Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 25 26 27 28 29 30 31... 423 424 425
|
|
|
|
сят вклад в оптические свойства полупроводников. При легировании кремния мышьяком коэффициент оптического поглощения при энергии фотонов 1,15 эВ, возрастает от 10...3000 см'^ для нелегированного образца до уровня 4-10^^ см"^ для легированного образца. В кремнии, легированном бором, наблюдается насыщение коэффициента поглощения с ростом степени легирования, что свидетельствует о проявлении компенсации [6], Выше рассматривались основные механизмы поглощения света низкой интенсивности в полупроводниках. При облучении полупроводников лазерными импульсами наносекундной длительности на образец падает большое число фотонов. Например, типичный импульс при отжиге рубиновым лазером соответствует 1 Дж/см^ за 10 НС. Плотность падающего потока равна 10^ Вт/см^. Полагая, что половина падающей на образец энергии поглощается в слое толщиной 10~^ см, получаем число образованных электронно-дырочных пар, равное 10^^ см^/с. Плотность носителей, превышающая 10^^ cм-^ достигается за время меньшее, чем длительность лазерного импульса. При температуре плавления плотность носителей в кремнии равна 3-10^^ см-^. Система, образованная во время облучения, называется плазмой свободных носителей, или электронно-дырочной плазмой. Это твердотельный аналог газообразной плазмы, т. е. газообразной системы ионизированных атомов й электронов. Свободные носители, образованные при освещении кристалла, увеличивают поглощение, если время их рекомбинации ненамного меньше, чем продолжительность импульса. Этот эффект более существен для энергий фотонов, сравнимых с шириной запрещенной зоны. Коэффициент поглощения свободными носителями обычно рассчитывается по модели Друде. При п=5'10^^ см~"^ он равен 50 см~^ В экспериментах по лазерному отжигу поглошедие свободными носителями важно в течение первой стадии импульса. Эффект существен для неодимового лазера с энергией фотона 1,17 эВ, что сравнимо с шириной запрещенной зоны кремния 1Д эВ. Вклад свободных носителей приводит к возрастанию температуры и в результате— к уменьшению ширины запрещенной зоны с последующим увеличением коэффициента поглощения. Энергия светового импульса передается носителям в результате процессов поглощения. Следующая стадия, которую необходимо обсудить,— это релаксация возбужденной системы носителей и передача энергии атомам решетки. Во время облучения процессы возбуждения и релаксации протекают одновременно так, что плотность носителей превышает 10^^ см-^. Время взаимодействия носителей друг с другом и носителей с плазмонами ^ 10-^^ с, следовательно, во время облучения пикосекундными и наносекундными импульсами система находится в равновесии. Теплота выделяется за счет образования новых фононов при столкновениях носителей с фонолами. Возбужденные носители, имеющие кинетическую энергию выше края зоны, передают излишнюю энергию атомам через столкновения, в результате которых 27
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 25 26 27 28 29 30 31... 423 424 425
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
