CC BY
0
Turgunov N.A.
O'zbekiston Milliy universiteti qoshidagi Yarimo'tkazgichlar fizikasi va
mikroelektronika ilmiy tadqiqot instituti O'zbekiston, Toshkent Mamatazimov O.
talaba
Namangan muhandislik-qurilish instituti O'zbekiston, Namangan
P-SI<NI> NAMUNALARNING ELEKTROFIZIK XUSUSIYATLARINI
TADQIQ QILISH
Annotatsiya. Ushbu ishda kremniyda nikel diffuziyasi T=1573 K haroratda t=2 soat davomida SUOL-4M pechida amalga oshirildi. Ecopia HMS-7000 qurilmasi yordamida Xoll effekti usulidan foydalanib, kremniydagi nikel kirishma atomlarining konsentratsiyasini, hamda solishtirma qarshilikni haroratga bog'liqligini o'rganish natijalari keltirildi.
Kalit so'zlar. Nikel, kremniy, sovitish tezligi, kirishma atomlari, Xoll effekti, konsentratsiya, solishtirma qarshilik.
Turgunov N.A.
Research Institute of Semiconductor Physics and Microelectronics
National University of Uzbekistan Uzbekistan, Tashkent Mamatazimov O.
student
Namangan Institute of Engineering and Construction
Uzbekistan, Namangan
STUDY OF THE ELECTRICAL PROPERTIES OF P-SI<NI> SAMPLES
Abstract. In this work, the diffusion of nickel into silicon was carried out in a SUOL-4M furnace at a temperature of T=1573 Kfor t=2 hours. Using the Hall effect method on the Ecopia HMS-7000 device, the results of studying the concentration of nickel atoms in silicon are presented and the temperature dependence of the resistivity is also given.
Keywords. Nickel, silicon, cooling rate, impurity atoms, Hall effect, concentration, resistivity.
Bugungi kunda hajmida noyob strukturaviy xususiyatlarga ega bo'lgan ko'p komponentli kirishma to'plamlari mavjud bo'lgan yarimo'tkazgichli materiallami olish, shuningdek, ularning strukturaviy, elektrofizik va fotoelektrik xususiyatlarini o'rganish bo'yicha ilmiy izlanishlar olib borilmoqda [1 -6]. Bu
borada turli kirishmalar bilan diffuziya usulida legirlash orqali kirishma mikro-va nanobirikmalariga ega bo'lgan yarimo'tkazgichli materiallami olish bo'yicha yangi texnologiyalarni ishlab chiqishga alohida e'tibor qaratilmoqda.
Eksperimental usul Tadqiqot uchun dastlabki namuna sifatida Choxralskiy usulida o'stirilgan, solishtirma qarshiligi 0,3 Omsm bo'lgan KDB markali kremniy monokristalidan foydalanildi. To'g'ri burchakli parallelepiped shaklida tayyorlangan, o'lchamlari 13x6x2 mm bo'lgan namunalarni kimyoviy usullarda tozalandi. Kremniyda nikel diffuziyasi T=1573 K haroratda t=2 soat davomida SUOL-4M pechida amalga oshirildi. Diffuziya harorati platina-platinarodiy termojufti yordamida nazorat qilindi. Diffuziyaviy tavlanishdan keyin namunalar tez (usov=250 K/s) va sekin sovitish (Usov=0.1 K/s) usullari bilan sovitildi. Mazkur ishda Ecopia HMS-7000 qurilmasi yordamida Xoll effekti usulidan foydalanib, kremniydagi nikel kirishma atomlarining konsentratsiyasini, hamda solishtirma qarshilikni haroratga bog'liqligini o'rganish natijalari keltirildi. Xoll effekti usulida o'lchash uchun namunalarni 6x6x1,8 mm parallelepiped shaklida kesib olindi. Tayyorlangan namunalarning elektrofizik kattaliklarini o'lchash jarayonida haroratni 80 K dan 500 K oralig'ida oshirib borildi.
Natijalar va munozaralar Tajribalar natijasida T=80^500 K harorat oralig'ida tez va sekin sovitish usullari bilan olingan p-Si<Ni> namunalarining solishtirma qarshiligini haroratga bog'liqlik grafigi 1-rasmda keltirilgan. Unga ko'ra harorat 80 K da namunaning p qiymatlari mos ravishda 0.260 Omsm va 0.268 Omsm ni tashkil etadi. Haroratni 160 K ga qadar oshirib borilganda bu ko'rsatkichlar kamayib boradi va ular 0,143 Omsm, hamda 0,100 Omsm ni tashkil etadi. Shundan so'ng haroratni 160 K dan 500 K ga qadar oshirib borilganda bu ko'rsatkichlar ortib boradi va ular yakunda 0.712 Om sm, hamda 0.724 Om sm ni tashkil qiladi (1-rasm, 1- va 2- egri chiziqlar).
1-rasm. Solishtirma qarshilikning haroratga bog'liqligi: 1 - tez sovitish (Usov=250 K/s) usuli bilan olingan p-Si<Ni> namuna; 2 - sekin sovitish (Usov=0.1 K/s) usuli bilan olingan p-Si<Ni> namuna.
2-rasmda T=80^500 K harorat oralig'ida p-Si<Ni> namunalari uchun zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi - n ni haroratga bog'liqlik grafigi keltirilgan. Tajribalar natijasiga ko'ra, harorat 80 K da tez sovitilgan namunadagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi n ning qiymati 1.23x1016 sm-3 ni tashkil qiladi. Harorat 120 K ga ko'tarilganda ushbu qiymati biroz ko'tarilib, 1.77x1016 sm-3 ga tenglashadi. Shundan so'ng haroratni 120 K dan 500 K ga oshirilganda n ning qiymati ko'tarilib boradi va yakunda 1.08x1017 sm-3 ni tashkil etdi (2-rasm, 1-egri chiziq).
Diffuziyaviy tavlashdan so'ng sekin sovitish usuli bilan olingan p-Si<Ni> namunaning n qiymati 80 K haroratda 1.1x1016 sm-3 ni tashkil etadi. Harorat 100 K ga ko'tarilganda ushbu qiymati biroz ko'tarilib, 1.21x1016 sm-3 ga tenglashadi. So'ngra haroratni 120 K ga oshirilganda n ning qiymati pasayib, 6.44x1015 sm-3 ni tashkil etdi. Shundan so'ng haroratni 160 K qadar oshirib borishdagi n ning qiymati birdan ko'tarilib, 8.47x1016 sm-3 ni tashkil etadi. Haroratni 200 K ga qadar oshirib borilganda ushbu namunada n ning qiymati kamayib, 5.38x1016 sm-3 ni tashkil etadi. Shundan so'ng haroratni 200 K dan 500 K ga qadar oshirib borilganda bu ko'rsatkichlar asta-sekin ko'tarilib boradi va yakunda 1.00x1017 sm-3 ni tashkil etadi (2-rasm, 2-egri chiziq).
n,( см )
1,2x10"
6,0x10
4,0x10
0,0.
1-И-
2-в-
И
T, (K)
—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—
80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520
1,0x10 -
8,0x10 -
2,0x10 -
2-rasm. Zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining haroratga bog'liqligi: 1-tez sovitish (Usov=250 K/s) usuli bilan olingan p-Si<Ni> namuna; 2-sekin sovitish (Usov=0.1 K/s) usuli bilan olingan p-Si<Ni> namuna.
Xulosa qilib aytganda, haroratning 80^160 K oralig'ida tez va sekin sovitish usuli bilan olingan p-Si<Ni> namunalarining solishtirma qarshiligi mos ravishda -1.8^2.6 barobarga kamayishi kuzatiladi. Mazkur harorat intervalida ulardagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi deyarli -4.8^7.7 barobarga ortadi. Haroratni 160^500 K oralig'i namunalarining solishtirma qarshiligi mos ravishda -1.8^1.18 barobarga ortishi kuzatiladi. Mazkur harorat intervalida ulardagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi deyarli -4.9^7.2 barobarga ortadi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. Lindroos J., Fenning D.P., Backlund D.J., Verlage E., Gorgulla A. et al. (2013). Nickel: A very fast diffuser in silicon, J.Appl.Phys. 113(20), 204906(1-7).
2. Turgunov N.A., Mamajonova D.Kh., Berkinov E.Kh. (2021). Decay of impurity clusters of nickel and cobalt atoms in silicon under the influence of pressure, Journal of nano- and electronic physics, 13(5), 05006(1-4).
3. Turgunov N.A., Berkinov E.Kh., Turmanova R.M. (2022). Influence of heat treatment on the electrical properties and morphology of impurity accumulations of silicon doped with nickel. Science and world, 4(104), 25-29.
4. Тургунов Н. A., Беркинов Э.Х., Мамажонова Д.Х. (2020). Влияние термической обработки кремния, легированного никелем, на его электрические свойства. Прикладная физика, 3, 40-45
5. Turgunov, N.A., Berkinov, E.Kh., Turmanova, R.M. (2023). Accumalations of impurity Ni atoms and their effect on the electrophysical properties of Si. E3S
Web of Conferences, 402, 14018
6. Turgunov, N.A., Berkinov, E.Kh., Turmanova, R.M. (2023). The effect of thermal annealing on the electrophysical properties of samples n-Si<Ni,Cu>. East European Journal of Physics, 3, 287-290
