Materials of Electronics Engineering (E-Journal) / Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники
Not a member yet
466 research outputs found
Sort by
ОСОБЕННОСТИ ИОННО–ЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ С ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ РЕАКТИВНОГО ИОННО–ЛУЧЕВОГО ТРАВЛЕНИЯ
Get PDFДИСТАНЦИОННОЕ И СОПРЯЖЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА И ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЕ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
Get PDFThe advanced development of computer technology and software makes possible remote simulation of physical processes in technological processes using complex software systems. Its advantage is that the users (Clients) carry out the main creative work (the preparation and treatment of the calculated data) on their own computers, but the long−time calculations are executed by means of Internet access on a remote supercomputer (Server) where the software package is installed. The presented examples illustrate an application of CrystmoNet code to a number of tasks related to the conjugated simulation of Czochralski silicon single crystal growth. They include results of conjugated calculations of the hydrodynamic processes occurring in the melt taking into account its crystallization and the radiation−conductive heat transfer in the entire volume of the crystal growth hot zone, as well as the thermal stresses and the distributions of intrinsic point defects in dislocation−free silicon single crystals.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В КРЕМНИИ НА БАЗЕ МОЛЕКУЛЯРНО–ДИНАМИЧЕСКОГО ПОДХОДА
Get PDFA very important task on the way of improving the technologies of synthesizing highly effective light−emitting diodes on the basis of silicon is theoretical research into the formation of point defect clusters. One method of obtaining silicon with photoluminescent properties is radiation impact. It causes the formation of various defects in its structure, including point and linear defects, their clusters and complexes. In this paper a mathematical model was used to determine the coordinates and velocities of all particles in the system. The model was used for describing of point defect formation processes and studying their evolution with time and temperature. The multi−parametrical Tersoff potential was used for the description of interactions between particles. The values of the Tersoff potential were selected by solving the parametrical identification problem for silicon. For developing the models we used the system cohesive energy values obtained by an ad initio calculation based on the density functional theory (DFT). The resultant computer model allows MD simulation of silicon crystal structure with point defects and their cluster with possible visualization and animation of simulation results.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ И БЫСТРЫХ ТЕРМООБРАБОТОК ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ СУБМИКРОННЫХ И НАНОМЕТРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ НА КРЕМНИИ
Get PDFThe physical models and numerical algorithms allowing one to accurately simulate advanced technological processes, such as low−energy ion implantation and rapid thermal processing (RTA) are presented. A software system on the basis of these models has been designed and integrated into the microelectronics device and process modeling system Silvaco ATHENA. It enables the use of models and calculationmethods alternative to those implemented in the well−known software products, mainly for solving the problems with shallow depths of doped regionsРассмотрены физико−математические модели и численные алгоритмы, позволяющие достаточно точно моделировать современные технологические процессы, такие как низкоэнергетическая ионная имплантация и быстрая термообработка. Разработанный на основе этих моделей программный комплекс, интегрированный в систему сквозного моделирования процессов и приборов интегральной электроники Silvaco ATHENA, дает возможность использовать модели и методы расчета, альтернативные реализованным в известных программных продуктах, главным образом в решении задач с малой глубиной формируемых легированных областей
ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ МЕТОДОМ МНОГОУРОВНЕВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Get PDFTheoretical analysis of optimization options for the properties of CdTe absorber layer is an important task for increasing the efficiency of CdTe/CdS heterojunction based thin−film solar cells. Properties of the materials (e.g. the density of free carriers) often depend essentially on the parameters of the deposition process and subsequent treatment which determine the defect composition of the material. In this work a model based on the lattice kinetic Monte−Carlo method is developed to describe the process of CdTe deposition as a function of temperature and Cd and Te fluxes. To determine the effect of the treatment conditions on CdTe conductivity, we developed a quasichemical model based on the electrical neutrality equation for point defects concentrations that are described by defects formation reaction constants. Parameter obtained from the first−principles density functional calculations were used when developing the models. The developed deposition model correctly describes the transition from evaporation to precipitation as well as the increased evaporation rates in excess of Cd. To explain the observed electrical properties of CdTe after Cl−treatment, we complemented the quasichemical defect model by a deep acceptor complex defect that allowed us to describe both the high−temperature dependence of conductivity on the Cd pressure and the dependence of resistivity on Cl concentration at room temperature.
ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СПЕКТРАХ ИК–ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРИМЕСЕЙ В КРЕМНИИ–28, 29 И 30 С ВЫСОКИМ ИЗОТОПНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ
Get PDFResults are reported on an investigation of IR−absorption spectra of shallow donors and acceptors in high−purity single crystals of stable 28Si(99.99%), 29Si(99.92%) and 30Si(99,97%) silicon isotopes grown by zone melting. The content of residual boron, phosphorus and arsenic impurities Nhas been determined in the single crystals with a detection limit of 1 · 1012 at./cm3, 4 · 1011 at./cm3 and 1 · 1012 at./cm3, respectively. IR−spectroscopy results on the content of shallow donors and acceptors are in a good agreement with the data on concentration of uncompensated charge carriers obtained by Hall measurements. The parameters of absorption lines for the boron and phosphorus impurities in the single crystals of silicon isotopes have been studied. We show that a change in the isotopic composition of silicon leads to a shift in the energy spectrum of shallow impurity centers towards the high−energy range with an increase in the atomic mass of the isotope.Представлены результаты исследования спектров ИК−поглощения мелких доноров и акцепторов в высокочистых монокристаллах стабильных изотопов кремния 28Si(99,99%), 29Si(99,92%) и 30Si(99,97%), выращенных методом бестигельной зонной плавки. Определено содержание остаточных примесей бора, фосфора и мышьяка в исследуемых монокристаллах с пределом обнаружения 1 · 1012, 4 · 1011 и 1 · 1012 ат/см3 соответственно. Результаты ИК спектроскопического определения содержания мелких доноров и акцепторов хорошо согласуются с данными о концентрации свободных носителей заряда, полученными из измерений эффекта Холла. Изучены параметры линий поглощения примесей бора и фосфора в ионокристаллах изотопов кремния. Показано, что изменение изотопного состава кремния приводит к сдвигу энергетического спектра мелких примесных центров в область высоких энергий с ростом атомной массы изотопа
ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ В РАСТВОРЕ ПОЛИАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА ЕГО ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА
Get PDFPorous silicon (por-Si) has a unique set of physic−chemical properties of characteristics — well-developed surface and consequently, a high sorption activity. In a dependence of the fabrication technique it is possible to form pores and clusters of nanometer size that makes this material rather prospective for elaborations in optoelectronics and sensors production. However, high surface activity stipulates porous silicon instability in the atmosphere. The work is concerned with the study of the influence of por-Si surface treatment in the aqueous solution of polyacrylic acid on the composition and photoluminescence of this material. It was found that this treatment can either enhance and stabilize PL of the material or change spectral position of PL band and also enhance its total intensity in a dependence of the fabrication technique.Пористый кремний обладает уникальным набором физико-химических характеристик — развитой поверхностью и, как следствие, существенной сорбционной активностью. В зависимости от технологии изготовления в нем можно сформировать поры и кластеры нанометровых размеров, что делает этот материал перспективным для разработок в области оптоэлектроники и сенсорики. Однако высокая активность поверхности обуславливает нестабильность пористого кремния при его контакте с атмосферой. Исследовано влияние обработки поверхности пористого кремния в водном растворе полиакриловой кислоты на состав и фотолюминесценцию материала. Установлено, что такая обработка, в зависимости от технологии получения пористого кремния, может усиливать и стабилизировать фотолюминесценцию этого материала или изменять положение полосы фотолюминесценции и значительно увеличивать ее интегральную интенсивность
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ДОНОРНЫМИ ПРИМЕСЯМИ НА МЕХАНИЗМ ПРОВОДИМОСТИ И СПЕКТРЫГЛУБОКИХ УРОВНЕЙ В КРИСТАЛЛАХ TlBr
Get PDFStudies of electrical characteristics, deep traps spectra, microcathodoluminescence (MCL) spectra of undoped and donor (Pb, Ca) doped TlBr crystals as influenced by growth conditions (Br pressure, Ar pressure, growth in air) are presented. It is shown that, for the 85−320 K temperature range, the crystal conductivity was determined not by ionic conductance but by the density of electrons and holes supplied by the ionization of deep centers. Centers with activation energies of 1−1.2 eV that pin the Fermi level in donor doped crystals are shown to play a prominent role in the recombination of nonequilibrium charge carriers. In undoped crystals the Fermi level is pinned near Ev+0.8 eV and these centers are also active in the recombination of charge carriers and are responsible for the MCL band peak near 1.85 eV. The temperature dependence of photocurrent in undoped crystals is strongly influenced by electron trapping on relatively shallow centers located 0.1−0.2 eV below the conduction band edge. Deep traps spectra revealed the presence of centers with activation energies 0.36, 0.45, 0.6 eV whose concentration increases with donor doping. Doping with Pb or Ca increases the dark resistivity of the crystals by about an order of magnitude, but Pb doping enhances the density of deep traps, which is not favorable for use of this material in radiation detectors.Исследованы электрические характеристики, спектры глубоких ловушек, спектры микрокатодолюминесценции (МКЛ) нелегированных и легированных донорами (Pb, Ca) кристаллов TlBr и изучено влияние на эти характеристики условий выращивания (противодавление брома, противодавление аргона, выращивание на воздухе). Показано, что в исследованном интервале температур (85—320 К) проводимость кристаллов определяется концентрацией электронов и дырок в разрешенных зонах, а не ионной проводимостью. В процессах рекомбинации неравновесных носителей основную роль играют центры с энергией активации 1,0—1,2 эВ, на которых закреплен уровень Ферми в легированных донорами кристаллах. В нелегированных кристаллах уровень Ферми закреплен на центрах с уровнем около Ev+0,8 эВ, которые также участвуют в рекомбинации и ответственны за полосу МКЛ с энергией 1,85 эВ. В температурных зависимостях фототока нелегированных кристаллов большую роль играет прилипание электронов на мелких электронных ловушках с энергией 0,1—0,2 эВ и на более глубоких электронных ловушках. В спектрах глубоких центров обнаружены ловушки с энергиями 0,36, 0,45 и 0,6 эВ, концентрация которых растет при легировании донорами. Легирование Pb или Ca позволяет на порядок повысить удельное сопротивление материала, но легирование Pb приводит к большей концентрации глубоких ловушек, что неблагоприятно для использования материала в радиационных детекторах
ИНТЕГРАЛЬНО–ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД ТЕРМОСПЕКТРОСКОПИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ ПО РЕЛАКСАЦИИ ИХ ЗАРЯДА
Get PDFA new method of measuring the parameters of shallow and medium−depth levels in semiconductor band gaps has been presented. The method is based on temperature scanning, hardware integration and subsequent differentiation by the duration of the relaxation charge excitation pulse of the energy levels during the application of a small amplitude displacement meander to the barrier structure. Experimental results of research AlGaN/ InGaN/GaN of the structures are resulted. Предложен принципиально новый метод измерения параметров энергетических уровней в запрещенной зоне полупроводников от 0,07 до 0,4 эВ, основанный на интегрировании релаксирующего заряда этих уровней и дифференцировании интеграла заряда модулированием ширины временного окна импульса напряжения смещения малой амплитуды. Представлен мате- матический аппарат предложенного метода, позволяющий моделировать температурный спектр энергетических уровней. Показано, что определение энергетического положения глубокого уровня возможно при одном проходе температурного сканирования, что снижает трудоемкость эксперимента. Проведено экспериментальное исследование энергетических уровней в светодиодной структуре зеленого свечения на основе AlGaN/InGaN/GaN. Выявлены уровни ∆Et = 0,14 ± 0,01 и ∆Et = 0,2 ± 0,015 эВ предположительно принадлежащие VGa и Mg соответственно