Влияние примесных комплексов на электрофизические свойства германия

Abstract

УДК 621.315.592

Изучены образцы германия п-типа с примесью кислорода и без. В качестве метода исследования для выявления взаимодействия кислорода в кристаллах n-Ge с примесями As, Sb, и Bi был избран весьма чувствительный к наличию комплексов в кристалле эффект поперечного магнетосопротивления. Показано, что в образцах германия, легированных сурьмой и висмутом, низкотемпературный отжиг приводит к образованию электрически активных примесных комплексов, влияющих как на величину, так и на вид зависимости поперечного магнетосопротивления Δρ_⊥/ρ₀ от напряженности магнитного поля Н. Выявлена слабая чувствительность обогащенных кислородом кристаллов германия с примесью мышьяка (в отличие от сопутствующих примесей сурьмы и висмута) к низкотемпературному термическому отжигу. Показано, что использование в низкоомных кристаллах n‑Ge (при практически равной концентрации носителей заряда) примеси с большим значением тетраэдрического радиуса сопровождается не только снижением тензосопротивления ρ_x/ρ₀ в области насыщения, но также и снижением темпа увеличения ρ_x/ρ₀ с повышением давления, что находит свое проявление в уменьшении наклона кривых ρ_x/ρ₀ = f(X).

Ключевые слова: германий, низкотемпературный отжиг, примесные комплексы, легирующие примеси, тетраэдрические радиусы.

Samples of n-type germanium (doped with three different impurities) with and without an oxygen impurity have been studied. To reveal the interaction of oxygen in n-Ge crystals with As, Sb, and Bi impurities, the effect of transverse magnetoresistance (very sensitive to the presence of complexes in the crystal) was chosen as a research method. It was shown that in the germanium samples doped with antimony and bismuth, low-temperature annealing leads to the formation of electrically active impurity complexes that affect both the magnitude and the form of the dependence of the transverse magnetoresistance Δρ_⊥/ρ₀ on the magnetic field strength H. The insensitivity of the oxygen-enriched germanium crystals with an arsenic impurity (in contrast to the accompanying impurities of antimony and bismuth) to low-temperature thermal annealing has been revealed. This fact is of not only scientific but also practical interest since such annealing in many cases is one of the inalienable technological operations in the creation of a wide class of semiconductor devices, and the absence of oxygen in germanium (used for those purposes) is not always guaranteed by the supplying companies. It was shown that the use of impurity with a large tetrahedral radius in n-Ge crystals (at a practically equal concentration of charge carriers) is accompanied not only by a decrease in the tensoresistance ρ_x/ρ₀ in the saturation region but also by a decrease in the rate of an increase in ρ_x/ρ₀ with increasing pressure. The latter circumstance finds its manifestation in a decrease in the slope of the curves ρ_x/ρ₀ = f(X).

Keywords: germanium, low-temperature annealing, impurity complexes, dopants, tetrahedral radii.

Download full-text PDF. 130 downloads

Menu

Vol. 60 (2024), Issue 3, p. 34-41

Влияние примесных комплексов на электрофизические свойства германия

Abstract