DEPENDENCE OF THE RESIDENCE TIME OF CHARGE CARRIERS ON OXYGEN ATOMS IN SILICON DOPED WITH COPPER AND IRIDIUM.

ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 2022-2.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-10 1068 МИС ВА ИРИДИЙ БИЛАН ЛЕГИРЛАНГАН КРЕМНИЙДА ЗАРЯД ТАШУВЧИЛАРНИНГ ЯШАШ ВАҚТИНИНГ КИСЛОРОД АТОМЛАРИГА БОҒЛИҚЛИГИ. Мирзарайимов Жахонгир Зокиржанович, Сайдоқулов Исмоил Хакимжонович Ўзбекистон Республикаси Ички ишлар вазирлиги Наманган академик лицейи E-mail:[email protected] Анататсия. Монокристалли кремнийдаги мис ва иридий атомларининг консентрациясига заряд ташувчиларнинг (τ) яшаш вақтига ва диффузиядан кейинги совутиш тезлигига боғлиқлиги ўрганилган. Компенсацияланган -Si<B,P,Cu>, p-Si<B,P,Ir> ва p-Si<B,P> намуналар τ  90 с вақт давомида нурлантирилган. Шу билан бирга, нурлантирилган кремний намунасидаги заряд ташувчиларнинг консентрацияси ўзгариши кисларод миқдорига боғлиқлиги кузатилади, бу ўрганилаётган намуналардаги ўтказувчанлигини ўзгариши микро нобиржинсликка боғлиқдир. Калит сўялар. γ-нурланиш, температура, энергетик ўрвин, мис, иридий, кимёвий, ферми даража, совитиш тезлиги. ЗАВИСИМОСТЬ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА НА АТОМАХ КИСЛОРОДА В КРЕМНИИ, ЛЕГИРОВАННОМ МЕДЬЮ И ИРИДИЕМ. Мирзараимов Жахангир Зокиржанович, Сайдоқулов Исмоил Хакимжонович Наманганский академический лицей при Министерстве внутренних дел Республики Узбекистан E-mail:[email protected] Аннотация. Исследована зависимость концентрации атомов меди и иридия в монокристаллическом кремнии от времени пребывания носителей заряда (τ) и скорости охлаждения после диффузии. Компенсированные образцы p-Si<B,P,Su>, p-Si<B,P,Ir> и PSi<B,P> облучались с течением времени τ  90 с. В то же время наблюдается, что изменение концентрации носителей заряда в облученном образце кремния зависит от количества килорад, а это означает, что изменение его проводимости в исследуемых образцах обусловлено микронобирцинизмом. Ключевые слова. γ-излучение, время жизни заряда, температура, уровень энергии, медь, иридий, химия, уровень Ферми, скорость охлаждения, DEPENDENCE OF THE RESIDENCE TIME OF CHARGE CARRIERS ON OXYGEN ATOMS IN SILICON DOPED WITH COPPER AND IRIDIUM. Mirzaraimov Jakhangir Zokirzhanovich, Saydoqulov Ismoil Xakimjonovich Namangan Academic Lyceum under the Ministry of Internal Affairs of the Republic of Uzbekistan E-mail:mirzara[email protected] Anatation. The dependence of the concentration of copper and Iridium atoms in monocrystalline silicon on the residence time of charge carriers (τ) and the rate of cooling after diffusion has been studied. Compensated p-Si<B,P,Su>, p-Si<B,P,Ir> and P-Si<B,P> samples τ  90 s irradiated over time. At the same time, it is observed that the change in the concentration of charge carriers in the irradiated Silicon sample depends on the amount of kilorad, which means that the change in its conductivity in the studied samples is due to micro-nobircinism. ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 2022-2.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-10 1069 Кeywords. r-radiation, charge charge life time, temperature, energy level, copper, iridium, chemical, Fermi level, cooling rate, Кремний кристалини таъқиқланган зонасида ЧЭС ҳосил қилувчи киришмаларда термик, радиациявий ва аралашмали нуқсонларга эга намунанинг рекомбинация хусусиятлари жуда кўп экспериментал ва назарий илмий ишлар олиб борилган. Ушбу [1-5] ишларнинг таҳлили шуни кўрсатадики, компенсацияловчи кремнийда нуқсон марказларининг концентрацияси ортиши билан асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақти τ камайишига олиб келган. Аммо айрим адабиётларда [4,5,6] нуқсонлар марказлари концентрацияси ортиши билан τ нинг ортиши кузатилган. Кремнийда заряд ташувчиларнинг яшаш вақти ортиши турли механизмлар билан тушунтирилган. Мис ва иридий элементларининг танлашимиздан мақсад миснинг кўп атомлари легирланган кристалда бошқа аралашмаларга нисбатан катта диффузия коэффицентига эга бўлганлиги ва у кремнийда электр актив бўлмаган ҳолда бўлишидир. Иридийда эса аксинча, кўпгина иридий атомлари мис аралашмалари атомларига нисбатан электр актив ҳолатда бўлади. Тайёр монокристалл кремний сифатида (I-типли намуналар) <1016 см-3 кислородли намуналар ва солиштирма қаршилиги 5 Ом∙см бўлган n - типли кремний > 1017 см-3 ( II - типли намуналар) тадқиқ қилинган. Кремний намунасини мис ва иридий билан легирлаш ёпиқ ампулада 5 соат давомида ~1250 0С ҳарорат остида термодиффузия усули билан, сўнгра ~250 град∙мин-1 тезликда совитиш билан тайёрланди. Шу билан биргаликда, электр актив компенсация марказларининг максимал концентрацияси мис учун NCu 1015 см-3 ва иридий учун эса NIr 5·1016 см-3 га тенг. Параллел равишда солиштириш учун ўтказувчанлигининг қийматлари тадқиқ қилинган намуналарникига яқин бўлган n-Si<P,Р,Ir> назорат намуналари тадқиқ этилди. Заряд ташувчиларнинг яшаш вақтини стационар фотоўтказувчанлик усули билан аниқланди. Чуқур сатҳлар параметрларини ўлчашлар DLTS усули ёрдамида олиб борилди. Кремнийда омик контактлар сифатида, Au пуркаш орқали ҳосил қилинган Шоттки барьери (тўсиғи) ишлатилди. Термодиффузиядан сўнг n - Si<P,Р,Cu> II-тип намуналарида DLTS спектри Е1=Ес-0,15 эВ ва Е2=Ес –(0,22±0,02) эВ энергетик сатҳлар, I-тип намуналарида эса Е 1=Ес-0,15 эВ ва Е2=Ес –(0,22±0,02) эВ энергетик сатҳлар кузатилди, аммо Е1=Ес-0,15 эВ сатҳлар концентрацияси II-тип намуналарига нисбатан 3 марта кичик бўлди. Диффузия температураси 1000 оС дан 1250 оС гача бўлганда бу сатҳлар концентрацияси ~1015 см-3 дан ошмаган. n - Si<P,Р,Ir> I-типли ва II-типли намуналарда Е1=Ес-0,17 эВ; Е2=Ес-0,33 эВ; Е3=Ес0,54 эВ бўлиб, бу энергетик сатҳларнинг тенг бўлиши аниқланди. Кремнийда мис ва иридийнинг аниқланган энергетик сатҳлари адабиётлардаги [7-8] маълумотларига жуда мос келди, аммо уларнинг концентрацияси диффузиядан сўнг совиш тезлигига боғлиқ бўлди. nSi<P,Р,Cu> ва назорат намунасидаги иридийнинг кўрсатилган энергетик сатҳларини аниқлаб бўлмади. ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 2022-2.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-10 1070 1-расм Намуналарнинг DLTS спектрлари n−Si<P,Р,Ir>, III типли аралашмаларнинг Е1 = Ес- (0,17  0,02) эВ; Е2 = Ес-(0,33 0,02) эВ; Е3 = Ес-(0,54 0,02) эВ энергетик сатҳлардаги концентрациясини ўзгариши; (Диффузия ҳарорати ТНиф. = 1250 оС). 1-расм Намуналарнинг DLTS спектрлари n-Si<P,Р,Cu>, II тип Е1=Ес–(0,15 0,02) эВ; Е2 = Ес –(0,22 0,02) эВ; 2I тип Е1 = Ес – (0,15 0,02) эВ; (Диффузия ҳарорати ТНиф.= 1150 оС). Жадвалдан кўриниб турибдики, n-Si<P,Р,Cu> II–тип легирланган намуналарда асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақти назорат намунасига қараганда жуда катта ва диффузия температураси ортиши билан τ нинг ортиши кузатилди. Намуналарда nSi<P,Р,Cu> I - тип асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақти назорат намунасига қараганда кичик бўлиши ва диффузия температураси ортса τ нинг ортиши кузатилди. Намуналарда n-Si<P,Р,Ir> Iва II-тип асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақти бир хил бўлиши аниқланди ва диффузия температураси ортса τ ортиши кузатилди. Шундай қилиб, келтирилган тажриба намуналарида юқори ҳароратли диффузиядан сўнг τ ни назорат ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 2022-2.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-10 1071 намуналарига нисбатан мис ва иридий билан легирланган II-тип намуналарида ортиши ва Iтип намуналарида камайиши бирикиш сатҳларини ҳосил қилувчи мис+кислород ва иридий+кислород электрик актив комплекснинг шаклланиши билан тушунтирилди. 3.7-Жадвал I-ва II-тип n - Si<P,Р,Cu > ва n -Si<P,Р,Ir > намуналарда асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақтига кислород атомлари таъсирини ўрганиш учун ўтказилган тадқиқотлардан олинган натижалар келтирилган. Tипи Намунани тури Совитиш тезлиги, град/мин дисло кация си, см-2 τ (сек) Намунанинг параметрлари , Омсм N, см-3 , см2B-1c-1 КДБ p-Si<B,Р> p-Si<B,Ir> p-Si<B,Сu> p-Si<B,Р,Ir> p-Si<B,Р,Сu> 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 104 5,8·10-7 2,3∙10-6 2,3∙10-5 8,8∙10-5 2,6∙10-6 4,7∙10-6 3,1∙10-5 9,3∙10-5 4,5∙10-6 8.8∙10-6 10 9,1 8 13,0 15.6 6,361012 5,791012 2,061014 1,601014 1,601014 372 365 345 334 278 БКДБ p-Si<B,Р > p-Si<Р, Ir > p-Si<Р, Сu> p-Si<B,Р,Ir> p-Si<B,Р,Сu> 5 250 5 250 5 250 5 250 5 250 ⁓104 7.2·10-7 8∙10-7 3,3∙10-5 9∙10-5 7,6∙10-8 6,7∙10-8 7,1∙10-5 9,9∙10-5 7,5∙10-6 9∙10-6 10,5 11,2 9,4 9,2 10.2 1,751015 1,701015 1,851015 2,101015 2,101015 335 330 361 322 318 КЭФ n-Si<P,Р > n-Si<Р, Сu> n-Si<P,Р,Ir> n-Si<P,Р,Сu> 5 250 5 250 5 250 5 250 104 6·10-7 2,3∙10-7 9∙10-7 4,6∙10-6 3,6∙10-5 9,8∙10-5 1,5∙10-6 7.8∙10-6 10,4 132 1,56104 2.8103 9,441013 3,501013 1,561012 1,561013 1320 1350 256 289 БКЭФ n-Si<P,Р > n-Si<Р, Сu> 5 250 5 3,8·10-7 1,3∙10-7 2,6∙10-8 10,5 19,4 4,41014 2,51014 1350 1310 ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 2022-2.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-10 1072 n-Si<P,Р,Ir> n-Si<P,Р,Сu> 250 5 250 5 250 104 4,7∙10-8 1,1∙10-4 9,3∙10-5 7,5∙10-8 8.8∙10-8 1.8104 1.8103 9,11011 9,11013 326 265 Хулоса II тип намуналарида яшаш вақтида 250-300 оС температура интервалида термотурғунлик кузатилди. Олдиндан нейтрон билан легирланган кремний Si<B,Cu> намуналарга нисбатан юқори ҳароратли диффузиядан сўнг заряд ташувчиларнинг яшаш вақти ва стабиллигининг ортиши мис+кислород (Cu+О) комплекслари ҳосил қилган ёпишқоқ сатҳларининг вужудга келиши билан тушунтирилди. Kислородсиз (1017 см-3) мис атомлари билан бойитилган намуналарда асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг яшаш вақти назорат намуналаридан кичик бўлиши, кислородли (1017 см-3) намуналарда эса аксинча катта бўлиши кузатилди. Буни ёпишқоқ марказларнинг ҳосил бўлиши билан тушунтирилади. АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ 1. М.Ю. Ташметов, Ш.А. Махмудов, А.А. Сулаймонов, А.К. Рафиков, Б.Ж. Абдурайимов. Гелиотехника, 2018. Вып. 6. С. 61-64. 2. Makhkamov Sh., Tashmetov М.Yu., Makhmudov Sh.А., Rafikov A.K., Sulaymonov А.А., Mirzarayimov J.Z. Study of thermal stability of life time of charge carriers in overcompensed nSi<B,S> // The Ninth International Conference ―Modern Problems of Nuclear Physics and Nuclear Technologies‖, September 24-27, 2019. PP. -219-223. 3. Makhkamov Sh., Tashmetov М.Yu., Makhmudov Sh.А., Rafikov A.K., Sulaymonov А.А., Mirzarayimov J.Z. Photoresistors based on compensated Si<B,S> // The Ninth International Conference ―Modern Problems of Nuclear Physics and Nuclear Technologies‖, September 24-27, 2019. PP. -227-229. 4. Таран Ю.Н., Куцова В.З., Узлов К.И., Носко O.A., Критская ТВ. «Влияние легирования на структуру и свойства полупроводникового кремния» Известия Вузов, материалы электронной техники № 1,2003, с. 26-29. 5. Кожитов Л.В., Тимошина М.И., Пильдон В.И., Шепель П.Н. «Влияние примесей на радиационную стойкость кремния, тезисы докладов Третьей Российской конференции «Кремний-2003», с. 443. 6. Makhkamov Sh., Tashmetov М.Yu., Makhmudov Sh.А., Rafikov A.K., Sulaymonov А.А., Mirzarayimov J.Z. Study of thermal stability of life time of charge carriers in overcompensed nSi<B,S> // The Ninth International Conference ―Modern Problems of Nuclear Physics and Nuclear Technologies‖, September 24-27, 2019. PP. -219-223. 7. Makhkamov Sh., Tashmetov М.Yu., Makhmudov Sh.А., Rafikov A.K., Sulaymonov А.А., Mirzarayimov J.Z. Photoresistors based on compensated Si<B,S> // The Ninth International Conference ―Modern Problems of Nuclear Physics and Nuclear Technologies‖, September 24-27, 2019. PP. -227-229. 8. Р.И. Гучель, А.А. Красцов, А.А. Стук. О времени жизни неосновных носителей заряда в нейтронно-легированном кремнии // Химия в интересах устойчивого развития 9. Москва.2001 г. С. -879-883.