RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 7, 2026
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2026

 / 

Июнь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Инфракрасная фотопроводимость кремния, легированного халькогенами

†  а,  а,  а, б,  а
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ Казанский научный центр РАН, Сибирский тракт 10/7, Казань, 420029, Российская Федерация

Сверхлегирование — введение примесей в полупроводники с концентрациями, превышающими равновесную растворимость на порядки величины (∼ 1020 см−3), — открывает путь к формированию примесных зон в запрещённой зоне кремния. Внедрение халькогенов (S, Se, Te) позволяет достичь высоких значений коэффициента поглощения (102—104 см−1) в инфракрасном диапазоне (1—6 мкм) за счёт переходов "примесь—зона". Обзор охватывает механизмы формирования примесных состояний, методы синтеза (ионная имплантация, лазерная обработка), а также структурные, электрические и оптические свойства. Особый фокус — на применении в инфракрасных фотоприёмниках, работающих при комнатной температуре, и решении проблем нестабильности (сегрегация, дефекты) через оптимизацию отжига, селективное легирование и гетероструктуры.

Текст pdf (378 Кб)
Ключевые слова: кремний, халькогены, легирование, ионная имплантация, импульсный лазерный отжиг, плавление, кристаллизация, глубокие уровни, примесная зона, фотоприёмник
PACS: 71.55.−i
DOI: 10.3367/UFNr.2025.12.040077
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/6/c/
Цитата: Ковалев М С, Подлесных И М, Баталов Р И, Кудряшов С И "Инфракрасная фотопроводимость кремния, легированного халькогенами" УФН 196 601–614 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 16 сентября 2025, доработана: 16 декабря 2025, 17 декабря 2025

English citation: Kovalev M S, Podlesnykh I M, Batalov R I, Kudryashov S I “Infrared photoconductivity of chalcogen-doped silicon” Phys. Usp. 69 (6) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.12.040077

Список литературы (78) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Kovalev M et al Photonics 12 141 (2025)
  2. Lin H et al Nanophotonics 7 393 (2018)
  3. Косолобов С С и др УФН 194 1223 (2024); Kosolobov S S et al Phys. Usp. 67 1153 (2024)
  4. Saraiva A et al Adv. Funct. Mater. 32 2105488 (2022)
  5. Yang D, Ma X Handbook of Integrated Circuit Industry (Eds Y Wang et al) (Singapore: Springer, 2024) p. 1677
  6. Schubert E F Doping III-V Semiconductors (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1993)
  7. Weber E R Appl. Phys. A 30 1 (1983)
  8. Collins C B, Carlson R O, Gallagher C J Phys. Rev. 105 1168 (1957)
  9. Таскин А А "Комплексообразование в кремнии, легированном селеном" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (Новосибирск: Ин-т физики полупроводников СО РАН, 2000)
  10. Fu J, Yang D, Yu X Phys. Status Solidi A 219 2100772 (2022)
  11. De Vleeschouwer F et al J. Comput. Chem. 39 557 (2018)
  12. Lim S Q, Williams J S Micro 2 (1) 1 (2022)
  13. Подлесных И М и др Краткие сообщения по физике ФИАН 52 (1) 12 (2025); Podlesnykh I M et al Bull. Lebedev Phys. Inst. 52 7 (2025)
  14. Вавилов В С УФН 145 329 (1985); Vavilov V S Sov. Phys. Usp. 28 196 (1985)
  15. Danilewsky A N Cryst. Res. Technol. 55 2000012 (2020)
  16. Schultze M et al Science 346 1348 (2014)
  17. Alex V, Finkbeiner S, Weber J J. Appl. Phys. 79 6943 (1996)
  18. Poncé S et al Rep. Prog. Phys. 83 036501 (2020)
  19. Фань Н И УФН 64 315 (1958); Пер. с англ. яз., Fan H Y Rep. Prog. Phys. 19 107 (1956)
  20. Пихтин А Н Физические основы квантовой электроники и оптоэлектроники (М.: Высшая школа, 1983)
  21. Zhao Z-Y, Yang P-Z Phys. Chem. Chem. Phys. 16 17499 (2014)
  22. Yang W, Mathews J, Williams J S Mater. Sci. Semicond. Process. 62 103 (2017)
  23. Глазов В М, Земсков В С Физико-химические основы легирования полупроводников (М.: Наука, 1967)
  24. Carlson R O, Hall R N, Pell E M J. Phys. Chem. Solids 8 81 (1959)
  25. Rollert F, Stolwijk N A, Mehrer H Appl. Phys. Lett. 63 506 (1993)
  26. Астров Ю А и др ФТП 42 457 (2008); Astrov Yu A et al Semiconductors 42 448 (2008)
  27. Вавилов В С, Челядинский А Р УФН 165 347 (1995); Vavilov V S, Chelyadinskii A R Phys. Usp. 38 333 (1995)
  28. Ковалев М С и др Оптика и спектроскопия 132 42 (2024)
  29. Astrov Yu A et al Phys. Status Solidi A 219 2200463 (2022)
  30. Козлов В А, Козловский В В ФТП 35 769 (2001); Kozlov V A, Kozlovski V V Semiconductors 35 735 (2001)
  31. Kudryashov S et al Opt. Laser Technol. 158 108873 (2023)
  32. Kudryashov S et al Opt. Mater. Express 11 3792 (2021)
  33. Челядинский А Р, Комаров Ф Ф УФН 173 813 (2003); Chelyadinskii A R, Komarov F F Phys. Usp. 46 789 (2003)
  34. Kudryashov S I et al J. Chem. Phys. 164 134203 (2026)
  35. Bube R Photoconductivity of Solids (New York: John Wiley and Sons, 1960)
  36. Чистохин И Б "Автоколебания и релаксации фототока в кремнии, легированном селеном" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (Новосибирск: Ин-т физики полупроводников СО РАН, 1998)
  37. Султанов Н А ФТП 8 1977 (1974); Sultanov N A Sov. Phys. Semicond. 8 1148 (1975)
  38. Жданович Н С, Козлов Ю И ФТП 10 1846 (1976); Zhdanovich N S, Kozlov Yu I Sov. Phys. Semicond. 10 1102 (1976)
  39. Vydyanath H R, Lorenzo J S, Kröger F A J. Appl. Phys. 49 5928 (1978)
  40. Vydyanath H R et al Infrared Phys. 19 93 (1979)
  41. Sclar N J. Appl. Phys. 52 5207 (1981)
  42. Sclar N J. Appl. Phys. 55 2972 (1984)
  43. Sclar N Prog. Quantum Electron. 9 149 (1984)
  44. Grimmeiss H G, Janzén E, Skarstam B J. Appl. Phys. 51 3740 (1980)
  45. Grimmeiss H G, Skarstam B Phys. Rev. B 23 1947 (1981)
  46. Janzén E et al Phys. Rev. B 29 1907 (1984)
  47. Grimmeiss H G et al Phys. Rev. B 24 4571 (1981)
  48. Астрова Е В и др ФТП 19 597 (1985); Astrova E V et al Sov. Phys. Semicond. 19 371 (1985)
  49. Астрова Е В и др ФТП 19 919 (1985); Astrova E V et al Sov. Phys. Semicond. 19 565 (1985)
  50. Филачев А М, Таубкин И И, Тришенков М А Твердотельная фотоэлектроника. Фотодиоды (М.: Физматкнига, 2011)
  51. Her T-H et al Appl. Phys. Lett. 73 1673 (1998)
  52. Wu C et al Appl. Phys. Lett. 78 1850 (2001)
  53. Carey J E et al Opt. Lett. 30 1773 (2005)
  54. Huang Z et al Appl. Phys. Lett. 89 033506 (2006)
  55. Kim T G, Warrender J M, Aziz M J Appl. Phys. Lett. 88 241902 (2006)
  56. Tabbal M et al J. Vac. Sci. Technol. B 25 1847 (2007)
  57. Simmons C B et al J. Appl. Phys. 114 243514 (2013)
  58. Ertekin E et al Phys. Rev. Lett. 108 026401 (2012)
  59. Podlesnykh I M et al Mater. Sci. Semicond. Process. 184 108830 (2024)
  60. Simmons C B et al Adv. Funct. Mater. 24 2852 (2014)
  61. Berencén Y et al Sci. Rep. 7 43688 (2017)
  62. Wang M et al Phys. Rev. Applied 10 024054 (2018)
  63. Huang S et al Adv. Opt. Mater. 8 1901808 (2020)
  64. Berencén Y et al "A high-performance all-silicon photodetector enabling telecom-wavelength detection at room temperature" Preprint (2025)
  65. Kudryashov S I et al Mater. Sci. Semicond. Process. 204 110333 (2026)
  66. Kudryashov S I et al Opt. Mater. 171 117763 (2026)
  67. Sher M-J et al Appl. Phys. Lett. 105 053905 (2014)
  68. Mott N F Rev. Mod. Phys. 40 677 (1968)
  69. Anderson P W Phys. Rev. 109 1492 (1958)
  70. Лифшиц И М УФН 83 617 (1964); Lifshitz I M Sov. Phys. Usp. 7 549 (1965)
  71. Sher M-J, Hemme E G Semicond. Sci. Technol. 38 033001 (2023)
  72. Kudryashov S I et al J. Phys. Chem. Solids 211 113473 (2026)
  73. Winkler M T et al Phys. Rev. Lett. 106 178701 (2011)
  74. Pan S H et al Appl. Phys. Lett. 98 121913 (2011)
  75. Krich J J et al Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices III (Proc. SPIE, Vol. 8981, Eds A Freundlich, J-F Guillemoles) (San Francisco, CA: SPIE, 2014) p. 89810O
  76. Krich J J, Halperin B I, Aspuru-Guzik A J. Appl. Phys. 112 013707 (2012)
  77. Jacoboni С et al Solid-State Electron. 20 77 (1977)
  78. Kudryashov S I et al Mater. Sci. Semicond. Process. 199 109880 (2025)
© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение