"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Рецензия на книгу В.И. Фистуля "Атомы легирующих примесей в полупроводниках"     (М., Физматлит, 2004 г., 432 с. с ил.)
Выставление онлайн: 17 февраля 2005 г.
За последние годы в России не выходило книг монографического характера, посвященных полупроводникам, и вот в 2004 году Физматлит порадовал нас выпуском рецензируемой книги, обобщающей данные о состоянии и поведении примесей в полупроводниках. Отличительной ее особенностью является то, что она написана, что называется, "из первых рук". Ее автор профессор В.И. Фистуль сам внес существенный вклад в развитие современных представлений о природе и свойствах различных классов примесей в элементарных полупроводниках, а также в полупроводниковых соединениях AIIIBV и их твердых растворах. Рецензируемая книга охватывает широкую номенклатуру примесей. В ней критически проанализированы данные по растворимости и миграции важнейших примесей в различных полупроводниках, в том числе убедительно продемонстрирована роль их взаимодействия с сопутствующими примесями и собственными точечными дефектами кристаллической решетки. Хотя общее построение книги практически не отличается от ранее опубликованных, но в каждой главе четко ощущаются авторский взгляд и понимание рассматриваемых явлений с учетом новых знаний. На особенности и ряд новых авторских трактовок мы и хотим обратить внимание в настоящей рецензии. Необходимо отметить как весьма положительный факт рассмотрение автором трех подходов вычисления равновесных концентраций точечных дефектов в кристалле, в том числе и атомов легирующих примесей. Один из них --- метод квазихимических реакций (метод Крёгера--Броуэра) --- хорошо известен, второй --- метод минимизации свободной энергии системы кристалл--внешняя фаза, третий --- квантово-механический метод --- является достаточно новым и до сих пор не описывался в монографиях. Основными ограничениями первого метода являются незнание парциальных термодинамических характеристик компонентов, участвующих в реакциях, и неучет возможных взаимодействий между присутствующими дефектами. От этих недостатков свободен второй метод, но он требует четких термодинамических представлений в рамках конкретной модели растворов. Для твердых растворов полупроводник--примесь это ограничение в значительной степени снимается при использовании разного рода приближений регулярных растворов. Поэтому автор справедливо отдает предпочтение второму методу. Третий метод предложен самим автором книги совместно с Д.А. Волковым. Этот метод, хотя и требует трудоемких вычислений и дискуссионен с точки зрения используемых теоретических представлений, но имеет несомненную перспективу дальнейшего развития. Значительная часть книги посвящена описанию состояния и поведения различных классов примесей в полупроводниках: водородоподобных, с частично заполненными электронными оболочками (d- и f-примеси), амфотерных, изовалентных, газообразующих. Столь полное и разностороннее рассморение, сопровождаемое глубоким анализом природы поведения примесей, выполнено практически впервые. Особый интерес представляет глава 4. Она посвящена теории растворимости примесей, разработанной Вайзером. Автор вскрывает ее основной недостаток --- радиусный подход, при котором радиусы вакансий собственных межузельных и примесных атомов принимаются величинами постоянными. Для снятия этого ограничения предлагается учитывать перестройку энергетического спектра атомов легирующих примесей при переходе из узла в междоузлие. Такой подход реализован В.И. Фистулем совместно с В.А. Шмугуровым, что является несомненным шагом вперед в развитии представлений о природе примесной растворимости. Главы 7, 8 рецензируемой книги показывают, насколько далеко и глубоко расширились наши представления о диффузионных явлениях в полупроводниках. Сегодня уже нельзя не принимать во внимание особенности взаимодействия присутствующих точечных дефектов, что и продемонстрировал автор при рассмотрении миграционных процессов с участием примесей. Главным итогом такого рассмотрения явились аналитические выражения, достаточно строго описывающие анализируемые явления, и конкретные иллюстрации примесных распределений, наиболее часто встречающихся в практических условиях. Анализируя особенности этих распределений, читатель может судить о механизмах примесной диффузиии и о роли примесных и примесно-вакансионных взаимодействий в них. Говоря о недостатках книги, следует отметить, что из поля зрения автора выпали такие важные явления, как взаимодействие атомов примеси с дислокациями и другими протяженными дефектами кристаллической решетки, а также процессы адсорбции. При рассмотрении поведения газообразующих примесей и, прежде всего кислорода и водорода, автором не использованы важные новые данные, опубликованные в оригинальных работах последних лет. Не со всеми представлениями автора рецензенты согласны. Так, автор рассматривает подсистемы узлов и междоузлий кристаллической решетки как отдельные фазы, между которыми происходит обмен частицами (и энергией). Каждая из подсистем рассматривается как бесконечный кластер, имеющий не плоскую, а фрактальную межфазную границу. С точки зрения представлений классической физической химии такой подход делает проблематичным трактовку правила фаз и использование закона действующих масс для описания различных квазихимических реакций. И наконец, пожелание: в последующих изданиях книги необходимо обратить особое внимание на специфику поведения примесей в низкоразмерных нанокомпозициях. Оценивая монографию в целом, следует констатировать, что "полупроводниковое сообщество" получило в свое распоряжение весьма ценный обобщающий материал, активное использование которого, несомненно, будет способствовать дальнейшему развитию физики и техники полупроводников. Автора книги можно только поблагодарить за огромный труд по ее созданию, а Физматлит --- за ее прекрасное издание. Профессор, д.т.н., М.Г. Мильвидский, Институт "Гиредмет" Профессор, д.х.н., В.Б. Уфимцев, Институт химических проблем микроэлектроники
  • Д.А. Лившиц, А.Ю. Егоров, И.В. Кочнев, В.А. Капитонов, В.М. Лантратов, Н.Н. Леденцов, Т.А. Налет, И.С. Тарасов. ФТП, 35, 380 (2001)
  • F. Bugge, G. Erbert, J. Fricke, S. Gramlich, R. Staske, H. Wenzel, U. Zeimer, M. Weyers. Appl. Phys. Lett., 79, 1965 (2001)
  • D.A. Livshits, I.V. Kochnev, V.M. Lantratov, N.N. Ledentsov, T.A. Nalyot, I.S. Tarasov, Zh.I. Alferov. Electron. Lett., 36, 1848 (2000)
  • A. Al-Muhanna, L.J. Mawst, D. Botez, D.Z. Garbuzov, R.U. Martinelli, J.C. Connoly. Appl. Phys. Lett., 73, 1182 (1998)
  • А.В. Лютецкий, Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, Н.В. Фетисова, А.Ю. Лешко, В.В. Шамахов, А.Ю. Андреев, Е.Г. Голикова, Ю.А. Рябоштан, И.С. Тарасов. ФТП, 37, 1394 (2003)
  • Е.Г. Голикова, В.А. Курешов, А.Ю. Лешко, Д.А. Лившиц, А.В. Лютецкий, Д.Н. Николаев, Н.А. Пихтин, Ю.А. Рябоштан, С.О. Слипченко, И.С. Тарасов, Н.В. Фетисова. Письма ЖТФ, 26 (20), 40 (2000)
  • С.О. Слипченко, Д.А. Винокуров, Н.А. Пихтин, З.Н. Соколова, А.Л. Станкевич, И.С. Тарасов, Ж.И. Алфёров. ФТП, 38, 1477 (2004)
  • Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 38, 374 (2004)
  • M.R. Gokhale, J.C. Dries, P.V. Studenkov, S.R. Forrest, D.Z. Garbuzov. IEEE J. Quant. Electron., QE-33, 2266 (1997)
  • И.А. Костко, В.П. Евтихиев, Е.Ю. Котельников, Г.Г. Зегря. ФТП, 33, 752 (1999)
  • В.И. Швейкин, В.А. Геловани. Квантовая электрон., 32, 683 (2002)
  • С.О. Слипченко, Н.А. Пихтин, Н.В. Фетисова, М.А. Хомылев, А.А. Мармалюк, Д.Б. Никитин, А.А. Падалица, П.В. Булаев, И.Д. Залевский, И.С. Тарасов. Письма ЖТФ, 29 (23), 26 (2003)
  • В.П. Евтихиев, Д.З. Гарбузов, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов, В.Б. Халфин, В.П. Чалый, А.В. Чудинов. ФТП, 19, 1420 (1985)
  • L.V. Asryan, N.A. Gunko, A.S. Polkovnikov, G.G. Zegrya, R.A. Suris, P.K. Lau, T. Makino. Semicond. Sci. Technol., 15, 1131 (2000)
  • Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 36, 364 (2002)
  • Д.З. Гарбузов, А.В. Овчинников, Н.А. Пихтин, И.С. Тарасов, З.Н. Соколова, В.Б. Халфин. ФТП, 25, 928 (1991)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.