Визначення енергетичного спектра густини станів під одноосним тиском
Анотація
У цій роботі розглядається вплив гідростатичного тиску на енергетичний спектр густини локалізованих станів у легованому кремнії n-Si, n-Si⟨Ni⟩ та p-Si⟨B,Mn⟩. На основі експериментальної залежності відносного опору ρp/ρ0 від тиску побудовано модель, в якій тиск входить через енергію деформації Ed = κP, що призводить до лінійного зсуву рівнів пасток Ei(P) = Ei(0)+αiEd. Показано, що для різних домішкових центрів (Mn, Ni) деформаційна чутливість рівнів відрізняється як за знаком, так і за величиною, що проявляється в якісно різній поведінці ρp/ρ0(P). Запропоновано процедуру реконструкції відносної концентрації електронів N(P)/N0 та пов'язаного з нею спектру Nss(E,P) з експериментальних кривих ρp/ρ0(P). Проведено порівняння зі звичайною температурною моделлю DLTS та обґрунтовано можливість використання підходу «тензо-DLTS» для ідентифікації донорних та акцепторних центрів, їх деформаційних потенціалів та симетрії. Результати демонструють, що гідростатичний тиск є не лише зовнішнім збуренням, але й ефективним параметром формування спектра для контролю електронних властивостей легованого кремнію.
Завантаження
Посилання
[[1] A. Peaker, J. Evans-Freeman, L. Dobaczewski, V. Markevich, O. Andersen, L. Rubaldo, P. Kan, et al., “High Resolution Laplace Deep Level Transient Spectroscopy a New Tool to Study Implant Damage in Silicon,” (2002). https://www.researchgate.net/publication/2834687_High_Resolution_Laplace_Deep_Level_Transient_Spectroscopy_A_New_Tool_To_Study_Implant_Damage_In_Silicon
T.G. Rappoport, P. Redliński, X. Liu, G. Zaránd, J.K. Furdyna, and B. Jankó, |”Anomalous behavior of spin-wave resonances in Ga₁₋ₓMnₓAs thin films,”| Phys. Rev. B, 69, 125213 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.125213
Y. Tokuyama, M. Suezawa, N. Fukata, T. Taishi, and K. Hoshikawa, “Occupation site change of self-interstitials and group-III acceptors in Si crystals: Dopant dependence of the Watkins replacement efficiency,” Phys. Rev. B, 69, 125217 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.125217
V. Kolkovsky, A. Mesli, L. Dobaczewski, N.V. Abrosimov, Z.R. Żytkiewicz, and A.R. Peaker, “Interaction of iron with the local environment in SiGe alloys investigated with Laplace transform deep level spectroscopy,” Phys. Rev. B, 74, 195204 (2006). HTTPS://DOI.ORG/10.1103/PhysRevB.74.195204
D. Yang, and X. Ma, “Defects and Impurities in Silicon Materials,” in: Handbook of Integrated Circuit Industry, edited by Y. Wang, M.H. Chi, J.J.C. Lou, and C.Z. Chen, (Springer, Singapore, 2024). https://doi.org/10.1007/978-981-99-2836-1_76
D. Zhang, X. Chen, Y. Jin, et al., “Raman study on vapor-phase equilibrated Er:LiNbO3 and Er:Ti:LiNbO3 crystals,” Appl Phys A, 72, 95–102 (2001). https://doi.org/10.1007/s003390000595
H. Yin, A. Kumar, J.M. LeBeau, and R. Jaramillo, “Defect-level switching for highly nonlinear and hysteretic electronic devices,” Phys. Rev. Applied, 15, 014014 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.014014
S. Tyaginov, V. Sverdlov, I. Starkov, W. Gös, and T. Grasser, “Impact of O–Si–O bond angle fluctuations on the Si–O bond-breakage rate,” Microelectronics Reliability, 49, 1260–1264 (2009). https://doi.org/10.1016/j.microrel.2009.06.018
J. Rozen, S. Dhar, M.E. Zvanut, and J.R. Williams, “Density of interface states, electron traps, and hole traps as a function of the nitrogen density in SiO₂ on SiC,” J. Appl. Phys. 105, 124506 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3131845
P. Sharmila, G. Supraja, D. Haripriya, C. Sivamani, A.L. Narayana, “Silicon carbide MOSFETs: A critical review of applications, technological advancements, and future perspectives,” Micro and Nanostructures, 202, 208126 (2025). https://doi.org/10.1016/j.micrna.2025.208126
A.C.H. Rowe, “Piezoresistance in silicon and its nanostructures,” J. Mater. Res. 29, 731–744 (2014). https://doi.org/10.1557/jmr.2014.52
A.A. Barlian, W.-T. Park, J.R. Mallon, A.J. Rastegar, and B.L. Pruitt, “Review: Semiconductor Piezoresistance for Microsystems,” Proceedings of the IEEE, 97(3), 513–552 (2009) https://doi.org/10.1109/JPROC.2009.2013612
G. Gulyamov, and N.U. Sharibaev, “Determination of the density of surface states at the semiconductor-insulator interface in a metal-insulator-semiconductor structure,” Semiconductors, 45, 174–178 (2011). https://doi.org/10.1134/S1063782611020084
O.O. Mamatkarimov, O. Khimmatkulov, and I.G. Tursunov, “Tensostimulated Effect in a Doped and Heat-Treated Silicon at an Oriented Deformation,” Phys. Solid State, 63, 738–741 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063783421050127
Авторське право (c) 2026 М.А. Рахманов, І.Г. Турсунов, О.О. Маматкарімов, Н.Ю. Шарібаєв, С.С. Шаріпбаєв
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
