ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Cогласно первой реакции образуются
′
E
- центры , концентрация
которых может быть определена по величине сигнала ЭПР.
′
E - центры
считаются ответственными за накопление радиационного дырочного заряда
в двуокиси кремния .
В результате второй реакции образуются так называемые B
2
-центры ,
которые не дают сигнала ЭПР и не проявляются в электрических измерениях.
Расчеты показывают, что при создании одного
′
E - центра возникают 37
нейтральных кислородных вакансий (B
2
-центров).
NBOHC проявляют амфотерный характер и способны к захвату как дырки
(что соответствует уходу неспаренного электрона), так и второго электрона с
образованием отрицательно заряженного центра. Эти центры считаются
ответственными за эффект накопления отрицательного заряда в окислах (в
частности при лавинной инжекции электронов в окисел). Механизмом этого
эффекта является захват инжектируемого из электрода или генерируемого
излучением электрона на группу
OSiOH
3
≡
c образованием отрицательно
заряженного NBOHC центра и нейтрального атомарного водорода:
≡
0
HSiOeSiOH +≡↔+
−−
Рассмотренные выше дефекты возникают в объеме окисной пленки. На
границе раздела Si-SiO
2
возникают дефекты типа P
b
-центров и его
модификаций . Обычный P
b
-центр это атом кремния , связанный с тремя
другими атомами Si кристалла и имеющий неспаренный электрон на
свободной орбитали, направленной нормально к поверхности . P
b1
-центр
представляет собой атом кремния , связанный с двумя атомами кремния и
одним атомом кислорода. Условные обозначения дефектов границы
раздела: •≡SiSi
3
для P
b
-центра и •≡SiSiO
2
для P
b1
-центра. Эти центры
имеют амфотерный характер и могут находиться в трех зарядовых
состояниях: нейтральном (один неспаренный электрон на болтающейся
орбитали), положительном (на болтающейся орбитали нет электронов) или
отрицательном (на болтающейся орбитали два электрона). Наличие
электрона на антисвязывающей орбитали ослабляет связи дефектного атома
Si с тремя кремниевыми атомами кристалла и приводит к увеличению
расстояния этого атома от плоскости трех других атомов кремния .
Ослаблению химической связи соответствует удаление энергетического
уровня P
b
-центра от валентной зоны кремния . При наличии на орбитали двух
электронов Si-Si связи максимально ослаблены и энергетические уровни
дефектного атома лежат в верхней половине запрещенной зоны , а при
отсутствии электронов на антисвязывающей орбитали уровни P
b
- центров
лежат ближе к валентной зоне кремния , в нижней половине его запрещенной
зоны . Таким образом, P
b
-центры проявляют себя акцепторами в верхней
половине запрещенной зоны и донорами- в нижней . В энергетическом спектре
Cо гласно п ерво й реакц ии о бразую тся E ′ -центры , ко нцентрация
ко то ры х мо ж ет бы ть о п ределена п о величине сиг нала Э П Р. E ′ -центры
считаю тся о тветственны м и за нако п ление радиацио нно г о ды ро чно г о заря да
вдвуо киси кремния .
В результате вто ро й реакции о бразую тся так назы ваем ы е B2 -центры ,
ко то ры е не даю тсиг налаЭ П Р и не п ро я вля ю тся вэлектрических измерения х.
Расчеты п о казы ваю т, что п ри со здании о дно го E ′ -центра во зникаю т 37
ней тральны х кисло ро дны х вакансий (B2 -центро в).
NBOHC п ро я вля ю тамфо терны й характер и сп о со бны к захвату как ды рки
(что со о тветствуетухо дунесп аренно г о электро на), так и вто ро г о электро нас
о бразо ванием о трицательно заря ж енно г о центра. Э ти центры считаю тся
о тветственны ми за эффектнако п ления о трицательно г о заря да в о кислах (в
частно сти п ри лавинно й инж екц ии электро но в в о кисел). М еханизмо м это г о
эффекта я вля ется захватинж ектируемо г о из электро да или генерируемо г о
излучением электро на на груп п у O 3 ≡ SiO H c о бразо ванием о трицательно
заря ж енно г о NBOHC центраи ней трально г о ато марно го во до ро да:
− −
≡ SiOH + e ↔ ≡ SiO + H 0
Рассмо тренны е вы ше дефекты во зникаю тв о бъ еме о кисно й п ленки. Н а
г ранице раздела Si-SiO2 во зникаю т дефекты тип а P b-центро в и ег о
мо дификаций . О бы чны й Pb-ц ентр это ато м кремния , свя занны й с тремя
друг им и ато мам и Si кристалла и имею щ ий несп аренны й электро н на
сво бо дно й о рбитали, нап равленно й но рмально к п о верхно сти. Pb1-ц ентр
п редставля етсо бо й ато м кремния , свя занны й с двумя ато мами крем ния и
о дним ато мо м кисло ро да. У сло вны е о бо значения дефекто в г раниц ы
раздела: •Si ≡ Si3 для Pb -центра и •Si ≡ Si2 O для Pb1 -центра. Э ти центры
имею т амфо терны й характер и мо гут нахо диться в трех заря до вы х
со сто я ния х : ней трально м (о дин несп аренны й электро н на бо лтаю щ ей ся
о рбитали), п о ло ж ительно м (на бо лтаю щ ей ся о рбитали нетэлектро но в) или
о трицательно м (на бо лтаю щ ей ся о рбитали два электро на). Н аличие
электро на на антисвя зы ваю щ ей о рбитали о слабля етсвя зи дефектно г о ато ма
Si с тремя крем ниевы м и ато мам и кристалла и п риво дит к увеличению
рассто я ния это го ато ма о т п ло ско сти трех других ато мо в кремния .
О слаблению хим ическо й свя зи со о тветствует удаление энерг етическо г о
уро вня Pb -центрао твалентно й зо ны кремния . П ри наличии нао рбитали двух
электро но в Si-Si свя зи максимально о слаблены и энерг етические уро вни
дефектно г о ато ма леж ат в верхней п о ло вине зап рещ енно й зо ны , а п ри
о тсутствии электро но в на антисвя зы ваю щ ей о рбитали уро вни Pb - центро в
леж атближ е к валентно й зо не кремния , в ниж ней п о ло вине его зап рещ енно й
зо ны . Т аким о бразо м, Pb -центры п ро я вля ю т себя акцеп то рами в верхней
п о ло вине зап рещ енно й зо ны идо но рами-вниж ней . В энерг етическо м сп ектре
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
