Khuyết tật Điểm và Khuếch Tán trong Chất Bán Dẫn

MRS Bulletin - Tập 16 - Trang 42-46 - 2013
Ulrich M. Gösele, Teh Y. Tan

Tóm tắt

Trong silic, cả khuyết tật chỗ trống và tự kẹp đều có mặt dưới điều kiện cân bằng nhiệt. Chúng góp phần vào sự khuếch tán tự nhiên của silic và sự khuếch tán của hầu hết các nguyên tử tạp chất và chất dopant. Độ khuếch tán và nồng độ cân bằng nhiệt của tự kẹp và khuyết tật chỗ trống trong Si chưa được biết chắc chắn: các giá trị ước tính trải rộng qua nhiều bậc độ lớn khác nhau. Tuy nhiên, các kết luận đạt được trong bài báo này, đã nghiên cứu hành vi của các khuyết tật điểm trong silic ở nhiệt độ cao (>500°C), vẫn chưa thể hòa giải một cách thỏa đáng với kết quả ở nhiệt độ thấp liên quan đến các khuyết tật điểm do bức xạ gây ra. Trong GaAs, các khuyết tật chỗ trống Ga mang điện tích âm và các tự kẹp Ga mang điện tích dương chiếm ưu thế trong khuếch tán tự nhiên và khuếch tán tạp chất. Kiến thức về các khuyết tật điểm nội tại và cơ chế khuếch tán liên quan đến mạng lưới As là rất hạn chế. Những khái niệm phát triển cho các khuyết tật điểm nội tại và các quá trình khuếch tán trong GaAs có khả năng áp dụng cho các nghiên cứu về InP và các hợp chất III-V khác.

Từ khóa

#khuyết tật điểm #khuếch tán #silic #GaAs #chất bán dẫn

Tài liệu tham khảo

P. Fahey, R.B. Griffin, and J.D. Plummer, Rev. Mod. Phys. 61 (1989) p. 289. T.Y. Tan and U. Gösele, Appl. Phys. A37 (1985) p.1. W. Shockley and J.T. Last, Phys. Rev. 107 (1957) p. 391. A. Seeger and C.P. Chik, Phys. Stat. Sol. 29 (1968) p. 455. S.M. Hu, J. Appl. Phys. 45 (1974) p. 1567. T.Y. Tan, U. Gösele, and S. Yu, Critical Rev. Solid State and Mater. Sciences 17 (1991) p. 47 B. Tuck, Atomic Diffusion in III–V Semiconductors (Adam Hilger, Bristol, 1988). R.B. Fair, Advances in Chemistry Series, Vol. 221 (1989) p. 265. J.A. Van Vechten, U. Schmid, and Q.-S. Zhang, J. Electronic Mater. 20 (1991) p. 431. Special issue: Rev. Phys. Appl. 23 (1988) p. 727 et seq. D.G. Deppe and N. Holonyak, J. Appl. Phys. 64 (1988) p. R93. F.C. Frank and D. Turnbull, Phys. Rev. 104 (1956) p. 617. R.L. Longini, Solid-State Electron. 5 (1962) p. 127. U. Gösele, W. Frank, and A. Seeger, Appl. Phys. 23 (1980) p. 361. G. Watkins, in Encyclopedia of Materials Science and Technology 4 (Verlag Chemie, Berlin, 1991) in press. N.A. Stolwijk, M. Perret, and H. Mehrer, Defect and Diffusion Forum 59 (1988) 79. S. Mizuo and H. Higuchi, Jpn. J. Appl. Phys. 20 (1981) p. 336. H.R. Winteler, Helv. Phys. Acta 44 (1971) p. 451. W.D. Laidig, H. Holonyak Jr., M.D. Camras, K. Hess, J.J. Coleman, P. Dapkus, and J. Bardeen, Appl. Phys. Lett. 38 (1981) p. 776. P. Mei, H.W. Yoon, T. Venkatesan, S.A. Schwartz, and J.B. Harbison, Appl. Phys. Lett. 50 (1987) p. 1823. S. Yu, T.Y. Tan, and U. Gösele, submitted to J. Appl. Phys. Nov. 1 issue (1991). N.A. Stolwijk, W. Frank, J. Hölzl, S.J. Pearton, and E.E. Haller, J. Appl. Phys. 57 (1985) p. 5211. D. Shaw, J. Cryst. Growth 86 (1988) p. 778.