CC BY
0АНОМАЛЬНОЕ ТЕМПЕРАТУРНОЕ СМЕЩЕНИЕ ПОЛОС ДИСЛОКАЦИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ЛЕГИРОВАННОМ ДОНОРАМИ КРЕМНИИ
Терещенко А.Н.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук,
г. Черноголовка, Россия, tan@issp.ac.ru
Использование кремния в качестве излучателя в ближней инфракрасной области спектра является одной из нерешенных проблем современной оптоэлектроники. Отчасти это связано с непрямой запрещенной зоной и, соответственно, малым квантовым выходом люминесценции в кремнии. Одним из эффективных решений этой проблемы является использование излучательной рекомбинации на глубоких энергетических состояниях, связанных с такими структурными дефектами в кремнии, как дислокации. Как известно, электрические свойства кремния в значительной степени определяются содержащимися в нем донорными или акцепторными примесями. При этом дислокации, являясь многоуровневыми центрами, могут существенно менять свое состояние в зависимости от заряда, захваченного на дислокацию, что оказывает определенное влияние и на центры дислокационного излучения.
В данной работе рассматриваются результаты исследования особенностей дислокационной люминесценции (ДЛ) в кремнии, содержащем различные концентрации донорных As, Sb, Bi) примесей. Показано, что при повышении температуры образца происходит аномальный сдвиг длинноволновой части ДЛ в высокоэнергетическую сторону при уровне легирования донорами > 3*1015 см-3. Обнаружена корреляция начала сдвига с энергией ионизации донора (рис.1). Принимая во внимание этот факт, можно предположить, что электроны, освобожденные с доноров, каким-либо образом меняют энергию оптических переходов. В работе обсуждается возможная причина наблюдаемого сдвига в синюю область полос люминесценции D1/D2, связанная с изменением механизма экранирования дислокации с чисто ридовского на смешанный механизм Рида-Дебая с повышением температуры образца.
Рисунок 1. Сравнение температурного сдвига максимума линии D1 в образцах с близким уровнем легирования различными донорными примесями. На рисунке также указана энергия ионизации данных примесей.
