Используя сравнение экспериментальных данных с результатами расчетов на основе модели процессов геттерирования, показано, что основным механизмом геттерирования генерационно-рекмбинационных центров (ГРЦ) при диффузии фосфора является формирование ионых пар P+-Fe2-. При диффузии бора основным геттером является слой боросиликатного стекла. Определены зависимости эффективности геттерирования от параметров процесса.
The model is applied to a several case, where phosphorus or boron layers gettering is performed. Agreement with experimental results is established if the P+-Fe2- ion paires are formed during phosphorus gettering. A borosilicate glass layer is the gettering site during boron gettering. The model predicts the effectivity for gettering according to the process parameters.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 24839885
В работе с помощью сравнения результатов математического моделирования с экспериментальными данными получены следующие основные результаты:
механизм образования ионных пар фосфор—железо удовлетворительно описывает закономерности процесса геттерирования диффузионным слоем фосфора от технологических параметров (температура, длительность процесса, концентрация фосфора) при условии, что железо в паре является двухзарядным акцептором; эффективность геттерирования диффузионным слоем фосфора возрастает с увеличением его концентрации в соответствии с выражением для коэффициента сегрегации ks ≈ 1 + k(T0) kp [P+] (n/ni)2;
процесс геттерирования диффузионным слоем бора описывается моделью с коэффициентом сегрегации, имеющим температурную зависимость, близкую к известной для геттерирования слоем алюминия, причем эффективность геттерирования возрастает с увеличением толщины боросиликатного стекла;
при заданных параметрах процесса (длительность, концентрация — при диффузии фосфора и длительность, толщина боросиликатного стекла — при диффузии бора) существует оптимальная температура процесса.
Список литературы
1. Lambert J. L. and Reese M. // Solid-State Electronics. 1968. V. 11. P. 1055.
2. Meek R. L., Seidel T. E., and Cullis A. G. // J. Electrochemical Society. 1975. V. 122. No. 5. P. 786.
3. Kang J. S. and Schroder D. K. // J. Applied Physics. 1989. V. 65. P. 2974.
4. Hugo S. A., Hiesmair H., Weber E. R. // Applied Physics. 1997. V. A 64. P. 127.
5. Meek R. L., Seidel T. E. // Journal of the Physics and Chemistry of Solids. V. 35. No. 7–8. P. 731.
6. Reiss H., Fuller C. S., and Morin F. J. // The Bell System Technical Journal. V. XXXV. No. 3. Р. 956.
7. Chen R., Trzynadlowski B., and Dunham S. // J. Applied Physics. 2014. V. 115. P. 054906.
8. Schon J., Vahaniessi V., Haarahiltunen A., et al. // J. Applied Physics. 2014. V. 116. P. 244503.
9. Talvitie H., Vananissi A., Haarahiltunen M., et al. // J. Applied Physics. 2011. V. 109. P. 093505.
10. Haarahiltunen A., Savin H., Yli-Koski M., et al. // J. Applied Physics. 2009. V. 105. P. 023510.
11. Haarahiltunen A., Talvitie H., Savin H., et al. // J. Applied Physics. 2009. V. 105. P. 023510.
12. Phang S. P. and Macdonald. // J. Applied Physics. 2011. V. 109. P. 073521.
13. Schroter W. and Kuhnapfel. // Applied Physics Letters. 1990. V. 56. No. 28. Р. 2207.
14. del Canizo С. and Luque A. // J. Electrochemical Society. 2000. V. 147, No. 7.. P. 2685.
15. Климанов Е. А. // Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 2. С. 121.
16. Зи С. М. Физика полупроводниковых приборов. — М.: Мир, 1984.
17. Istratov A. A., Hieslmair H., Weber E. R. // Applied Physics A. 1999. V. 69. P. 13.
18. Abdelbarey, Kveder V., Schroter W., et al. // Applied Physics Letters. 2009. V. 94. P. 061912.
19. Vahanissi A., Haarahiltunen H., Talvitie, et al. // Physica Status Solidi RRL. 2010. V. 4. No. 5–6. Р. 136.
1. J. L. Lambert and M. Reese, Solid-State Electronics 11, 1055 (1968).
2. R. L. Meek, T. E. Seidel, and A. G. Cullis, J. Electrochemical Society 122, 786 (1975).
3. J. S. Kang and D. K. Schroder, J. Applied Physics 65, 2974 (1989).
4. S. A. Hugo, H. Hiesmair, and E. R. Weber, Applied Physics A 64, 127 (1997).
5. R. L. Meek, and T. E. Seidel, Journal of the Physics and Chemistry of Solids 35 (7–8), 731.
6. H. Reiss, C. S. Fuller, and F. J. Morin, The Bell System Technical Journal XXXV, 956.
7. R. Chen, B. Trzynadlowski, and S. Dunham, J. Applied Physics 115, 054906 (2014).
8. J. Schon, V. Vahaniessi, A. Haarahiltunen, et al., J. Applied Physics 116, 244503 (2014).
9. H. Talvitie, A. Vananissi, M. Haarahiltunen, et al., J. Applied Physics 109, 093505 (2011).
10. A. Haarahiltunen, H. Savin, M. Yli-Koski, et al., J. Applied Physics 105, 023510 (2009).
11. A. Haarahiltunen, H. Talvitie, H. Savin, et al., J. Applied Physics105, 023510 (2009).
12. S. P. Phang and Macdonald, J. Applied Physics 109, 073521 (2011).
13. W. Schroter and Kuhnapfel, Applied Physics Letters 56, 2207 (1990).
14. С. del Canizo and A. Luque, J. Electrochemical Society 147, 2685 (2000).
15. E. A. Klimanov, Uspekhi Prikladnoi Fiziki 3, 121 (2015).
16. S. M. Sze and K. Ng Kwok, Physics of Semiconductors Devices. (Wiley, 2007).
17. A. A. Istratov, H. Hieslmair, and E. R. Weber, Applied Physics A 69, 13 (1999).
18. Abdelbarey, V. Kveder, W. Schroter, et al., Applied Physics Letters 94, 061912 (2009).
19. A. Vahanissi, H. Haarahiltunen, Talvitie, et al., Physica Status Solidi RRL 4 (5–6), 136 (2010).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Колдунов М. Ф., Колдунов Л. М. Показатели качества наведенного поглощения оптического излучения в органических соединениях 5
Локтионов Е. Ю. О лазерной абляции ферромагнитной жидкости 12
Якимов Ю. А., Климанов Е. А. Моделирование процессов геттерирования генерационно-рекомбинационных центров в кремнии при диффузии фосфора и бора 15
Никонов А. В., Куляхтина Н. М., Яковлева Н. И., Болтарь К. О. Исследование влияния зонной структуры на диэлектрическую проницаемость эпитаксиальных слоев соединений AIIIBV 21
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Кравченко Д. А. Кинетическая модель плазмы в газоразрядной камере ионного двигателя 26
Герман В. О., Глинов А. П., Головин А. П., Козлов П. В. О динамике и особенностях структуры анодных пятен в электродуговом разряде на графитовых электродах во внешнем магнитном поле 33
Соколова М. В., Никитин А. М., Кривов С. А., Лазукин А. В., Ребров И. Е., Малашин М. В., Небогаткин С. В. Особенности электрических характеристик объемно-поверхностного разряда в трехэлектродной системе в воздухе при импульсно-периодическом питании 39
Александров А. Ф., Вавилин К. В., Кралькина Е. А., Павлов В. Б., Петров А. К., Тараканов В. П. Математическое моделирование индуктивного ВЧ-разряда, помещенного во внешнее магнитное поле, посредством программы КАРАТ 44
ЭЛЕКТРОННЫЕ, ИОННЫЕ И ЛАЗЕРНЫЕ ПУЧКИ
Гришков А. А., Корнилов С. Ю., Ремпе Н. Г., Шидловский С. В., Шкляев В. А. Моделирование формирования и транспортировки электронного пучка в газонаполненной электронно-оптической системе с плазменным эмиттером 48
Головин А. И. Энергетическое распределение пучка убегающих электронов, генерируемого в стационарном открытом разряде 54
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Яковлева Н. И. Влияние процессов рекомбинации на ВАХ фотодиодов, изготовленных в гетероэпитаксиальных структурах КРТ 59
Астахов В. П., Соловьёва Г. С., Артамонов А. В. О возможности повышения рабочей температуры и улучшения параметров пороговых фотодиодов из антимонида индия 71
Абдинов А. Ш., Амирова С. И., Бабаева Р. Ф., Рагимова Н. А. Приемники ИК-излучения на основе моноселенида галлия 75
Погожева А. В., Головин С. В., Лакманова М. Р., Захаров Э. Ф., Кашуба А. С. Химико-механическая обработка поверхности теллурида кадмия-цинка с использованием травителя на основе серной кислоты 80
Киселева Л. В., Лопухин А. А., Мезин Ю. С., Савостин А. В., Власов П. В., Вяткина О. С. Влияние режимов химической обработки монокристаллов InSb на состав и структуру поверхности 84
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Левченко В. А., Васильев А. И., Василяк Л. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н. Увеличение физического срока службы мощных газоразрядных ламп низкого давления 90
Гамируллин М. Д., Курячий А. П., Ребров И. Е., Хомич В. Ю., Чернышев С. Л., Ямщиков В. А. Экспериментальная установка для исследования плазменных актуаторов, создающих электрогидродинамический поток 95
Тихонов В. Н., Иванов И. А., Крюков А. Е., Тихонов А. В. Бюджетные генераторы для микроволновых плазмотронов 102
Кузнецов П. А., Мощев И. С. Матричный мультиплексор с расширенным динамическим диапазоном для МФПУ коротко-волнового ИК-диапазона 107
ПЕРСОНАЛИИ
Вспоминая об академике Ю. К. Пожеле 111
ИНФОРМАЦИЯ
12-й Всероссийский семинар «Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики» 113
XLIII Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу 114
Правила для авторов журнала 117
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
M. F. Koldunov and L. M. Koldunov Figures of merit for excited state absorption of organic compounds 5
E. Yu. Loktionov Laser ablation of ferrofluids 12
Yu. A. Yakimov and E. A. Klimanov Modeling of processes of gettering the generation-recombination centers in silicon at diffusion of phosphorus and boron 15
A. V. Nikonov, N. M. Kulyahtina, N. I. Iakovleva, and K. O. Boltar Model of AIIIBV epitaxial layers dielectric function depending on electronic energy-band structure 21
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
D. A. Kravchenko Kinetic model of plasma in an ion thruster discharge chamber 26
V. O. German, A. P. Glinov, A. P. Golovin, and P. V. Kozlov About dynamics and features of anodic spots structure in electric arc on graphite electrodes in an exterior magnetic field 33
M. V. Sokolova, A. M. Nikitin, S. A. Krivov, A. V. Lazukin, I. E. Rebrov, M. V. Malashin, and S. V. Nebogatkin Electric characteristics of a volume-surface discharge in the three-electrode system for impulse-periodic voltage application 39
A. F. Alexandrov, k. V. Vavilin, E. A. Kralkina, V. B. Pavlov, A. K. Petrov, and V. P. Tarakanov KARAT modeling of the inductive RF discharge placed into an external magnetic field 44
ELECTRON, ION, AND LASER BEAMS
А. А. Grishkov, S. Yu. Kornilov, N. G. Rempe, S. V. Shidlovskiy, and V. A. Shklyaev Simulation of the formation and transportation of an electron beam in a gas-filled electron-optical system with a plasma emitter 48
A. I. Golovin Energy distribution of a run-away electron beam generated by the stationary open discharge 54
PHOTOELECTRONICS
N. I. Iakovleva The influence of recombination mechanisms on the dark current-voltage characteristics of the HgCdTe photodiodes 59
V. P. Astakhov, G. S. Solovjova, and A. V. Artamonov About possibility of increasing the operating temperature and improving the parameters for the threshold InSb photodiodes 71
A. Sh. Abdinov, S. I. Amirova, R. F. Babayeva, and N. A. Ragimova The IR-radiation receivers on a basis of gallium monoselenide 75
A. V. Pogozheva, S. V. Golovin, M. R. Lakmanova, E. F. Zaharov, and A. S. Kashuba Сhemical-mechanical treatment of the cad-mium-zinc-telluride surface using the sulfuric acid as an etching agent 80
L. V. Kiseleva, A. A. Lopukhin, Yu. S. Mezin, A. V. Savostin, P. V. Vlasov, and O. S. Vyatkina Influence of conditions of the InSb monocrystals chemical processing on a surface composition and structure 84
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
V. A. Levchenko, A. I. Vasil’ev, L. M. Vasilyak, S. V. Kostyuchenko, and N. N. Kudryavtsev Increasing a lifetime of the powerful low-pressure discharge lamps 90
M. D. Gamirullin, A. P. Kuryachii, I. E. Rebrov, V. Yu. Khomich, S. L. Chernyshev, and V. A. Yamshchikov The experimental setup for study of plasma actuators generating an electrohydrodynamic flow 95
V. N. Tikhonov, I. A. Ivanov, A. E. Kryukov, and A. V. Tikhonov Low cost microwave generators for plasma torches 102
P. A. Kuznetsov and I. S. Moshchev ROIC for the starring SWIR FPAs with an extended dynamic range 107
PERSONALIA
Remembering about Academician Yu. K. Pozhela 111
INFORMATION
12th All-Russian Seminar on Problems of the Electron and Ion Optics 113
XLIII International Zvenigorod Conference on Plasma Physics and Controlled Thermonuclear Fusion 114
Rules for authors 117
Другие статьи выпуска
Многочисленные исследования показали, что параметры приборов на основе узкозонных полупроводников могут существенно зависеть от обработки и состояния поверхности. Были проведены исследования поверхности (100) InSb после химико-механической и химикодинамической полировки с использованием травителей на основе водных растворов перекиси водорода и винной кислоты. Состав контролировался методами ЭСХА и Оже-спектроскопии. Показано, что образующиеся на поверхности окислы индия и сурьмы зависят от обработки, а в некоторых случаях дополняются соединениями элементов основной матрицы с углеродом.
Приведены результаты исследования характеристик поверхности теллурида кадмия-цинка ориентации {111} после химико-механической полировки с использованием полирующего травителя на основе серной кислоты. Наличие полирующего эффекта травления устанавливалось наблюдением поверхности образцов после химико-механической полировки с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) и профилометров. Шероховатость профилей поверхности определялись при помощи анализа АСМ изображений и профилограмм.
Экспериментально изучены отрицательная фотопроводимость и инфракрасное гашение собственной фотопроводимости в чистых и легированных редкоземельными элементами монокристаллах моноселенида галлия (p-GaSe). Показано, что оба явления в этом полупроводнике обусловлены наличием в его запрещенной зоне двух типов рекомбинационных центров — быстрых и медленных, а их запоминающий характер связан с пространственной неоднородностью материала. Предполагается возможность создания на основе чистых и легированных кристаллов p-GaSe различного типа инфракрасных фоторезисторов.
Исследованы температурные зависимости темновых токов и параметров пороговых фотодиодов на основе «низкоомных» и «высокоомных» кристаллов антимонида индия. Обнаружена смена механизма протекания темнового тока при температуре вблизи 90 К. Показаны и обсуждены преимущества пороговых фотодиодов на основе «низкоомных» кристаллов.
Рассматриваются влияние процессов рекомбинации на вольт-амперные характеристики и возможности уменьшения темнового тока в фотодиодах на основе тройных соединений теллуридов кадмия ртути. Показано, что процессы туннелирования через уровни в запрещенной зоне, зависящие от напряжения смещения, рабочей температуры и уровня легирования, могут являться одним из главных факторов, ограничивающим выходные параметры прибора.
В предложенную ранее математическая модель процессов в стационарном открытом разряде включен учет образующихся в разряде вторичных электронов, что позволило оценить энергетическое распределение пучка убегающих из разряда электронов. Показано, что при высоких напряжениях энергия существенной доли вторичных электронов незначительно отличается от энергии первичных электронов, которая соответствует приложенному ускоряющему напряжению.
В работе представлены результаты компьютерного моделирования электронно-оптической системы пушки с плазменным эмиттером. Моделирование выполнено с использованием программных кодов KOBRA3-INP, XOOPIC и Ansys. Представленные результаты описывают формирование и транспортировку электронного пучка. Выполнен траекторный анализ. Описаны механизмы влияния газа в области первичного формирования, ускорения и транспортировки пучка на энергетическую неоднородность пучка и его ток. Представлены рекомендации по оптимизации электронно-оптической системы с плазменным эмиттером.
В работе представлены результаты математического моделирования PIC-методом пространственного распределения параметров плазмы и ВЧ-полей в индуктивном ВЧ-разряде, помещенном во внешнее магнитное поле. Показано, что с ростом величины внешнего магнитного поля происходит смещение максимальных значений плотности плазмы по радиусу к стенкам источника плазмы, а по оси разряда — от антенны в центральные части разряда. Закономерности изменения плотности плазмы коррелируют с изменениями пространственного распределения ВЧ-поля.
Изложена методика измерения и результаты измерения вольт-кулоновых и вольт-амперных характеристик (ВКХ и ВАХ) объемно-поверхностного диэлектрического барьерного разряда в системе трех электродов при питании коронирующего электрода высоковольтными периодическими импульсами наносекундной длительности и при постоянном потенциале на третьем электроде (высоковольтном коллекторе). Показано, что при импульснопериодическом питании коронирующей системы полярность и значение постоянного потенциала третьего электрода может влиять на вольт-кулоновые характеристики объемноповерхностного разряда и на значения тока, «вытягиваемого» полем третьего электрода из плазмы поверхностного разряда
Экспериментально изучены режимы дугового разряда с круговым движением анодного пятна по торцевой поверхности электрода. Показано, что анодные пятна электрических дуг атмосферного давления на графитовых электродах неоднородны. Наложение внешнего магнитного поля, обжимающего разряд, эти неоднородности существенно сглаживает. Уточнена оценка тока через оптически видимый канал разряда. Получены оценки скоростей опорных пятен и эродирующих с электродов микрочастиц.
В работе описывается двухмерная по координатам и трехмерная по скорости нестационарная кинетическая модель плазмы в газоразрядной камере ионного двигателя, решаемая методом частица-в-ячейке (2D3V-FullPIC). Данная модель предназначена для исследования особенностей горения разряда в зависимости от различных режимов работы, геометрии разрядной камеры и топологии магнитного поля. Приводятся результаты моделирования и выполняется их сравнение с результатами эксперимента.
Проведен анализ прямых энергетических переходов в зоне Бриллюэна соединений группы AIIIBV, четверных соединений InGaAsP. Построена модель диэлектрической проницаемости с учетом влияния Г-, L-, X-переходов на широком диапазоне длин волн.
Впервые представлены результаты исследования интегральных характеристик эффективности лазерной абляции ферромагнитной жидкости, в т. ч. в канале и в присутствии магнитного поля. Показана возможность существенного снижения удельного массового расхода и увеличения среднемассовой скорости абляционного потока за счет возврата капельной фазы вдоль стенок немагнитного сопла. В итоге зафиксированные удельные импульс и массовый расход достигли значений, соответствующих твердым полимерам.
На основе скоростных уравнений выполнен анализ наведенного поглощения органических соединений. Показано, что наведенное поглощение характеризуется двумя показателями качества: контрастом и критической интенсивностью. Сопоставление результатов расчета с данными экспериментов показывает, что развитые представления адекватно описывают наведенное поглощение органических соединений. Для соединений фталоцианинового ряда (PcPb, PcZn, PcSn, PcSi) и порфирина цинка (PrZn) рассчитаны показатели качества.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400