Определение радиусов пор и их концентраций в пористом кремнии (стр. 13 )

(10)

(11)

(12)

(13)

Скорости распада и превращений позитронных состояний, согласно в этом случае имеют вид

(14)

(15)

(16)

(17)

Согласно [28], где для кремния - параметр, характеризующийся соотношением

(18)

Здесь и - электронные плотности в нуле для атома позитрония в кристалле и вакууме, соответственно. Поэтому Аналогично, согласно расчетам Ферранте [30], для кристалла кремния можно записать

(19)

Для умеренно легированных кристаллов кремния с см-3 скорость захвата электрона атомом позитрония и, таким образом, так как Отсюда следует, что выражения (24)-(27) переходят в

(20)

с соответствующими временами жизни, согласно проведенных выше оценок, и

Таким образом, в бездефектных умеренно легированных кристаллах кремния, согласно рассмотренному выше механизму аннигиляции, должны наблюдаться два коротких времени жизни, и При этом не должно наблюдаться действие внешнего магнитного поля на временные спектры и спектры УРАФ, что согласуется с экспериментом [21]. Однако выделить эти две короткоживущие компоненты во временных спектрах аннигиляции, как правило, не удается. Наблюдается лишь одно короткое время жизни позитронов , равное среднему времени жизни

(21)

Например, для что удовлетворительно согласуется с экспериментальным значением [37,38].Таким образом, основными типами позитронных состояний в бездефектных легированных кристаллах кремния вероятнее всего являются квапозитронные состояния термализованных позитронов и комплексы Уилера В пользу образования таких состояний в бездефектных кристаллах кремния и других полупроводниках говорят эксперименты по измерениям скорости счета совпадений трех гамма-квантов в соединениях [33]. Наличие этого типа состояний с приводит к равенству ( - скорость счета совпадений трех гамма-квантов, свойственная непозитрониевым состояниям) и наличию в спектрах УРАФ узкой компоненты, обусловленной аннигиляционным распадам комплексов Уилера [30] и параквазипозитрония. Для подтверждения предложенного механизма аннигиляции позитронов в бездефектных кристаллах кремния необходимы дальнейшие эксперименты в области различных температур и концентраций электронов в зоне проводимости при наличии и в отсутствии внешнего магнитного поля.

Система

Формирование многослойных структур типа кремний на изоляторе (КНИ) позволяет реализовать различные элементы микромеханических устройств и интегральных схем. Однако повышенная дефектность структур на границе раздела приводит к нарушению функциональных свойств приборов или к неполной реализации их возможностей. Возникает задача исследования дефектов в структурах, полученных методом прямого сращивания пластин кремния. Зондирование с помощью пучков медленных позитронов, имплантируемых на различные глубины в исследуемые объекты в микронном диапазоне, электронной и дефектной структуры тонких полупроводниковых слоев, диэлектриков и границ их разделов основывается на наблюдениях аннигиляции позитронов из делокализованного, ловушечного и позитрониевого () состояний. Измерения параметра S спектра доплеровского уширения аннигиляционной линии (ДУАЛ), спектра угловой корреляции, времени жизни, а также доли образования позитрония [39-44] позволили установить на границе раздела наличие дефектов типа открытых объемов (вакансии, конденсат вакансий и разупорядоченные области (РО)) и - центров со структурой типа Si Si3 или , служащих ловушками позитронов с образованием позитронных центров е+ - РО и и/или .

Пористый кремний

Приведем экспериментальные данные по исследованию системы в пористом кремнии. В общем случае временной спектр аннигиляции в пористом кремнии должен содержит 9 компонент с временами жизни [41] . В то же время в большинстве экспериментов по аннигиляции указывается, что временной спектр разрешается на три компоненты Согласно [41], для ряда образцов пористого кремния значения этих компонент соответственно равны 230 пс ( %); 580 - 1030 пс ( %), а значения существенным образом зависят от способа приготовления образцов. Так для образцов, полученных при плотности тока ~100 мА/см2 пс ( %), а для образцов, полученных при плотности тока ~ 10 мА/см2 эти параметры соответственно равны пс ( %) . В кривых углового распределения аннигиляционных фотонов установлено наличие узкой компоненты и уменьшение параметра S спектров доплеровского уширения по сравнению с параметром S для объемного кремния.

Поэтому, исходя из этих экспериментальных данных, согласно [41], можем выделить в пористом кремнии три блока времен жизни .Согласно вышеизложенному, долгоживущие компоненты в объеме пористого кремния соответственно равны

, (22)

, (23)

где

(24)