Khóa Luận Tốt Nghiệp Đại Học Một Số Nghiên Cứu Về Sự Tự Khuếch Tán Và Khuếch Tán Của Tạp Chất Trong Tinh Thể Germanium (Ge.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÍ  ĐẶNG PHƯƠNG DUNG MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SỰ TỰ KHUẾCH TÁN VÀ KHUẾCH TÁN CỦA CÁC TẠP CHẤT TRONG TINH THỂ GERMANIUM (Ge) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÍ  - ĐẶNG PHƯƠNG DUNG Đ ẠI MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SỰ TỰ KHUẾCH TÁN Ọ H VÀ KHUẾCH TÁN CỦA CÁC TẠP CHẤT TRONG C TINH THỂ GERMANIUM (Ge) SƯ ẠM PH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành Vật lí lí thuyết Hà Nội- 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÍ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI  KHOA VẬT LÍ  - ĐẶNG PHƯƠNG DUNG ĐẶNG PHƯƠNG DUNG Đ ẠI MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SỰ TỰ KHUẾCH TÁN C Ọ H VÀ KHUẾCH TÁN CỦA TẠP TRONG MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CÁC VỀ SỰ TỰCHẤT KHUẾCH TÁN TINHTÁN THỂCỦA GERMANIUM (Ge) TRONG VÀ KHUẾCH CÁC TẠP CHẤT SƯ TINH THỂ GERMANIUM (Ge) ẠM PH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành VậtNGHIỆP lí lí thuyết chhKHÓA LUẬN TỐT ĐẠI HỌC Người hướng dẫn TS Phan Thị Thanh Hồng Hà Nội 2018 Hà Nội- 2018 LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Em xin trân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn “Vật lí lí thuyết” ln quan tâm, động viên tạo điều kiện cho em thời gian học tập thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Thị Thanh Hồng tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài bạn bè ẠI Đ Cuối cùng, em xin cảm ơn động viên, giúp đỡ nhiệt tình gia đình C Ọ H Em xin trân tro ̣ng cảm ơn! SƯ Hà Nội, tháng năm 2018 ẠM PH Sinh viên Đặng Phương Dung LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài nghiên cứu em hướng dẫn TS Phan Thị Thanh Hồng Trong q trình thực đề tài, em có tham khảo số tài liệu ghi mục Tài liệu tham khảo Hà Nội, tháng năm 2018 Sinh viên ẠI Đ H C Ọ Đặng Phương Dung SƯ ẠM PH MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc khoá luận CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ CHẤT BÁN DẪN VÀ CƠ CHẾ KHUẾCH TÁN Đ ẠI CHỦ YẾU TRONG BÁN DẪN H 1.1 Sơ lược bán dẫn C Ọ 1.2 Các ứng dụng quan trọng vật liệu bán dẫn SƯ 1.3 Các chế khuếch tán chủ yếu bán dẫn 1.3.1 Khái niệm khuếch tán PH 1.3.2 Các chế khuếch tán chủ yếu bán dẫn ẠM KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 2: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ KHUẾCH TÁN TRONG TINH THỂ GE 10 2.1 Các đa ̣i lươ ̣ng nghiên cứu hiêṇ tươ ̣ng khuế ch tán 10 2.2 Các nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ge mô ̣t hai bán dẫn đơn chất điển hình (Ge và Si) ứng dụng nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt ngành công nghiệp điện tử Sự phát triển linh kiện bán dẫn như: điốt, tranzito, mạch tích hợp,… cho đời hàng loạt thiết bị điện tử tinh vi đầu đọc đĩa CD, máy fax, máy quét siêu thị, điện thoại di động,… Để có linh kiện bán dẫn kể trên, người ta phải tạo hai loại bán dẫn bán dẫn loại n bán dẫn loại p cách pha nguyên tử tạp chất vào Ge (hay Si) Có nhiều phương pháp pha nguyên tử tạp chất vào vật Đ ẠI liệu bán dẫn phương pháp nuôi đơn tinh thể, phương pháp cấy ion, H phương pháp khuếch tán, So với phương pháp khác phương pháp C Ọ khuếch tán có nhiều ưu điểm khơng làm thay đổi cấu trúc tinh thể, SƯ pha tạp với chiều sâu tùy ý, cho phép điều khiển tốt tính chất tranzito, Đó lí khiến cho kĩ thuật khuếch tán nguyên PH tử vào vật liệu bán dẫn thu hút quan tâm nhiều nhà ẠM khoa học Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm tự khuếch tán khuếch tán tạp chất bán dẫn, đặc biệt khuếch tán bán dẫn Si và Ge Tuy nhiên, việc đo đạc xác đại lượng khuếch tán điều khó, địi hỏi phải có trang thiết bị đại có đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm Về mặt lí thuyết, có nhiều phương pháp sử dụng để nghiên cứu khuếch tán; phương pháp thu thành cơng định tính tốn cịn bị hạn chế kết số thu có độ xác chưa cao so với giá trị thực nghiệm Vì vậy, nghiên cứu tự khuếch tán khuếch tán tạp chất bán dẫn vấn đề có ý nghĩa khoa học mang tính thời Xuấ t phát từ những lí trên, nên chúng chọn đề tài nghiên cứu là: “Một số nghiên cứu về sự tự khuếch tán và khuế ch tán của ta ̣p chấ t tinh thể Germanium (Ge)” Mục đích nghiên cứu Tìm hiể u các nghiên cứu lí thuyế t và các quan sát thực nghiê ̣m về sự tự khuế ch tán và khuế ch tán của ta ̣p chấ t tinh thể Ge - Đối tượng phạm vi nghiên cứu Các công trình, bài báo, tài liêụ viế t về sự khuế ch tán tinh thể Ge Nhiệm vụ nghiên cứu - Sưu tầ m, câ ̣p nhâ ̣t các bài báo, tài liêụ viế t về khuế ch tán Ge - Đo ̣c, dich ̣ các tài liêụ sưu tầ m đươ ̣c - Phân tích, đánh giá, tổ ng hơ ̣p để viế t khóa luâ ̣n ẠI Đ - Ọ H Phương pháp nghiên cứu Đọc, tra cứu tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Phân tích, đánh giá, tổng hợp kiến thức tìm hiểu C - SƯ Cấu trúc khoá luận ẠM có hai chương: PH Ngồi phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, khóa luận dự kiến Chương 1: Sơ lươ ̣c về bán dẫn và các chế khuế ch tán chủ yế u bán dẫn 1.1 Sơ lươ ̣c về bán dẫn 1.2 Các ứng du ̣ng bản bán dẫn 1.3 Các chế khuế ch tán chủ yế u bán dẫn Kết luận chương Chương 2: Các nghiên cứu về khuếch tán tinh thể Germanium 2.1 Các đa ̣i lươ ̣ng nghiên cứu hiê ̣n tươ ̣ng khuế ch tán 2.2 Các nghiên cứu lí thuyết Kết luận chương Kết luận chung CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VỀ CHẤT BÁN DẪN VÀ CƠ CHẾ KHUẾCH TÁN CHỦ YẾU TRONG BÁN DẪN 1.1 Sơ lược bán dẫn Theo tài liệu [1], chất bán dẫn thông dụng thường kết tinh theo mạng tinh thể lập phương tâm diện Trong đó, nút mạng gắn với gốc gồm hai nguyên tử Hai nguyên tử loại bán dẫn đơn chất Si, Ge hai nguyên tử khác loại bán dẫn hợp chất GaAs, InSb, ZnS, CdS, ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH Hình 1.1 Mạng tinh thể Ge Ge vật liệu bán dẫn điển hình Đơn tinh thể Ge có cấu trúc kim cương (Hình 1.1) gồm hai phân mạng lập phương tâm diện lồng vào nhau, phân mạng nằm 1/4 đường chéo phân mạng Trong sở có nguyên tử Ge, nguyên tử Ge tâm hình tứ diện cấu tạo từ bốn nguyên tử lân cận gần xung quanh Độ dài cạnh o sở (cịn gọi số mạng tinh thể) 298K a o = 5,43 A o Mạng tinh thể Ge hở Bán kính nguyên tử Ge 1,22 A Trong ô sở mạng tinh thể Ge có lỗ hổng mạng (cịn gọi hốc hay kẽ hở mạng) hốc nằm bốn đường chéo đối diện với ngun tử Ge thuộc đường chéo qua tâm hình lập phương hốc thứ nằm tâm hình lập phương (Hình 1.2- hốc 1, 2, 3, 4, 5) Mỗi hốc có bán kính bán kính nguyên tử Ge chứa khít nguyên tử Ge Mỗi hốc tâm hình tứ diện cấu tạo từ bốn hốc xung quanh bốn nguyên tử Ge xung quanh (xem Hình 1.2) ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH Hình 1.2 Các hốc (lỗ hổng) mạng tinh thể Ge Các bán dẫn hợp chất A III BV A II BVI GaAs hay ZnS chẳng hạn (Hình 1.3) thường kết tinh dạng zinc blend (ZnS), gồm hai phân mạng lập phương tâm diện lồng vào nhau, phân mạng nằm 1/4 đường chéo phân mạng Tuy nhiên, mạng thứ cấu tạo từ loại nguyên tử (Zn chẳng hạn) mạng thứ hai cấu tạo từ loại nguyên tử khác (S chẳng hạn) Trong tinh thể ZnS, nguyên tử Zn tâm hình tứ diện cấu tạo từ bốn nguyên tử S xung quanh Ngược lại, nguyên tử S lại tâm hình tứ diện đều, cấu tạo từ bốn nguyên tử Zn xung quanh Chú thích: Lưu huỳnh (S) Kẽm (Zn) ẠI Đ C Ọ H SƯ Hình 1.3 Mạng tinh thể kẽm sunfua (ZnS) PH 1.2 Các ứng dụng quan trọng vật liệu bán dẫn ẠM Vật liệu bán dẫn nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học, kỹ thuật công nghiệp Tuy nhiên, ứng dụng quan trọng phổ biến chúng dùng để chế tạo linh kiện điện tử bán dẫn Chúng ta sống thời đại thông tin Một lượng lớn thơng tin thu qua Internet thu cách nhanh chóng qua khoảng cách lớn hệ thống truyền thông vệ tinh Sự phát triển linh kiện bán dẫn điốt, tranzito mạch tích hợp (ICIntegrated Circuit) giúp nhiều việc phát cơng dụng chúng IC có mặt hầu hết mặt đời sống hàng ngày, chẳng hạn đầu đọc đĩa CD, máy fax, máy quét siêu thị điện thoại di động Điốt phát quang dùng hiển thị, đèn báo, hình quảng cáo nguồn sáng Phơtơđiốt loại dụng cụ thiếu Trong công trình [7] nghiên cứu tự khuếch tán cấu trúc đồng vị dị hướng Ge 70 Ge / 74 Ge Trong nghiên cứu này, các tác giả đưa kĩ thuật dùng để nghiên cứu tự khuếch tán Ge cách sử dụng động vị ( 70 Ge / 74 74 Ge ) Sau xen vào lớp 70 Ge Ge nhiệt độ khoảng từ 543 o C 690 o C , đại lượng khuếch tán đo phổ trắc khối ion thư cấp (Secondary Ion Mass Spectroscopy SIMS) Việc phân tích số liệu thực nghiệm cho phép xác định xác enthalpy entropy tự khuếch tán Trong công trình này, các tác giả đã sử dụng cấu trúc dị hướng đồng vị Ge (đồng vị ổn định), chế tạo chùm ẠI Đ phân tử enthalpy (Molecular Beam Epitaxy - MBE).Trong cấu trúc đồng vị dị hướng chung bao gồm lớp tinh khiết (ví dụ 70 Ge 74 Ge ) đồng vị H Ọ hỗn hợp nguyên tố hóa học Cho đến gần đây, số lượng đáng kể C Ge túy làm giàu mặt hóa học có sẵn, làm cho tăng SƯ trưởng cấu trúc có Hình 2.2 cho thấy sơ đồ PH mẫu cụ thể sử dụng công nghệ Sau ủ, đồng vị tự ẠM khuếch tán với Các số liệu nồng độ đo SIMS, sau phần mẫu ủ riêng nhiệt độ khác Điều cho phép xác định xác enthalpy entropy tự khuếch tán Các cấu trúc dị hướng đồng vị cho nghiên cứu tự khuếch tán số khía cạnh sau 20 Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc đồng vị sử dụng công việc (1) Sự liên kết đồng vị Ge diễn mẫu đồng vị bên tinh thể, Đ không bị ảnh hưởng hiệu ứng xảy bề mặt (ví dụ q ẠI trình oxy hóa, vết bẩn tạp chất) gặp phải kỹ thuật thông thường Ọ H (2) Một mẫu Ge bao gồm năm đồng vị ủ nhiệt độ ổn định, nồng C độ ban đầu lớp khác tương ứng chúng khác Sau ủ, SƯ cấu hình trung tâm đồng vị năm đồng vị tách riêng ẠM PH để có thông tin năm giá trị cho nhiệt độ ủ Hình 2.3 Cơ chế nút khuyết tự khuếch tán: a) Nguyên tử Ge đánh dấu (màu đen) di chuyển cách nhảy sang bên phải b) Sau nhảy, chuyển sang vị trí có khoảng cách gần Trong tài liệu khuếch tán, có hai loại chế khuếch tán chủ yếu chế nút khuyết chế xen kẽ Cơ chế nút khuyết, mơ tả Hình 2.3 kiểu phổ biến khuếch tán Ge Nó kiểm sốt khơng 21 tự khuếch tán Ge mà cịn kiểm sốt tất kim loại, mang lại đóng góp cho tự khuếch tán bán dẫn Si nhiệt độ 1000 o C Mẫu sử dụng thí nghiệm tạo MBE, bề mặt chất tự nhiên, bề mặt lớp đệm 23 nm lắng đọng (cùng vật liệu lớp giàu đẳng hướng đầu tiên) với đoạn nhiệt độ khoảng từ 180-450 o C Để tạo bề mặt nhẵn mịn, lớp giàu đẳng hướng sau phát triển 390 o C mẫu với lớp dày 100 nm mẫu với lớp dày 200 nm, mẫu chia thành nhiều phần, ẠI Đ ủ nhiệt độ khác (543 o C , 586 o C , 605 o C , 636 o C 690 o C ) Đối với mẫu ủ nhiệt đặt ống cách li để ngăn chặn q H Ọ trình oxy hóa ô nhiễm Mặc dù mẫu giữ chân không ( C 10−6 Torr) mẫu ủ bị oxy hóa bề mặt mức độ SƯ Ơxít bay nhiệt độ cao, có nghĩa phần định lớp PH bị trình ủ Tuy nhiên, q trình tự khuếch tán phân tích ẠM công việc diễn bên tinh thể mặt đẳng hướng, q trình oxy hóa bề mặt khơng mong đợi làm thay đổi đáng kể khuếch tán bên mẫu Để đảm bảo số nhiệt độ xác, ống cặp nhiệt điện giữ thùng chứa than chì bên lò sưởi Bộ điều khiển nhiệt độ cho phép biến đổi nhiệt độ 1-2 o C Việc ghi lại độ sâu nồng độ tất năm đồng vị Ge ổn định thực với SIMS Các cấu hình điển hình mẫu phần khuếch tán ủ mẫu (636 o C 19,5 giờ) thể Hình 2.4 22 Đ ẠI Hình 2.4 Thử nghiệm độ sâu phần nguyên tử 70 Ge 74 Ge Ọ H Sự khuếch tán tinh thể xảy nguyên tử nhảy C vị trí khác mạng tinh thể Về nguyên tắc, có nhiều khả cho SƯ bước nhảy (các vị trí thay xen kẽ, vị trí nút khuyết, ) Trong tinh thể Ge, người ta thấy q trình có ý nghĩa cho PH việc di chuyển nguyên tử Ge thông qua chế nút khuyết Trong ẠM trường hợp hệ số tự khuếch tán DSD viết dạng biểu thức Arrhenius  −G   −H  DSD = gfa 2 o exp  SD  = Do exp  SD   kT   kT  (2.5) G SD nặng lượng tự Gibbs tự khuếch tán, G SD = HSD − TSSD (2.6) với HSD enthalpy tự khuếch tán, SSD entropy tự khuếch tán D hệ số trước hàm mũ S  D0 = gfa 2 o exp  SD   k  (2.7) 23 f hệ số tương quan (f = / cho chế nút khuyết mạng kim cương),  o tần số cố định, g hệ số cấu trúc (g = 1/8 cho chế nút khuyết Ge) a số mạng; k số Boltzmann Enthalpy HSD entropy SSD phụ thuộc vào hình thành ( kí hiệu F) di chuyển ( kí hiệu M) chế nút khuyết F M F M HSD = HSD + HSD ,SSD = SSD + SSD (2.8) Các số liệu cho thấy hệ số tự khuếch tán DSD hàm nhiệt độ ủ T Kết hợp thực nghiệm với lí thuyết thấy DSD thông số phù hợp Phương trình (2.5) sau cho phép xác định enthalpy HSD Đ ẠI entropy SSD tự khuếch tán suy phương trình (2.7) H Giải phương trình khuếch tán Fick cách cụ thể (Hình 2.1), C Ọ thu nồng độ ci nguyên tử đồng vị Ge SƯ  c0,I − c0,II  h / + x  0,I   ci0,II − ci0,III  h / − x  0,III  i ci (x) =  i erf  + c + erf  i     + ci  2 D t D t   SD  SD        ẠM PH (2.9) h độ dày lớp mẫu vật (khoảng 100 200 nm ), ci0,I ,ci0,II ,ci0,III nồng độ ban đầu đồng vị i lớp Ge làm giàu lớp làm giàu bề mặt tương ứng 24 74 Ge Hình 2.5 cho thấy đặc tính tất năm đồng vị điều kiện ủ (586 o C 55,55 h), phù hợp với phương trình (2.9) Để rõ ràng phù hợp với cấu hình 70 Ge ẠI Đ C Ọ H 76 Ge 74 SƯ Hình 2.5 Thí nghiệm độ sâu phần nguyên tử 70 Ge , 72 Ge , 73 Ge , Ge phần mẫu vật đc ủ tự khuếch tán( ủ 586 o C PH 55,55 h) ẠM Các giá trị cho hệ số tự khuếch tán DSD ủ 543 o C , 586 o C , 605 o C 636 o C 690 o C trình bày theo quy luật Arhenius Hình 2.6 Các đường Hình 2.6 biểu thị kết viết trước 25 ẠI Đ Hình 2.6 Quy luật Arrhenius hệ số tự khuếch tán hàm nhiệt độ H Ọ Từ Hình 2.6 cho thấy kết thu từ thí nghiệm phù C hợp với giá trị tìm trước Các kết tóm tắt SƯ sau: cơng bố trước 2,95 - 3,14 eV ẠM PH (1) Enthalpy HSD tự khuếch tán 3.0 eV Kết phù hợp với giá trị (2) Hệ số trước hàm mũ Do 1,2.10−3 m2s−1 Kết phù hợp với giá trị công bố trước 0,78 − 4,4.10−3 m2s−1 (3) Chuyển đổi entropy SSD thơng qua phương trình (2.7) tác giả thu 12 −1 SSD  9k (với  o = 8.10 s a = 0,565 nm) Entropy tự khuếch tán cho Ge lớn cho kim loại (2k - 4k) Trong công trin ̀ h [8] nghiên cứu tự khuếch tán đồng vị Ge ở nhiệt độ thấp, các tác giả đã dùng phép đo phản xa ̣ neutron (Neutron Reflectometry - NR) để nghiên cứu sự tự khuế ch tán nhiề u lớp tinh thể Ge ở nhiêṭ đô ̣ từ 429°C đế n 596°C Bằ ng phương pháp này, từ các dữ liê ̣u 26 thực nghiê ̣m Ở nhiệt độ cao, độ khuếch tán phù hợp với số liêụ thu kỹ thuật tán xạ phân tử Tóm lại, tác giả đo tự khuếch tán nhiều lớp đa tinh thể Ge kết tinh nhiệt độ từ 429°C đế n 596°C cách sử dụng phương pháp phản xa ̣ neutron Bằng phương pháp này, từ số liệu thực nghiệm tự khuếch tán Ge biết hệ số khuếch tán D  1.10−25 m2 s −1 Hệ số khuếch tán thấp dẫn đến độ dài tán xạ nm cho thời gian khuếch tán thực tế khó tiến hành kỹ thuật tán xạ chùm ion Các liệu tự phân tán Ge đưa tài liệu nghiên cứu Đ mơ tả xác với enthalpy kích hoạt đơn lẻ Q = 3,13 eV ̣ số ẠI trước hàm mũ D0 = 2,54.10−3 m s −1 cho nhiệt độ từ 429 đến 904°C Nghiên C khuế ch tán của Ge Ọ H cứu này cũng chỉ rằ ng nút khuyết đóng vai trò chủ đa ̣o sự tự SƯ Trong công trình [9] nghiên cứu về ảnh hưởng áp suấ t lên PH khuếch tán Asen Ge Các tác giả đã sử du ̣ng phép đo phổ trắ c khố i ion thứ cấ p (Secondary Ion Mass Spectroscopy - SIMS), mẫu đươ ̣c ủ ẠM môi trường có áp suấ t và nhiêṭ đô ̣ tương ứng là 5GPa 750 o C Kế t quả thu đươ ̣c từ thực nghiê ̣m đươ ̣c mơ tả Hình 2.7 27 ẠI Đ C Ọ H SƯ Hình 2.7 Sự khuếch tán As Ge với áp suất 30 phút ủ PH 575 o C ẠM Từ hình vẽ cho thấ y ̣ số khuế ch tán giảm áp suấ t tăng Kế t quả cũng chỉ rằ ng chế nút khuyế t cũng là chế chủ đa ̣o sự khuế ch tán của As vào Ge Trong công trình [10], nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh, nhiệt độ chất thêm vào lên tự khuếch tán Ge Các tác giả đã sử du ̣ng ki ̃ thuâ ̣t phún xa ̣ chùm tia io (Ion Beam Sputtering - IBS) để xác đinh ̣ hệ số khuếch tán của đồ ng vi ̣ 71 Ge đơn tinh thể Ge dưới ảnh hưởng áp suất, nhiệt độ chất thêm vào Kế t quả thu đươ ̣c thể tích kić h hoa ̣t Ge tăng theo nhiê ̣t đô ̣ từ 0,24  876K đến 0,41  1086K (  thể tích nguyên tử) Các phép đo độ phụ thuộc vào chất thêm vào đo 973K cho thấy độ khuếch tán tăng với xúc tác n giảm với xúc tác p Điều ủng hộ 28 quan điểm cho tự khuếch tán Ge theo chế nút khuyết hoạt động chế nút khuyết thừa nhận Các phép đo phụ thuộc vào áp suất độ khuếch tán vật liệu pha tạp thực 973K, cho thấy thể tích kích hoạt lớn thêm chất thêm vào p so với chất thêm vào n Từ đó các tác giả suy thể tích kích hoa ̣t cho các khuyế t tâ ̣t dương là 0,56  0,28  cho các khuyế t tâ ̣t âm ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH 29 KẾT LUẬN CHƯƠNG Các đa ̣i lươ ̣ng đươ ̣c nghiên cứu hiêṇ tươ ̣ng khuế ch tán lươ ̣ng kích hoa ̣t Q, ̣ số khuếch tán D Trình bày mô ̣t số kết nghiên cứu lí thuyế t về sự tự khuế ch tán và khuếch tán của các ta ̣p chấ t tinh thể Ge dưới ảnh hưởng của nhiê ̣t độ, áp suất chất thêm vào Trình bày mô ̣t số kế t quả nghiên cứu thực nghiê ̣m về sự tự khuế ch tán ẠI Đ và khuếch tán của các ta ̣p chấ t tinh thể Ge dưới ảnh hưởng của nhiêṭ độ, áp suất chất thêm vào C Ọ H SƯ ẠM PH 30 ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH 31 KẾT LUẬN CHUNG Sau tìm hiểu số nghiên cứu khuếch tán tự khuếch tán tạp chất tinh thể Ge khóa luận tổng hợp sơ lược chất bán dẫn chế khuếch tán chủ yếu tự khuếch tán khuếch tán tạp chất tinh thể Ge chế nút khuyết Cụ thể: Cấu trúc tinh thể bán dẫn nói chung tinh thể Ge nói riêng Bên cạnh ứng dụng quan trọng của vật liệu bán dẫn chế khuếch tán chủ yếu tinh thể bán dẫn Đ Các đa ̣i lươ ̣ng đươ ̣c nghiên cứu hiêṇ tươ ̣ng khuế ch tán ẠI lươ ̣ng kích hoa ̣t Q, ̣ số khuếch tán D Trình bày mô ̣t số kết nghiên cứu H lí thuyế t thực nghiệm về sự tự khuế ch tán và khuếch tán của các ta ̣p chấ t C Ọ tinh thể Ge dưới ảnh hưởng của nhiê ̣t độ, áp suất chất thêm vào SƯ ẠM PH 32 TÀ I LIỆU THAM KHẢO Phùng Hồ Phan Quốc Phô (2001), Giáo trình Vật lý bán dẫn, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phan Thị Thanh Hồng (2013), Nghiên cứu tự khuếch tán khuếch tán tạp chất bán dẫn phương pháp thống kê mômen, Luận án Tiến sĩ Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội Phan Thi ̣ Thanh Hồ ng, Pha ̣m Thi ̣ Minh Ha ̣nh, Đào Thi ̣ Quỳnh (2017), Ảnh hưởng của nhiê ̣t độ lên sự tự khuế ch tán tinh thể Ge, Ta ̣p chí Khoa ho ̣c, Trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m Hà Nô ̣i 2, Số 47, Trang – 12 Đ Vũ Thi ̣ Lan Phương (2017), Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suấ t lên sự ẠI tự khuế ch tán Ge bằ ng phương pháp thố ng kê mô men, Luâ ̣n văn H Tha ̣c sỹ Vâ ̣t lý, Trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m Hà Nô ̣i C Ọ Bùi Thi ̣ Thu Hương (2017), Nghiên cứu ảnh hưởng của biế n dạng lên SƯ sự tự khuế ch tán Ge bằ ng phương pháp thố ng kê mô men, Luâ ̣n văn Tha ̣c sỹ Vâ ̣t lý, Trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m Hà Nô ̣i PH Chroneos A., Bracht H., Grimes R W., and Uberuaga B P (2008), dopant diffusion activation ẠM "Vacancy-mediated enthalpies for germanium", Applied Physics Letters92(17), p172103 Fuchs H D., Walukiewicz W., Haller E E., Donl W., Schorer R., Abstreiter G., Rudnev A I., Tikhomirov A V., and Ozhogin V I (1995), “Germanium 70 Ge/ 74Ge isotope heterostructures: An approach to self-diffusion studies”, Phys Rev B51(23),p.16817 Hüger E., Tietze U., Lott D., Bracht H., Bougeard D., Haller E E., and Schmidt H (2008), “Self-diffusion in germanium isotope multilayers at low temperatures”, Applied Physics Letters93, p.162104 33 Mitha S., Theiss S D., Aziz M J., Schiferl D and Poker D B (1994), “ Effect of pressure on arsenic diffusion in germanium”, Mat Res Soc Symp Proc., 325 10 M.Werner M., Mehrer H., and Hochheimer H D (1985), "Effect of hydrostatic pressure, temperature, and doping on Self-Diffusion in germanium", Phys Rev B32(6), pp.3930-3937 ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH 34