Введение к работе
-3-
Актуальность темы. В последнее время резко возрос интерес к юнню примеси водорода на свойства полупроводниковых ?ериалов. Это связано с тем, что введение водорода в ряде гчаев позволяет значительно улучшить качество материала либо за >т нейтрализации "вредного" влияния дефектов всегда [сутствущих в кристаллах, либо за счет возникновения новых >лезных" дефектов. Наиболее полно исследовано влияние водорода свойства германия. В случае кремния эти исследования только Гчас получают должное внимание.
Эффективными методами исследования, позволяющими с высокой шостыо определять структуру энергетических состояний дефектных шлексов (в том числе содержащих в своем составе водород) іяются спектроскопические измерения, в том числе фотолвди-;ценция, возникающая при рекомбинации связанных на центре жтрона и дырки. При этом каждому комплексу соответствует свой жтр рекомбинационного излучения (РИ). Поэтому исследование РИ :итонов, связанных на водородных дефектах, является эффективным ?одом получения информации о типах связей, которые водород сет образовывать с другими примесными атомами и т.д.
Целью настоящей работы являлось: Исследование температурных зависимостей времен жизни эксито-!, связанных на изоэлектронных радиационных дефектах в кремнии. Определение симметрии изоэлектронных водородных центров В80,
Исследование свойств экситонов, связанных на изоэлектронных
водородных центрах В80, в]9 и В^.
Практическая ценность работы состоит в том, что получении ней результаты могут быть использованы при создании совершен материалов для микроэлектроники.
Научная новизна. Проведенные в работе исследова существенно расширили представления о природе и структ дефектных центров в кремнии. Анализ взаимодействия связан носителей заряда между собой, а также с потенциалом дефект центров позволил объяснить многие оптические свойс изоэлектронных центров в кремнии. Разработанные в диссерта метода анализа рекомбинационного излучения могут б: использованы для исследования различных оптических перехо между мелкими локализованными состояниями носителей, связанн с дном зоны проводимости и потолком валентной зоны.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Исследована фотолюминесценция кристаллического кремн облученного тепловыми нейтронами. У экситонов, связанных изоэлектронных центрах В80, b!L, В^ и Bg6, обнаружены сист^ возбужденных состояний. Получены температурные зависимости вреї распада экситонов, связанных на изоэлектронных центрах В80, В BJ1, Bg6 и Bg0. Эти зависимости объяснены тем, что излучатели время жизни экситона в основном состоянии значительно больше, ' каждом из возбувденных состояний. В результате решения уравнеї кинетики определены времена жизни экситонов, связанных на э' центрах, в основном и возбужденных состояниях.
2. Установлено, что изоэлектронный водородный центр В^
ет точечную группу Сзу. Обнаружено, что основное состояние
занного на нем экситона расщеплено на два (дублет) с
ргетическим расстоянием между компонентами дублета «ЗОмкэВ,
чем переход из состояния имеющего меньшую энергию в дублете
ически запрещен. Запрещенное состояние проявляется в спектрах
только в магнитном поле. Получены спектры РИ экситонов, ванных на центре В^ в магнитных полях и полях деформации, одом инвариантов построен гамильтониан экситонов в магнитном и поле деформации для центров с симметрией С. Предложенная іель позволила объяснить все экспериментальные результаты и «делить g-факторы и пьезооптические константы экситона, ізанного на центре В^ .
3. Установлено, что изоэлектронные водородные центры В80 и
( имеют точечную группу С.,. Обнаружено, что основные состояния
юанных на них экситонов расщеплены на три (триплет) с
іргетическим расстоянием между компонентами триплета «ЗОмкэВ,
ічем переход из состояния имеющего меньшую энергию в триплете
наблюдается в нулевом поле и проявляется на зеемановских жтрах.- Получены спектры РИ экситонов, связанных на дефектах э и b!L в магнитных полях и полях деформации. Из соображений /метрии построен гамильтониан экситонов в магнитном поле для ітров с симметрией С,. Предложенная модель позволила объяснить ювные экспериментальные данные, включая запрет оптических эвходов экситонов из основного состояния и определить g-факторы зитонов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались
-6-на первой национальной конференции "Дефекты в полупроводника (С.-Петербург, 19Э2).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано д печатные работы список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит і введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общ объем работы - 91 страница, 60 страниц машинописного текста и С рисунок. Список литературы содержит 5Т наименований.
