ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОМПЕНСИРОВАННОГО КРЕМНИЯ С ГЛУБОКИМИ ПРИМЕСЯМИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВСЕСТОРОННЕГО ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
Keywords:
компенсированный кремний, глубокие примесные уровни, всестороннее гидростатическое давление, тензочувствительность, концентрация носителей, подвижность носителей, деформационный потенциал, релаксационные эффектыAbstract
В работе представлено теоретическое исследование тензочувствительности компенсированных кремниевых структур, легированных примесями переходных металлов (Ni, Gd, Mn), под действием всестороннего гидростатического давления в диапазоне до 5×108 Па. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки высокочувствительных и стабильных полупроводниковых сенсоров, работающих в условиях механических нагрузок. На основе экспериментальных данных по кинетике тока, концентрации и подвижности носителей для образцов n- и p-типа проводимости построена аналитическая модель, описывающая вклад статической, динамической и температурной компонент в тензочувствительность. Модель включает вывод уравнений, связывающих изменение удельного сопротивления с вариациями энергии ионизации глубоких уровней, коэффициента барического сдвига, а также с релаксационными процессами перераспределения носителей. Показано, что рост степени компенсации (увеличение удельного сопротивления) приводит к повышению коэффициента тензочувствительности в 2–3 раза. Установлены различия в механизмах отклика для n- и p-типа: в n-материалах доминирует изменение концентрации носителей, в p-материалах — совместное влияние концентрации и подвижности. Результаты работы могут быть использованы для оптимизации параметров сенсорных элементов на основе компенсированных полупроводников.
