Влияние отжига на поведение кислорода в монокристаллах германия
Автор: Шиманский А.Ф., Подкопаев О.И., Городищева А.Н., Павлюк Т.О., Филатов Р.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 2 т.17, 2016 года.
Бесплатный доступ
Производство полупроводникового германия вносит вклад в развитие аэрокосмического приборостроения. Бездислокационные монокристаллы германия используются для создания эффективных фотопреобразователей космического базирования. Кристаллы с предельно низким содержанием примесей и дефектов находят применение для изготовления цифровых устройств в распределенных системах электропитания бортовой аппаратуры ракетно-космической техники. Одной из основных примесей в германии, определяющей структурное совершенство и свойства монокристаллов, является кислород. Предметом настоящей работы является анализ влияния отжига кристаллов германия на поведение растворенного в них кислорода. Исследование примеси кислорода в монокристаллах проведено методом ИК-спектрометрии. По величине оптической плотности в максимуме полосы поглощения в ИК-спектре на волновом числе 843,0 см-1 определена концентрация кислорода в кристаллах Ge, которая изменяется от 0,2·1016 до 1,3·1016 см-3 в зависимости от их качества. Изучено влияние отжига в интервале температуры 350-450 °С на поведение растворенного в германии кислорода. Установлено, что после отжига в среде с парциальным давлением кислорода (РO2) от 103 до 1 Па увеличивается его концентрация в кристаллах, и максимум кислородной полосы смещается с волнового числа 843 на 856 см-1. Отжиг при более низком РO2 приводит к уменьшению интенсивности кислородной полосы 843 см-1 вследствие образования термодоноров на основе растворенного междоузельного кислорода. Результаты проведенных исследований могут быть использованы в технологии полупроводникового германия для получения монокристаллов с заранее заданными содержанием, формой присутствия кислорода и контролируемыми посредством этого свойствами.
Монокристаллический германий, примеси, кислород, ик-спектрометрия, волновое число, отжиг, термодоноры
Короткий адрес: https://sciup.org/148177588
IDR: 148177588
Список литературы Влияние отжига на поведение кислорода в монокристаллах германия
- Dimroth F., Kurtz S. High-efficiency multijunction solar cells//MRS bulletin. 2007. Vol. 32, No 03. P. 230-235 DOI: 10.1557/mrs2007.27
- Наумов А. В. Мировой рынок германия и его перспективы. Восставший из праха//Известия вузов. Цветная металлургия. 2007. № 4. С. 32-40.
- Luque A., Hegedus S. (ed.). Handbook of photovoltaic science and engineering. John Wiley & Sons, 2003. 1168 р.
- Claeys L., Simoen E. Germanium-based technologies: from materials to devices. Elsevier, Oxford, 2007. 449 p.
- Depuydt B., Theuwis A., Romandic I. Germanium: from the first application of Czochralski crystal growth to large diameter dislocation-free wafers//Materials Science in Semiconductor Processing. 2006. Vol. 9, No 4. P. 437-443 DOI: 10.1016/j.mssp.2006.08.002
- Chroneos A., Vovk R. V. Oxygen diffusion in germanium: interconnecting point defect parameters with bulk properties//Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2015. Vol. 26, No 10. P. 7378-7380 DOI: 10.1007/s10854-015-3367-7
- Жданкин В. К. Радиационно стойкие низковольтные DC/DC-преобразователи для распределенных систем электропитания ракетно-космической техники//Компоненты и технологии. 2011. Т. 7, № 120. С. 139-136.
- Радиационная стойкость материалов. Справочник/под общ. ред. В. Б. Дубровского. М.: Атомиздат, 1973.
- Taishi T., Ohno Y., Yonenaga I. Reduction of grown-in dislocation density in Ge Czochralski-grown from the B2O3-partially-covered melt//Journal of Crystal Growth. 2009. Vol. 311, iss. 22. P. 4615-4618 DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2009.09.001
- Кирьянова Т. В., Рябец А. Н., Левинзон Д. И. Свойства кислородсодержащего германия, легированного редкоземельными элементами//Складнiсистеми i процеси. 2003. № 2. С. 12-17.
- Pajot B., Clauws P. High resolution local mode spectroscopy of oxygen in germanium//The Proceedings of the 18th International Conference on the Physics of Semiconductors. 1987. Vol. 2. P. 911-914.
- Clauws P. Oxygen related defects in germanium//Materials Science and Engineering: B. 1996. Vol. 36. No 1. P. 213-220 DOI: 10.1016/0921-5107(95)01255-9
- Complexes of self-interstitial with oxygen atoms of germanium/L. I. Khirunenko, //Materials science in semiconductor processing. 2008. Vol. 11. P. 344-347 DOI: 10.1016/j.mssp.2008.07.007
- Cryse O., Vanhellomont J., Clawus P. Determination of oxide precipitated phase and morphology in silicon and germanium using infra-red absorption spectroscopy//Materials science in semiconductor processing. 2006. Vol. 9. P. 246-251.
- Metastable thermal donor states in germanium: Identification by electron paramagnetic resonance/H. H. P. Th. Bekman //Physical Review B. 1990. Vol. 42. P. 9802. Doi: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.42.9802.
- Shimanskii A. F., Podkopaev O. I., Baranov V. N. Oxygen impurity in germanium single crystals determination by infrared spectrometry//Advanced materials research. 2015. Vol. 1101. P. 115-119 DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1101.115
- Formation of Thermal Double Donors in Ge/K. Inoue //Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference -2014. JPS Conference Proceedings. 2014. Vol. 1, No 1. P. 2082. Doi: http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.1.012082.
- Pajot B., Clerjaud B. Optical absorption of impurities and defects in semiconducting crystals electronic absorption of deep centres and vibrational spectra. Berlin: Springer, 2013. 510 p.
