Диффузия лития в германии

Применим это разделение к кристаллу германия, легированного галлием, причем в этот кристалл был методом диффузии введен литий для точной компенсации проводимости [c.77]

Диффузия лития в германий и кремний. [c.14]

В последнее время значительное внимание уделяется исследованию процессов самодиффузии и диффузии примесей в полупроводниках — германии и кремнии. Характерна аномально большая скорость диффузии лития, меди и никеля в германии ( 10 см /сек при 800°), приближающаяся к скорости диффузии в жидкостях. Наблюдая движение меченых ионов меди в электрическом поле, а также изучая электрические свойства германия, легированного медью, удалось, например, показать, что в области умеренных температур медь перемещается в германии в форме отрицательных ионов, чему соответствует очень малая скорость диффузии (8-10" см /сек при 500°). В области высоких температур (800—900°) медь перемещается в форме положительных ионов [14]. [c.743]

Диффузия атомов водорода, гелия и лития в германии и кремнии служит примером диффузии по междоузлиям, так как диффундирующие атомы малы, а решетка довольно рыхлая (оба эти фактора способствуют диффузии по междоузлиям). Коэффициенты диффузии атомов водорода и гелия определены по скорости проникновения этих газов из внешней среды. Диффузию лития можно проследить по изменению электропроводности, так как литий —донор электронов и изменяет электропроводность при ионизации. Вычисленное по уравнениям (6.3) и (6.5) значение Dg хорошо согласуется с экспериментально найденным. Во всех этих системах скорости диффузии значительны даже при низких температурах, что типично для диффузии по междоузлиям. Так при 500° D для Li в Ge примерно равен 10 сж -сек К Характеристическое расстояние диффузии , являющееся приближенной, но наглядной мерой глубины диффузии, равно l/Di [сравните с (6.3), вспомните, что величина I/v имеет размерность времени]. [c.113]

Рис. 60. Влияние ассоциации ионов на диффузию лития в германии.

В гл. 6 отмечалось, что диффузия лития идет с большой скоростью в решетке германия и кремния, поэтому процесс выделения фазы лития из пересыщенного твердого раствора происходит со скоростью, достаточной для проведения опыта. Концентрацию атомов лития, остающихся в твердом растворе, легко определить из значения электропроводности. Литий является донором электронов, и, поскольку каждый растворенный атом отдает в зону проводимости германия один электрон, концентрация атомов лития пропорциональна электропроводности твердого раствора. Результаты подобных измерений, проведенных на образцах германия, насыщенного литием при 425° и охлажденного затем до 59° с целью выделения новой фазы, представлены на рис. 74. Пределы растворимости при этих температурах составляют 6,5 10 и 2 10%ж соответственно, так что начальная степень пересыщения равна примерно 3000. Можно сказать, что количество лития (в относительных единицах), выделившегося в самостоятельную фазу, пропорционально в широком диапазоне. [c.155]

Диффузные детекторы готовят из кремния или германия с дырочной проводимостью ( 0-типа), которую компенсируют путем диффузии лития (донор). Область с компенсированной плотностью примесей донорного и акцепторного типов представляет рабочий объем детектора. Наиболее эффективны к -излу-чению Се(Е1)-детекторы. Однако их использование 1[ хранение требуют охлаждения до температуры жидкого азота. [c.30]

Рассмотрим в качестве примера диффузию лития из германия через междоузлия, а также диффузию лития в германий, содержащего в качестве примеси [c.582]

Известно [151], что естественный окисел, который образуется на поверхности германия, достаточно химически активен и поэтому его нельзя использовать для пассивации поверхности германия и в качестве маски при диффузии. Двуокись германия Ge()2 находится обычно в аморфном или кристаллическом состоянии с решеткой гексагональной формы. Имеется также разновидность двуокиси германия, имеющая кристаллическую решетку тетрагональной формы, которая является перспективной при изготовлении германиевых полупроводниковых приборов [154]. Одним из способов получения таких пленок двуокиси германия на поверхности монокристаллических пластин является анодное окисление в 0,25 N растворе ацетата натрия в ледяной уксусной кислоте с последующей обработкой пластин в керамическом тигле, содержащем смесь промышленной двуокиси германия и 1 вес.% карбоната лития в атмосфере воздуха с относительной влажностью около 40% при температуре 700—900° С [151]. [c.453]

Диффузия лития в германий и кремний, Пер. ст. см. в кн. Германий, Сборник, переводов, М,, Изд-во иностр. лит., 1955, с. 223—224. [c.222]

Введение примесных атомов в готовый кристалл осуществляют тремя способами. Наиболее часто кристалл приводят в контакт с другой, фазой (твердой, жидкой или газообразной), содержащей необходимые примеси, которые затем проникают в кристалл благодаря диффузии. Скорость диффузии примесных атомов в твердой фазе, как правило, мала, поэтому для достижения гомогенного распределения примесей может потребоваться много времени, особенно если размеры кристалла велики. Поэтому указанный метод применяют главным образом при исследовании мелкозернистых порошков и тонких монокристаллов, т. е. в тех случаях, когда время диффузии не столь уж велико, поскольку не слишком мал коэффициент диффузии, или не очень велико расстояние, которое должны преодолеть атомы при дн4)фузии. Например, монокристаллы сульфида кадмия легируют медью или серебром путем продолжительного нагрева их при 950° [811 в порошке сульфида кадмия, содержащем медь или серебро. Медь в монокристаллы германия вводят нагреванием их в контакте с жидким сплавом, содержащим медь [82]. Для легирования кремния литием в подобном случае использовался металлический литий, точнее сплав лития с кремнием [831. Легирование фосфором осуществляют путем нагревания кристаллов в парах фосфора [841, медь и никель для введения в сульфид свинца электролитически осаждают на поверхности кристаллов PbS, которые затем в течение нескольких часов прогревают при 500° [851. Аналогичную методику применяли для легирования арсенида галлия медью [861. [c.28]

Зависимость (XX.8) при п = /г, описывающая образование глобулярных фаз, наблюдалась для выделения лития в кремнии, не содержащем кислорода [22]. Начальный ход этой зависимости при п = /г, за которой следует участок СП = , был обнаружен для лития в германии [23] значение п = 1 в широкой области изменения /, указывающее на образование новой фазы вблизи дислокаций, наблюдалось при выделении меди и никеля в германии [24, 25] и индия в 7пО [21]. Если известен коэффициент диффузии N в, то плотность дислокации ТУ с можно определить по величине г, и наоборот, зная Ыа можно найти О. [c.571]

Диффузные детекторы получают из кремния или германия с дырочной проводимостью (р-типа) путем диффузии лития, который является донором. Область с компенсированной плотностью примесей донориого и акцепторного типа — рабочий слой детектора. Литий-германиевые (Ь10е)-детекторы более эффективны для спектроскопии 7-излучения, чем Ь 51-детекторы, так как заряд германия в два с лишним раза превышает заряд ядер кремния. [c.301]

Твердотельные ионизационные детекторы. Чистые монокристаллы германия и кремния могут стать чувствительными к рентгеновскому и другим ионизирующим излучениям в присутствии лития. По мере диффузии лития в кристаллическое вещество (технический те1жин — дрейф ) происходит очистка вещества от примесей. Фотон рентгеновского излучения, проникающий в очищенный кристалл, выбивает электроны из решетки, оставляя вакансии, обычно называемые дырками, которые по своему действию эквивалентны подвижным положительным электрическим зарядам. Число таких актов разделения зарядов непосредственно связано с энергией фотона, поэтому полученный сигнал (увеличение проводимости) также пропорционален этой энергии. Детекторы такого типа должны находиться при температуре жидкого азота (даже при хранении) для предотвращения дальнейшей диффузии лития, которая существенно уменьшает чувствительность и со временем выводит детектор из строя. [c.230]

В работах Рейса и др. [7] экспериментально установлен факт уменьшения растворимости одного примесного донора (Lij) под влиянием другого (Ра,-)-В то время как концентрация лития в германии с добавкой акцептора настолько высока, что в результате реакции с имеющимся в системе кислородом (или GeOa) на поверхности образуется LioO, активность лития в германии, содержащем доноры, очень мала, и эта реакция не происходит. В кристаллах, одна часть которых легирована донорами, а другая — акцепторами (и в которых, таким образом, имеется р — п-переход), скорость диффузии лития из области и-типа в область р-типа велика. Диффузия же в обратном направлении происходит медленно, т. е. р — п-переход обладает по отношению к потоку Li выпрямляющими свойствами, точно так же как и по отношению к потоку дырок. [c.280]

Возьмем для примера экспериментальное значение коэффициента диффузии лития в германии В 10 мV при температуре 500 °С. Миграция в данном случае, как уже говорилось, происходит по междоузельному механизму. Для германия (структурный тип алмаза) г = 0,40 нм, тогда для частоты атомных скачков получаем Г = 3,75 10 с . Взяв 5 = г/У, для получаем значение 1,31 10"Ч, откуда следует применимость выражения (2.69) при временах наблюдения / > 1 10 с. [c.115]

Рассматривая процессы диффузии в монокристаллах германия, легируемых примесными элементами I или VIII групп периодической системы Менделеева (литий, медь, серебро, железо, никель), видно, что массоперенос в твердой фазе полупроводника значительно выравнивает неравномерное распределение примесей, возникшее на фронте кристаллизации. Например, при росте кристаллов германия радиусом Гк=15 мм со скоростью 1 к=1,8 mmImuh, легированного литием D = = 8,6-10 iej eK, при 800° С число Яед=50 и из рис. 67 можно наблюдать уменьшение радиальной неравномерности состава кристалла в процессе его роста. [c.202]

Осаждение примесей из пересыщенного раствора (примером служит уже упоминавшийся случай с литием) относится к типу реакций, которые удобно исследовать в полупроводниках, если такие реакции вызывают изменения концентрации носителей, а, значит, и проводимости. Осаждение меди в германии и кремнии исследовано, пожалуй, наиболее широко [41, 421. Этот процесс сильно зависит от наличия дислокаций, которые служат в качестве центров образования зародышей. Туит [41] показал, что кинетика осаждения является процессом диффузии к дислокациям как местам осаждения. Найдено, что при низких температурах процесс осаждения ограничен реакцией [c.284]

Исследование выделения лития из решетки германия, проведенное Морином и Рейссом [43], является отличным примером ценности применения полупроводников для изучения реакций юсаждения. Эти авторы обнаружили, что зависимость от времени логарифма относительного числа атомов лития, остающихся неосажденными в германии, представляет собой прямую линию с наклоном — /2. Это наводит на мысль о сферической форме мест выделения а из факта, что число мест осаждения увеличивалось со временем быстрее, чем это требовалось для насыщения, и из влияния бомбардировки электронами на скорость осаждения они сделали вывод, что центрами осаждения являются вакансии, а не дислокации. Эти опыты ясно показали, что процесс осаждения управляется диффузией. [c.284]

Анализ экспериментального материала по диффузии примесей в германии показывает, что их можно разделить на быстро диффундирующие и медленно диффундирующие. Первые (медь, серебро, литий и др.) диффундируют по меяадоузлиям, а вторые (фосфор, цинк, галлий и др.) — по вакантным узлам решетки германия. Кроме того, акцепторы диффундируют медленнее доноров, так как первые имеют больший объем. [c.102]

В отличие от германия в кремнии акцепторы диффундируют быстрее, чем доноры. При,одних и тех же температурах коэффициеты диффузии примесей в кремнии на несколько порядков меньше, чем в германии, а энергия активации выше. У элементов III, IV и V групп Периодической системы наблюдаются наименьшие значения коэффициентов диффузии. Элементы указанных групп в германии и кремнии диффундируют по узлам решетки. Как в германии, примесные атомы меди, лития и некоторых других элементов I, II и VIII групп в кремнии диффундируют очень быстро. Воз1 10жно, что атомы указанных элементов диффундируют по междоузлиям. [c.113]

В месте контакта германия с литием диффузия последнего осуществляется по амбиполярпому механизму, причем D - 2Djj. В месте контакта диффузия обычно увеличивается в результате возникновения электрического поля между п-типом Ge Li и р-типом Ge А, а также в связи с понижением химического потенциала Lii в Ge А за счет акцепторов, образующихся в результате взаимодействия зарядов. [c.583]

Уменьшение скорости диффузии атомов лития при образовании пар наблюдалось Пеллом [50]. В этих опытах электрическое поле в месте р-я-перехода увеличивалось за счет внешнего электрического ноля, запирающего этот переход [51] . При замене акцептора на донор (D) наблюдалась обратная картина, а именно присутствующее электрическое поле тормозило диффузию. Аналогичное влияние оказывает градиент химического потенциала, поскольку в системе Ge -г D он выше, чем в германии. В этом случае не будет происходить образования пар, поскольку как атом лития, так и донор несут одинаковые положительные заряды. [c.583]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология