Электрически неактивная фракция примеси с неглубокими уровнями в кремнии

Неполная электрическая активность примесей III и V групп при их высокой концентрации в кремнии — хорошо известный опытный факт, не получивший исчерпывающего объяснения. Анализ экспериментальных результатов позволяет сделать однозначный вывод, что электрически неактивная фракция этих примесей связана с атомами, находящимися в положениях замещения, на аномально малом расстоянии друг от друга. Предпринят расчет энергетических характеристик и концентрации межпримесных комплексов в предположении, что каждый атом описывается экранированным кулоновским потенциалом. Существует заметная область концентраций, когда одиночный атом донорной примеси уже не в состоянии удержать электрон, тогда как комплекс еще создает локальный уровень, т. е. является устойчивым и нейтральным. Таким образом, неполная электрическая активность получает объяснение.
Наличие газа примесных ионов с притяжением позволяет предсказать неустойчивость однородного распределения примеси. Из микрокинетики выведено соответствующее диффузионное уравнение и получен критерий неустойчивости.