Исследование частотной зависимости проводимости нитевидных кристаллов кремния при криогенных температурах для создания сенсоров температуры на их основе

  • A. A. Дружинин Национальный университет «Львовская политехника», Львов, Украина
  • И. П. Островский Национальный университет «Львовская политехника», Львов, Украина
  • Ю. Н. Ховерко Национальный университет «Львовская политехника», Львов, Украина
  • Р. Н. Корецкий Национальный университет «Львовская политехника», Львов, Украина
DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2016.4-5.47
Ключові слова: микрокристалл, частота, проводимость, сенсор, криогенная температура

Анотація

Исследована частотная зависимость активного сопротивления нитевидных кристаллов кремния, легированных бором в разной концентрации, соответствующей диэлектрической стороне перехода «металл — диэлектрик», в температурном интервале 4,2–100 К. На основе анализа полученных характеристик установлены и изучены особенности механизма переноса носителей заряда в нитевидных кристаллах Si в области низких частот. Разработан тензорезистор, работоспособный при криогенных температурах и обеспечивающий точность измерения температуры до 0,1 К.

Посилання

Pollak M. Approximations for the ac Impurity Hopping Conduction. Phys. Rev., 1964, A564, рр. 133. https://doi.org/10.1103/PhysRev.133.A564.

Dyre J.C., Schroder T.B. Universality of ac conduction in disordered solids. Rev. Mod. Phys., 2000, vol. 72, рр. 873. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.72.873

Zvyagin I.P. Charge transport via delocalized states in disordered materials. In book: Charge Transport in Disordered Solids with Applications in Electronics. Ed. by Baranovski S., John Wiley & Sons, Chichester, 2006, 498 p.

Druzhinin A., Ostrovskii I., Kogut I., Khoverko Yu., Koretskii R., Kogut Iu. Magneto-transport properties of poly-silicon in SOI structures at low temperatures. Materials Science in Semiconductor Processing, 2015, vol. 31, pp. 19-26. Vol. 31.— P. 19—26. http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2014.11.014

Sybous S., Kaaouachi A. El., Narjis A., Limouny L., Dlimi S. Study of variable range hopping conduction in insulating n-type InSb semiconductor at very low temperature. ICMC AIP Conf. Proc., 2012, vol. 1435, pp. 377-384. http://dx.doi.org/10.1063/1.4712119

Kaaouachi A. El. Screening and variable range hopping conduction in silicon MOSFETs at very low temperature. Chinese Journal of Physics, vol. 51, no 6, 2013, pp. 1312-1320. http://dx.doi.org/10.6122/CJP.51.1312

Pollak М., Geballe T.H. Low-frequency conductivity due to hopping processes in silicon. Phys. Rev., 1961, vol.122, pp. 1742. https://doi.org/10.1103/PhysRev.122.1742

Druzhinin A., Khoverko Yu., Kogut I., Koretskii R. Properties of low-dimentional polysilicon in SOI structures for low temperature sensors. Advanced Materials Research, 2014, vol. 854, pp. 49-55. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.854.49

Ritz E., Dressel M. Influence of electronic correlations on the frequency-dependent hopping transport in Si:P. Phys. Status Solidi C., 2008, vol. 5, pp. 703. http://dx.doi.org/10.1002/pssc.200777583

Hering M., Scheffler, Dressel M., Lohneysen H.V. Signature of electronic correlations in the optical conductivity of the doped semiconductor Si:P. Phys. Rev. B., 2007, vol. 75, pp. 205-203. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.205203

Helgren E., Armitage N.P., Gruner G. Frequencydependent conductivity of electron glasses. Phys. Rev. B.,

, vol. 69, pp. 014-201. https://doi.org/10.1103/ PhysRevB.69.014201

Druzhinin A., Ostrovskii I., Khoverko Y., Koretskii R. Strain-induced effects in p-type Si whiskers at low temperatures. Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 40, 2015, pp. 766-771. http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2015.07.015

Druzhinin A., Ostrovskii I., Khoverko Yu., Nichkalo S., Koretskyy R., Kogut Iu. Variable-range hopping conductance in Si whiskers. Phys. Status Solidi A., 2014, vol. 211, no 2, pp. 504-508. http://dx.doi.org/10.1002/pssa.201300162

Austin I.G., Mott N.F. Polarons in crystalline and non-crystalline materials. Adv. Phys., 1969, vol.18, pp. 41. http://dx.doi.org/10.1080/00018736900101267

Efros A.L. On the theory of a.c. conductivity in amorphous semiconductors. Phil. Mag. B, 1981, vol. 43, pp. 829. http://dx.doi.org/10.1080/01418638108222349

Shklovskii B.I., Efros A.L. Zero-phonon ac hopping conductivity of disordered systems. Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1981, vol. 54, no 1, p. 218-222.

Mott N.F. Conduction in non-Crystalline systems IV. Anderson localization in a disordered. Phil. Mag., 1970, vol. 22, pp. 7-29. http://dx.doi.org/10.1080/14786437008228147

Efros A.L., Shklovskii B.I. Coulomb gap and low temperature conductivity of disordered systems. J. Phys. C:Sol. St. Phys., 1975, vol. 8, p. 49. http://dx.doi.org/10.1088/0022-3719/8/4/003

Zabrodskii A.G. Coulomb gap and metal–insulator transitions in doped semiconductors. Phys. Usp. 41 722–726 (1998). http://dx.doi.org/10.1070/PU1998v041n07ABEH000422

Опубліковано
2019-10-29
Як цитувати
ДружининA. A., Островский, И. П., Ховерко, Ю. Н., & Корецкий, Р. Н. (2019). Исследование частотной зависимости проводимости нитевидных кристаллов кремния при криогенных температурах для создания сенсоров температуры на их основе. Технологія та конструювання в електронній апаратурі, (4–5), 47-52. https://doi.org/10.15222/TKEA2016.4-5.47
Номер
№ 4–5 (2016): Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Розділ
Articles

Авторське право (c) 2016 A. A. Дружинин, И. П. Островский, Ю. Н. Ховерко, Р. Н. Корецкий

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.