Предельная толщина стенок пор, формирующихся в процессах анодного травления сильнолегированных полупроводников
Зегря Г.Г.1, Улин В.П.1, Зегря А.Г.1, Фрейман В.М.1, Улин Н.В.1, Фадеев Д.В.2, Савенков Г.Г.1,3
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2АО "Муромский приборостроительный завод", Муром, Владимирская обл., Россия
3Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия
Email: zegrya@theory.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 20 сентября 2022 г.
В окончательной редакции: 18 ноября 2022 г.
Принята к печати: 19 ноября 2022 г.
Выставление онлайн: 14 января 2023 г.
С уменьшением толщин стенок, разделяющих пространство пор в пористых полупроводниках, потенциальная энергия взаимодействия в них электрона с донором (или дырки с акцептором) может становиться больше кинетической энергии свободного носителя заряда. Как следствие, такие прослойки теряют проводимость и переходят в состояние диэлектрика (фазовый переход Мотта). Применительно к условиям электрохимического порообразования это означает, что при сближении в ходе анодного травления каналов пор на расстояние, при котором протекание тока по разделяющей их стенке прекращается, потенциал ее поверхности перестает определяться внешним электрическим смещением и электрохимический процесс, приводящий к дальнейшему уменьшению толщины такой стенки, останавливается. Получены выражения для предельной толщины стенок пор, образующихся в вырожденных полупроводниках n- и p-типа проводимости. В отличие от известной модели, связывающей потерю проводимости стенками пор с объединением слоев объемного заряда, предлагаемая модель позволяет непротиворечиво объяснить экспериментальные данные для кремния как n-, так и p-типа проводимости с уровнями легирования выше 1018 cm-3. Ключевые слова: лимитация толщин, порообразование, кремний, донор, акцептор.
- X.G. Zhang. Electrochemistry of Silicon and Its Oxide (Kluwer Academic Publishers NY., Boston-Dordrecht-London-Moscow,, 2004)
- Ed. by G. Korotcenkov. Porous Silicon. From Formation to Aplication (CRC Press, 2020), v. 1, 440 р
- L. Santinacci, T. Djenizian. Comptes Rendus Chimie, 11 (9), 964 (2008). https://doi.org/10.1016/j.crci.2008.06.004
- V. Parkhutik, Sol. St. El., 43, 1121 (1999)
- J.-N. Chazalviel, R.B. Wehrspohn, F. Ozanam. Mater. Sci. Eng. B, 69-70, 1 (2000)
- V. Lehmann, R. Stengl, A. Luigart. Mater. Sci. Eng. B, 69, 11 (2000)
- K.W. Kolasinski. Surf. Sci., 603, 1904 (2009). DOI:10.1016/j.susc.2008.08.031
- H. Foll, M. Christophersen, J. Carstensen, G. Hasse. Mater. Sci. Eng., R39, 93-141 (2002)
- P.M. Fauchet, J. von Behren. Phys. Stat. Sol. (b), 204, R7 (1997)
- A.G. Cullis, L.T. Canham, P.D.J. Calcott, J. Appl. Phys., 82, 909 (1997)
- D. Kovalev, V.Y. Timoshenko, N. Kunzner, E. Gross, F. Koch. Phys. Rev. Lett., 87 (6), 068301/1 (2001)
- Ю.Я. Гуревич, Ю.Я. Плесков. Фотоэлектрохимия полупроводников (Наука, М., 1983)
- G.S. Higashi, Y.J. Chabal, G.W. Trucks, K. Raghavachari. Appl. Phys. Lett., 56, 656 (1990)
- В.П. Улин, С.Г. Конников. ФТП, 41 (7), 854, 867 (2007)
- В.П. Улин, Н.В. Улин, Ф.Ю. Солдатенков, ФТП, 51, 481 (2017)
- В.М. Фрейман, Г.Г. Зегря, В.П. Улин, А.Г. Зегря, Н.В. Улин, Ю.М. Михайлов. ЖТФ, 89 (10), 1575 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2023.02.54504.224-22
- Г.Г. Зегря, В.И. Перель. Основы физики полупроводников (Физматлит, М., 2009)
- Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос. Электронные свойства сильнолегированных полупроводников (Физматлит, М., 1979)
- В.Ф. Гантмахер. Электроны в неупорядоченных средах (Физматлит, М., 2003)
- New Semiconductor Materials. Biology systems. Characteristics and Properties. http://www.matprop.ru/Si
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.
