Photovoltaic Properties of Silicon Doped with Manganese and Germanium

Abstract

Установлено, що зразки кремнію, леговані атомами марганцю та германію, утворюють бінарні сполуки типу Si2˂GeMn˃, які сильно впливають на електрофізичні та оптичні властивості кремнію. Показано, що вплив атомів марганцю після дифузії в кремній призводить до 10 % зниження концентрації оптично активного кисню. Експериментально доведено, що кремній, легований атомами германію та марганцю, може бути використаний для розробки інфрачервоних фотодетекторів, що працюють в діапазоні довжин хвиль 1-8 мкм і дозволяють більш чутливо детектувати інфрачервоне випромінювання та температуру. Установлено, що під час росту відбувається взаємодія між атомами Ge і Mn. Це підтверджується зникненням рівня енергії марганцю в кремнії, який відповідає за гасіння фотопровідності в кремнії, легованому атомами марганцю.

It has been found that silicon samples doped with manganese and germanium atoms form binary compounds of Si2˂GeMn˃ type, which heavily impact to the electrophysical and optical properties of silicon. It was determined that effect of manganese atoms after diffusing into the silicon pre-doped with germanium atoms leads to 10 % decrease of optically active oxygen concentration. It has been experimentally proven that silicon doped with germanium and manganese atoms can be used for the development of infrared photodetectors operating in the wavelength range 1-8 µm and allow for more sensitive detection of infrared radiation and temperature. It was established that during the growth there is an interaction between Ge and Mn atoms. This is confirmed by the disappearance of the energy level of manganese in silicon, which is responsible for quenching photoconductivity in silicon doped with manganese atoms.