О природе термоакцепторного эффекта в БЗП кремнии

Термоакцепторный эффект (ТАЭ), наблюдаемый в облучённом электронами электронном БЗП-Si  после термических отжигов, может представлять практический интерес для производства детекторного материала, т. к. позволяет получать кремний более высокоомный, чем исходный, с сохранением высокого рекомбинационного времени жизни свободных носителей заряда (τ). В качестве термоакцепторов рассматривали мелкую легирующую примесь – бор, которая в процессе облучения и последующих отжигов могла переходить из нейтрального в электрически активное состояние. Против данной модели говорит тот факт, что концентрация термоакцепторов в нелегированном материале достигала величин 10¹⁴ см^-3.

В данной работе проведены расчеты предельных концентраций глубоких акцепторных центров, достаточных для прекомпенсации высокоомного исходного материала из n  в p тип.

Наблюдавшиеся в аналогичных условиях радиационной обработки и последующего отжига центры (ловушки электронов FeVO и ловушки дырок FeV₂) и их параметры, были использованы для оценок концентрации РЦ, зарядового состояния различных РД и их возможного участия в формировании ТАЭ. Расчеты проведены в предположении, что степень компенсации в исходном материале незначительна. Особенностью высокоомного материала является то, что на любом этапе обработки  уровень Ферми F лежит у середины запрещённой зоны. В этом случае величину τ определяют времена захвата как электронов, так и дырок. В процессе изменения концентрации свободных носителей зарядов вклад отдельных РЦ в рекомбинационный процесс меняется, что может привести к отмеченным экспериментально разным температурным интервалам восстановления τ . Проведённые оценки показывают, что ТАЭ в высокоомном электронном БЗП- кремнии в принципе может наблюдаться без участия атомов бора .