параметра увеличивается в ~1,5 раза. Установлено, что параметр анизотропии подвижности K в кристаллах обоих типов остается практически неизменным. Предложено объяснение полученных результатов. In the experiments with crystals of n−Si doped with impurities of phosphorus through the melt and
 by the nuclear transmutation, the influence of the high-temperature annealing (at T = 1200 °С
 during 2 h) on the anisotropy parameter of mobility K = μ⊥/μ|| and on the anisotropy parameter
 of the thermoelectromotive-drag of electrons by phonons M = α||^ph/ α⊥^ph is investigated. It is shown
 that, in silicon crystals doped through the melt, the thermoannealing leads to a marked reduction in
 the value of M, whereas the value of this parameter increases by about 1.5 times in transmutation-
 doped samples. It is found that the anisotropy parameter of mobility K in the crystals of both types
 remains almost unchanged. The explanation of the results obtained is proposed. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Фізика Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si Влияние высокотемпературного отжига на параметры анизотропии подвижности и анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов фононами в n−Si Influence of the high-temperature annealing on the anisotropy parameters of mobility and the anisotropy of the thermoelectromotive-drag of electrons by phonons in n−Si Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si Баранський, П.І. Гайдар, Г.П. Фізика |
| title | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si |
| title_alt | Влияние высокотемпературного отжига на параметры анизотропии подвижности и анизотропии термо-ЭДС увлечения электронов фононами в n−Si Influence of the high-temperature annealing on the anisotropy parameters of mobility and the anisotropy of the thermoelectromotive-drag of electrons by phonons in n−Si |
| title_full | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si |
| title_fullStr | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si |
| title_full_unstemmed | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si |
| title_short | Вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ЕРС захоплення електронів фононами в n–Si |
| title_sort | вплив високотемпературного відпалу на параметри анізотропії рухливості і анізотропії термо-ерс захоплення електронів фононами в n–si |
| topic | Фізика |
| topic_facet | Фізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87704 |
| work_keys_str_mv | AT baransʹkiipí vplivvisokotemperaturnogovídpalunaparametrianízotropííruhlivostííanízotropíítermoerszahoplennâelektronívfononamivnsi AT gaidargp vplivvisokotemperaturnogovídpalunaparametrianízotropííruhlivostííanízotropíítermoerszahoplennâelektronívfononamivnsi AT baransʹkiipí vliânievysokotemperaturnogootžiganaparametryanizotropiipodvižnostiianizotropiitermoédsuvlečeniâélektronovfononamivnsi AT gaidargp vliânievysokotemperaturnogootžiganaparametryanizotropiipodvižnostiianizotropiitermoédsuvlečeniâélektronovfononamivnsi AT baransʹkiipí influenceofthehightemperatureannealingontheanisotropyparametersofmobilityandtheanisotropyofthethermoelectromotivedragofelectronsbyphononsinnsi AT gaidargp influenceofthehightemperatureannealingontheanisotropyparametersofmobilityandtheanisotropyofthethermoelectromotivedragofelectronsbyphononsinnsi |