Вплив домішок та умов вирощування монокристалів кремнію методом Чохральського на величину часу життя нерівноважних носіїв заряду

It is investigated the influence of impurities contained in single-crystal silicon which is grown by the Czochralski method. These impurities are: oxygen, carbon, boron. Also it is investigated an influence of cooling rate of the grown single crystal on the lifetime of non-equilibrium charge carriers. The oxygen concentration was in the range (6,45 ... 9,75)×1017 cm-3, carbon – (1,60 ... 10,20)×1016 cm-3; boron – (1,17 ... 1,70)×1016 cm-3. The cooling rate of the single crystal was varied from 1,8 to 3,6 K/min.It was found that increasing the concentration of boron and oxygen increases the lifetime of the non-equilibrium carriers, and the increase of carbon concentration and the cooling rate of the single crystal silicon lead to reduction of the lifetime of non-equilibrium carriers. To identify factors that have the greatest influence on the lifetime of non-equilibrium charge carriers was developed a mathematical model in the form of the regression equation. Assessment of significance of the regression coefficients of equation was conducted by Student t-test value. Statistical reliability of the resulting multiple regression equation was checked by the total F-test that checks the null hypothesis of statistically insignificant of parameters of developed regression equation and the connection closeness indicator.The developed statistically reliable mathematical model showed that in the investigated ranges of the factors most influence on the lifetime of non-equilibrium charge carriers has a carbon concentration and cooling rate of the silicon single crystal. The concentrations of oxygen and boron in the investigated ranges of factors have less influence on the lifetime of non-equilibrium charge carriers in silicon single crystals.В работе исследуется влияние содержащихся в монокристаллическом кремнии таких примесей, как кислород, углерод, бор, а также скорости охлаждения выращиваемого монокристалла на время жизни неравновесных носителей заряда. Установлено, что повышение концентрации кислорода и бора способствует увеличению времени жизни неравновесных носителей заряда, а увеличение концентрации углерода и скорости охлаждения монокристалла кремния ведет к уменьшению времени жизни неравновесных носителей заряда.В роботі досліджується вплив таких домішок у монокристалічному кремнії, як кисень, вуглець, бор, а також швидкості охолодження вирощуваного монокристала на час життя нерівноважних носіїв заряду. Встановлено, що підвищення концентрації кисню і бору сприяє збільшенню часу життя нерівноважних носіїв заряду, а збільшення концентрації вуглецю і швидкості охолодження монокристала кремнію веде до зменшення часу життя нерівноважних носіїв заряду