Найти

Результаты поиска

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ КРЕМНИЕВОЙ N-I-P НАНОСТРУКТУРЫ

  Н.М. Богатов , В. С. Володин , Л.Р. Григорьян , М. С. Коваленко

  123-133

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Распределение ионизованных примесей, электронов, дырок определяет структуру, физические свойства, эксплуатационные характеристики полупроводниковых приборов. Роль поверхностных электронных состояний отрицательна, степень их влияния на характеристики прибора зависит от особенностей структуры. Уменьшение размеров полупроводниковых приборов – современная тенденция совершенствования электроники. Влияние поверхностных состояний на свойства наноразмерных объектов возрастает при уменьшении их размеров. Объектом исследования является электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Цель исследования – анализ влияния поверхностных состояний на внутреннее электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Задачи исследования: 1 – Рассчитать численно с учетом поверхностных состояний потенциал и напряжённость электрического поля, концентрацию доноров и акцепторов в  кремниевой n-i-p наноструктуре с диффузионным профилем легирования.  2 – Определить влияние толщины n-i-p наноструктуры и плотности поверхностных состояний на потенциал и напряжённость электрического поля. 3 – Определить состав области пространственного заряда n-i-p наноструктуры с минимизированным влиянием поверхностных состояний. Методика расчёта основана на численном решении уравнения Пуассона с учётом поверхностных состояний и граничными условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. В результате получены распределения потенциала и напряжённости электрического поля для различных значений толщины наноструктуры и плотности поверхностных состояний.  Показано, что заряженные поверхностные состояния изменяют потенциал и напряженность электрического поля не только в поверхностной области, но и в объеме наноструктуры. Значение напряженности в базе возрастает с уменьшением её толщины, это значение уменьшается, если плотность поверхностных состояний превышает 10¹³ см^–2. Снижение плотности поверхностных состояний до 10¹² см^–2 устраняет созданный ими поверхностный потенциальный барьер. Область пространственного заряда состоит из 5 частей: область положительного заряда, созданного ионизованными донорами, область, обогащённая электронами, область, обеднённая носителями заряда, область, обогащённая дырками, область отрицательного заряда, созданного ионизованными акцепторами

• ИМПУЛЬСНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР С N-P ПЕРЕХОДОМ, ОБЛУЧЕННЫХ ПРОТОНАМИ

  Н.М. Богатов , В.С. Володин , Л.Р. Григорьян , А.И. Коваленко , М.С. Коваленко

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  В настоящее время активно развиваются методы создания полупроводниковых
  структур с заданными свойствами с помощью облучения ионизирующими частицами (ин-
  женерия радиационных дефектов). Взаимодействие радиационных дефектов с примесями,
  дислокациями и другими дефектами структуры обусловливает изменение свойств полу-
  проводников и полупроводниковых приборов. Облучение протонами позволяет контроли-
  руемо создавать радиационные дефекты с максимумом распределения в заранее рассчи-
  танной области. Цель работы – анализ влияния облучения низкоэнергетическими прото-
  нами на импульсные характеристики кремниевых структур с n+-p переходом. Задача –
  определение эффективного времени жизни  носителей заряда в области пространствен-
  ного заряда (ОПЗ) n+-p перехода. Исследовались n+-p-p+-структуры из кремния, выращен-
  ного методом Чохральского, облучённые со стороны n+-слоя потоком низкоэнергетических
  протонов при температуре образцов 300 K и 83 K. Для измерения импульсных характери-
  стик использовались биполярные прямоугольные импульсы напряжения с постоянной ам-
  плитудой 10 mV и частотой 1 MHz. Экспериментальные данные объясняются с помощью
  моделей нестационарного переноса носителей заряда в неоднородных полупроводниках и
  образования радиационных дефектов в кремнии под действием протонов. Рассчитаны
  распределения по глубине среднего числа первичных радиационных дефектов: междоузель-
  ного кремния, вакансий, дивакансий, созданных одним протоном на единице длины проек-
  тивного пробега. Показано, что облучение протонами с дозой 1015 cm2 и энергией 40 keV
  не изменяет значение , а с энергией 180 keV создает в ОПЗ n+-p перехода область с эф-
  фективным временем жизни 5.5108 s.

• ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ N-P ПЕРЕХОДА

  Н. М. Богатов , В.С. Володин , Л.Р. Григорьян , М.С. Коваленко

  2024-08-12

  Аннотация ▼

  Структура и свойства полупроводниковых приборов в значительной степени зависят от
  распределения внутреннего электрического поля, которое создается распределением ионизован-
  ных примесей. Одним из способов контролируемого введения доноров, акцепторов является их
  диффузия в объем полупроводника. Существование поверхностных электронных состояний в зоне
  запрещенных энергий неконтролируемым образом влияет на распределение электрического поля в
  поверхностной области. Целью исследования является анализ влияния поверхностных состояний
  на распределение электрического поля в диффузионном n-p переходе. Задачи исследования.
  1 – Разработать алгоритм численного решения уравнения Пуассона, учитывающий общую элек-
  тронейтральность n-p перехода и плотность поверхностных состояний в эмиттере. 2 – Рассчи-
  тать численно распределения электрического потенциала, напряжённости электрического поля,
  концентрации электронов и дырок в диффузионном n-p переходе. 3 – Проанализировать влияние
  поверхностных состояний на изменение внутреннего электрического поля и скорость поверхност-
  ной рекомбинации неравновесных носителей заряда. В результате численно промоделировано
  влияние поверхностных состояний на распределение электрического поля в диффузионном
  n-p переходе в кремнии. Модель основана на численном решении уравнения Пуассона с граничными
  условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. Показано, что плот-
  ность электронных состояний на поверхности эмиттера создает узкую область распределения
  плотности электрического заряда. Максимальное значение модуля напряжённости электрическо-
  го поля в этой области превышает аналогичное значение в n-p переходе в три раза и более. На-
  пряжённость электрического поля, обусловленная поверхностным зарядом, направляет неоснов-
  ные носители заряда к поверхности, что повышает эффективную скорость их рекомбинации.
  Уменьшение плотности поверхностного заряда или изменение его знака является одной из задач
  технологии полупроводниковых приборов.