Электрофизические и тензоэлектрические свойства InSb и GaSb, облученных электронами, протонами и нейтронами
Диссертация
Результаты исследования электрофизических свойств и особенностей отжига показывают, что при облучении высокоэнергетическими электронами, протонами или быстрыми нейтронами в соединениях InSb и GaSb вводятся радиационные дефекты как донорной, так и акцепторной природы, эффективность влияния которых на электрофизические свойства материала зависит от типа проводимости и уровня легирования исходного… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В АНТИМОНИДАХ (In, Ga)-Sb
- 1. 1. Антимонид индия (InSb)
- 1. 1. 1. Электрофизические свойства облученного InSb
- 1. 1. 2. Отжиг радиационных дефектов в InSb
- 1. 1. 3. Трансмутационное легирование InSb
- 1. 2. Антимонид галлия (GaSb)
- 1. 2. 1. Электрофизические свойства облученного GaSb
- 1. 2. 2. Отжиг радиационных дефектов
- 1. 3. Цель и задачи исследования
- 1. 1. Антимонид индия (InSb)
- ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
- 2. 1. Параметры исследуемых полупроводников
- 2. 2. Характеристики исследуемых материалов
- 2. 3. Методика измерения, облучения и отжига
- 2. 3. 1. Измерение электрических параметров
- 2. 3. 2. Измерение электрических параметров GaSb в условиях всестороннего сжатия
- 2. 3. 3. Облучение электронами и протонами
- 2. 3. 4. Облучение реакторными нейтронами
- 2. 3. 5. Изохронный отжиг
- ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В InSb
- 3. 1. Электрофизические характеристики облученного InSb
- 3. 1. 1. InSb, облученный электронами
- 3. 1. 2. InSb, облученный ионами водорода
- 3. 2. Нитевидные микрокристаллы InSb, облученные нейтронами
- 3. 3. Уровни радиационных дефектов в InSb
- 3. 4. Термическая стабильность радиационных дефектов в InSb
- 3. 5. Выводы
- ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В GaSb
- 4. 1. Электрофизические характеристики облученного GaSb
- 4. 1. 1. GaSb, облученный электронами
- 4. 1. 2. GaSb, облученный ионами водорода
- 4. 2. Уровни радиационных дефектов в GaSb
- 4. 3. Радиационные дефекты в GaSb в условиях гидростатического сжатия
- 4. 4. Термическая стабильность радиационных дефектов в GaSb
- 4. 5. Выводы
- 4. 1. Электрофизические характеристики облученного GaSb
Список литературы
- Cleland J.W., Crawford J.H., Jr. Radiation Effects in 1. dium Antimonide // Phys. Rev.-1954.- V.93, № 4.- P. 894−895.
- Aukerman L.W. Radiation Effects // Semiconductors and Semimetals / ed. Willardson R.K. and Bear A.C.-N.Y: AP, 1968.- P. 343−409.
- Koumitzi S.D. Evidence of a radiation induced defect level in «-type InSb // Sol. State Commun.- 1987.- V.64,N8.-P. 1171−1173.
- Витовский H.A., Машовец T.B., Оганесян O.B., Бахбухчан Н. Х. Кинетика изменения концентрации носителей заряда в антимониде индия при облучении электронами с энергией 50 МэВ // Физ. Техн. Полупров.- 1978.- Т. 12, в.9.- С. 1861−1862.
- Скипетров Е.П., Дмитриев В. В., Заитов Ф. А., Кольцов Г. И., Ладыгин Е. А. Электрофизические свойства антимонида индия «-типа, облученного быстрыми электронами // Физ. Техн. Полупров.- 1986.- Т.20, № 10.- С. 1787−1790.
- Водопьянов Л.К., Курдиани Н. И. О разупорядоченных областях в InSb, обусловленных облучением быстрыми нейтронами // Физ. Техн. Полупров.- 1967.-Т.1, № 5.- С. 646−648.
- Baramidze N.V., Bonch-Bruevich V.L., Georgadze М. Р, Kurdiani N.I. Electrical Properties of InSb Irradiated with Fast Neutrons // Phys. Stat.Sol.(b).- 1982.- V.110, № 1.-P. 33−37.
- Gossik B.R. Disordered Regions in Semiconductors Bombarded by Fast Neutrons // J.Appl. Phys.- 1959.- V.30, № 8.- P. 1214−1218.
- Водопьянов Л.К., Курдиани Н. И. Электрические свойства сурьмянистого индия, облученного нейтронами при 77 К и электронами при 300 К // Физ. Тверд. Тела.-1965.- Т.7, № 9.- С. 2749−2753.
- Колин Н.Г., Миркурисов Д. И., Соловьев С. П. Электрофизические свойства InSb, облученного быстрыми нейтронами реактора// Физ. Техн. Полупров.- 1999.-Т.ЗЗ, в. 8.- С. 927−930.
- Stein HJ. Fast Neutron Irradiation of InSb // Bull.Am.Phys.Soc., Ser.II.- 1962.- V.7, № 8.- P. 543.
- Brudnyi V.N., Grinyaev S.N., Stepanov V.E. Local neutrality conception: Fermi level pinning in defective semiconductors // Physica B: Condense Matter. -1995.- V.212.-P. 429−435.
- Eisen F.H., Bickel P.W. Electron Damage Threshold in InSb // Phys, Rev.- 1959.-V.115, № 2.- P.345−346.
- Eisen F.H. Orientation Dependence of Electron Radiation Damage in InSb // Phys.Rev.- 1964.- V.135, № 5A.- P. A1394-A1399.
- Eisen FM Recovery of Electron Radiation Damage in n-type InSb // Phys.Rev.-1961.- V.123, №.3.- P. 736−744.
- Заитов Ф.А., Исаев Ф. К., Поляков А. Я., Кузьмин А. В. Влияние проникающей радиации на свойства антимонида и арсенида индия.- Баку: Элм, 1984.- 205 с.
- Ивлева B.C., Ольховникова Т. И., Селянина В. И., Фомин В. Г. Влияние некоторых дефектов роста на изменение типа проводимости InSb при термообработке // Электронная техника, серия 6. Материалы.- 1972.- В.1.- С. 71−77.
- Марианашвили Ш. М., Нанобашвили Д. И., Размадзе З. Г. О возможности трансмутационного легирования антимонида индия // Физ.Тверд.Тела.- 1965, — Т.7, №.12.- С. 3566−3570.
- Kucher F., Fantner Е., Bauer G. Systematic Control of Doping Characteristics of n-InSb by Nuclear Reactions // Phys. Stat. Sol.- 1974.- V.24, № 2.- P. 513−518.
- Колин Н.Г., Миркурисов Д. И., Соловьев С. П. Электрофизические свойства ядерно-легированного InSb // Физ. Техн. Полупров.- 1999.- Т. З, № 7- С. 774- 777.
- Колин Н.Г. Ядерное легирование и радиационное модифицирование полупроводников: состояние и перспективы // Известия вузов. Физика.- 2003.- № 6.-С. 12−20.
- Nakashima К. Electrical and optical studies in gallium arsenide // Jap. J. Appl.Phys.-1981.- V.20, № 6.- P. 1085−1094.
- Колокольцев B.H. Определение параметров собственных акцепторов в нелегированном GaSb // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, — 1978.- Т. 14, № 3.- С. 401−406.
- Абрикосов Н.Х., Колокольцев В. Н., Скуднова Е. В. Введение радиационных дефектов в антимонид галлия, легированный цинком и теллуром // Свойства легированных полупроводников.- М.: Наука, 1977.- С. 183−189.
- Kaiser R., Fan H.Y. Optical and electrical studies of electron bombarded GaSb // Phys. Rev.- 1965.- V.138, № 1A.- P. 156−161.
- Poujade A.M., Albany H.J. Conversion do type n au type p, har irradiation electronique, de Tantimoniure de gallium dope au tellure: etude par conductibilite thermique // C.r. Acod.Sci.- 1970.- V.270, № 13.- P. 840−873.
- Абрикосов H.X., Колокольцев B.H., Скуднова E.B. Воздействие электронного облучения на нелегированный GaSb // Физика и химия обработки материалов.-1974,-№ 6.- С. 21−24.
- Thommen К. Energy and orientation dependence of electron-irradiation-induced damage in undoped GaSb // Phys. Rev.- 1968.- V.174, № 3, — P. 938−945.
- Thommen K. Effect of low-temperature electron irradiation on the electrical properties of undoped GaSb // Phys. Rev.- 1967.- V.161, № 3, — P. 769−778.
- Абрикосов H.X., Колокольцев B.H., Скуднова E.B. Отжиг радиационных дефектов в р- GaSb / Изв. АН СССР. Неорганические материалы.- 1976.- Т. 12, № 6.-С. 1017−1020.
- Абрикосов Н.Х., Колокольцев В. Н., Скуднова Е. В. Взаимодействие примесей акцепторного и донорного типов с радиационными дефектами в антимониде галлия //Свойства легированных полупроводников.- М.: Наука, 1977.-С. 137−152.
- Абрикосов Н.Х., Колокольцев В. Н., Скуднова Е. В. Влияние легирующих примесей акцепторного и донорного типа на отжиг радиационных дефектов в антимониде галлия // Космическое материаловедение и технология.- М.: Наука, 1977.- С. 90−94.
- Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. Ed. Madelung O. // Group III: Crystal and Solid State Physics. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg.- 1987, — V.22.- 451 p.
- Gertenberg H., Glaser W. Transmutation doping and lattice defects degenerate InSb // Phys.St.Sol. (a). 1990.-V. 118,№ 1.-P. 241−252.
- Кучис Е.И. Методы исследования эффекта Холла.- М.: Сов. Радио, 1974.- 328 с.
- Киреев П.С. Физика полупроводников.- М.: Высшая школа, 1969 590 с.
- Аскеров Б.М. Кинетические эффекты в полупроводниках. Ленинград: Наука, 1970.- 304 с.
- Брудный В.Н. Радиационная модификация и дефекты некоторых алмазоподобных полупроводников сложного состава. // Дис. на соискание ученой степени доктора физ.-матем. наук. Томск, ТомГУ.-1993.- 383 с.
- Хафнер Дж. Ядерное излучение и защита в космосе.-М.:Атомиздат, 1971.-320 с.
- Блаут-Блачев А.Н., Ивлева B.C., Кеворков М. Н., Пепик Н. И., Попков А. Н., Селянина В. И. Влияние термообработки на свойства InSb, легированного Ge, Zn, Mn, Cd // Изв. АН СССР. Неорг. Матер.- 1977.- Т.13, № 4.- С. 620−622.
- Oszwaldowski М., Berus Т. Effect of tin doping on InSb thin films. // Thin Solid Films.-1989.-V.172.-P. 71−80.
- Брудный B.H., Каменская И. В., Колин Н. Г. Электрические свойства сильнооблученного InSb // Материалы 2-го Всесоюзного семинара «Примеси и дефекты в узкозонных полупроводниках». АН СССР, Павлодар.-1989. часть 2.-С. 140−144.
- Брудный В.Н., Каменская И. В., Колин Н. Г. Электрофизические свойства InSb, облученного электронами при 300 К // Изв.вузов. Физика. -1991, — Т.34, № 7.-С. 99−103.
- Брудный В. Н, Бойко B. M, Каменская И. В, Колин Н. Г. Электрофизические характеристики и предельное положение уровня Ферми в InSb, облученном прогонами // Физ. Техн. Полупр.- 2004.- Т.38, в. 7.- С. 802−807.
- Большакова И. А, Бойко В. М, Брудный В. Н, Каменская И. В, Колин Н. Г, Макидо ЕЛО, Московец Т. А, Меркурисов Д. И. Влияние нейтронного облученияна свойства нитевидных микрокристаллов «-InSb // Физ. Техн. Полупр.- 2005.-Т.39, в.7.- С. 814−819.
- Brudnyi V.N., Grinyaev S.N., Kolin N.G. A model for Fermi-level pinning in semiconductors: radiation defects, interface boundaries. // Phys. B: Condense Matter-2004.- V.348.- P. 213−225.
- Брудный B.H., Гриняев C.H., Катаев С. Г. Стабилизация уровня Ферми в облученных полупроводниках// Материалы 2-го Всесоюзного семинара «Примеси и дефекты в узкозонных полупроводниках».- АН СССР, Павлодар.- 1989.-Ч. II.-С.145−150.
- Брандт Н.Б., Дмитриев В. В., Ладыгин Е. А., Скипетров Е. П. Влияние давления на электрофизические свойства антимонида индия р-типа, облученного быстрыми электронами // Физ. Техн. Полупр.- 1987.-Т.21, в.З.-С. 514−520.
- Брудный В.Н. Исследование радиационных дефектов в полупроводниках в условиях гидростатического сжатия // Физ. Техн. Полупров.- 1999-Т.ЗЗ, Вып. 11.-С. 1290−1294.
- Машовец Т.В., Хансеваров Р. Ю. Низкотемпературное у-облучение и отжиг сурьмянистого индия / Радиационная физика неметаллических кристаллов, — Киев.: Наукова Думка, 1967.- С. 200−206.
- Myhra S. Radiation damage and recovery effects in p-type InSb // Radiation Effects.-1981.- V.59, № 1−2.- P. 1−6.
- Дмитриев В.В., Скипетров Е. П. Глубокий радиационный уровень в антимониде индия «-типа, облученном электронами// Физ. Техн. Полупров.- 1990.-Т.24, в.5.-С.897−901.
- Брудный В.Н., Колин Н. Г., Смирнов JI.C. Модель самокомпенсации и стабилизация уровня Ферми в облученных полупроводниках // Физ. Техн. Полупр.-2007.- Т.41, Вып.9.- С. 1031−1040.
- Brudnyi V.N., Kamenskaya I.V. The Electrical Properties and Fermi Level Pinning in Proton-Irradiated GaSb //Phys.Stat.Sol (a). 1988.- V.105.- P. K141-K144.
- Брудный В.Н., Каменская И. В. Электрофизические свойства антимонида галлия, облученного ионами водорода // Известия вузов. Физика. Деп. в ВИНИТИ, № 104-В88.- 1988.
- Брудный В.Н., Каменская И. В. Радиационная модификация свойств антимонида галлия// Материалы 7-ой Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах.- Кемерово.- (6−9) октября 1998.-4.IL-С. 18−19.
- Брудный В.Н., Каменская И. В. Исследование радиационных дефектов в полупроводниках в условиях всестороннего сжатия // Физ. Техн. Полупр.- 1999.-Т.ЗЗ, в. 11.-С. 1290−1294.
- Каменская И.В. Радиационные дефекты в антимониде галлия // Материалы 8-ой Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах». Кемерово.- (9−12) октября 2001.- Ч.1.- С. 54−55
- Murewala Р.А., Arora В.М., Chadvankar S.S. Low Temperature Electron Irradiation Induced Defects inn- GaSb //Mater.Sci.Forum.- 1986.- V. 10−12, № 3.- P. 1069−1073.
- Leifer H.N., Dunlap W.C. Some properties of p-tipe GaSb between 15 К and 925 К // Phys.Rev.-1954.-V.95, № 1, — P. 51−56.
- Рюле В., Яковец В., Пилкун С. Излучательная рекомбинация с участием акцепторов в GaSb // Изв. АН СССР. Сер. Физика.- 1973.- Т.37, № 3.-С. 570−572.
- Эварестов Р.А. Квантово-химические методы в теории твердого тела.-Ленинград: ЛГУ, 1982.- 279 с.
- Chadi D.J. Spin-orbit splitting and compositionally disordered semiconductors // Phys. Rev. B.-1977.- V.16, N2.-P. 790−796.
- Брудный B.H., Гриняев C.H., Колин Н. Г. Корреляция положения глубоких уровней собственных точечных дефектов с «предельным» положением уровня Ферми в облученных полупроводниках группы III-V // Изв. Вузов. Физика.- 2007.-Т.50, № 5.- С. 17−22.
- Brydnyi V.N., Grinyaev S.N., Stepanov V.E. Local neutrality conception: Fermi level pinning in defective semiconductors // Physica B. Condensed Matter 1995.- P. 429−435.
- Van de Walle C.G. and Neugebauer J. Universal alignment of hydrogen levels in semiconductors, insulators and solutions // Nature.- 2003.- V.423, № 5.- P. 626−628.
- Агринская H.B., Машовец T.B. Самокомпенсация в полупроводниках // Физ. Техн. Полупр.- 1994.-Т. 28, в. 9.- С. 1505−1534.
- Cardona М. Christensen N.E. Acoustic deformation potentials and heterostructure band offsets in semiconductors // Phys. Rev. B. 1987.- V.35, № 12.- P. 6182−6194.