Кремний-кремниевая Si-Si-связь как глубокая ловушка для электронов и дырок в нитриде кремния
А. А. Карпушин+, А. Н. Сорокин+, В. А. Гриценко+*
+Институт физики полупроводников им. Ржанова СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
*Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
Abstract
Предложена двухстадийная модель захвата электронов и дырок на
ловушки в аморфном нитриде кремния Si3N4. В приближении сильной связи без
использования подгоночных параметров рассчитана электронная структура
собственного дефекта "Si-Si-связь" в Si3N4. Найдено объяснение таким
свойствам Si-Si-связи, как гигантское сечение захвата электронов и дырок и
гигантское время жизни захваченных носителей. Показано, что в нейтральном
состоянии Si-Si-связь дает мелкие уровни вблизи дна зоны проводимости и
верха валентной зоны, обладающие большим сечением захвата. При захвате на нее
электрона или дырки за счет поляронного эффекта и изменения
области локализации валентных электронов атомов Si-Si-связи происходит
сдвиг мелких уровней в запрещенную зону на величину 1.4-1.5 эВ. В
расчетах использован предложенный авторами новый способ параметризации
матричных элементов гамильтониана сильной связи, учитывающий изменение
области локализации валентных электронов изолированного атома при его
встраивании в твердое тело.