Перевод названия: Effect of Germanium single crystals annealing on the behavior of oxygen impurity
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2016
Ключевые слова: монокристаллический германий, примеси, кислород, ИК-спектрометрия, волновое число, отжиг, термодоноры, Germanium single crystals, impurity, oxygen, IR-spectroscopy, Wave number, annealing, Thermal donors
Аннотация: 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 усПоказать полностьютройств 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. Production of semiconductor Germanium contributes to the development of aerospace instrumentation. Dislocation-free Germanium single crystals are used for making effective space-based solar cells. The crystals with extremely low concentration of impurities and defects are used for the manufacturing of digital devices in distributed power systems of the onboard space equipment. Oxygen is one of the main impurities in Germanium, which impairs the properties of crystals and leads to formation of dislocations. The present research has been aimed at analyzing the effect of Germanium single crystal annealing on the behavior of oxygen impurity. Oxygen-dissolved in Germanium has been characterized using Fourier transformed infrared spectrometry. The oxygen concentration in crystals was determined based on optical density from the absorption band at 843 cm-1. It is established that oxygen dissolved concentration in Germanium is variable from 0,2·1016 to 1,3·1016 сm-3 depending on their quality. The effect of Germanium single crystals annealing on the behavior of oxygen impurity has been studied in the temperature range of 350-450 °C. It was found that oxygen concentration and form of its presence varies under the influence of annealing. It was established that oxygen band maximum shifts from 843 to 856 cm-1 when its concentration increases under the influence of annealing in the atmosphere with 1? ? 103 Pa. The annealing at lower leads to decrease in the oxygen band intensity of the 843 cm-1 due to the formation of thermal-donors on the basis of interstitial dissolved oxygen. These results can be used in the semiconductor Germanium technology to obtain single crystals with necessary oxygen content and form of its presence, thus, with therefore, controlled due to the properties.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: Т. 17, № 2
Номера страниц: 502-507
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева