Структурные и электрические свойства сверхлегированного поверхностного слоя кремния с глубокими донорными состояниями серы

Неоднородное сверхлегирование поверхностного слоя пластины кремния атомами серы с концентрацией атомов легирующей примеси на уровне более $2\cdot10^{21}\,$см$^{-3}$ на глубине порядка 100 нм достигнуто путем его фемтосекундной лазерной обработки в серосодержащей жидкости. Инфракрасная (ИК) спектроскопия сверхлегированного слоя демонстрирует отчетливые полосы межзонного поглощения донорных центров серы, отсутствующие в исходном материале, и широкую полосу поглощения свободных носителей с концентрацией ${\sim}\,10^{18}\,$см$^{-3}$. Относительно низкая плотность носителей связывается с равновесной термической ионизацией локализованных состояний легирующей примеси в сверхлегированном слое, сохраняющем невырожденный характер вследствие необычно сильной электрон-ионной связи в глубоких донорных состояниях.