Thermally induced defects in n-type and p-type silicon

n‐type and p‐type silicon crystals were quenched from 900 to 1400 °C into a cooling liquid. From Hall coefficient and conductivity measurements a model was deduced, in which the changed electrical properties of the quenched samples are caused by an additional shallow donor and a more complex type of defect which acts – depending on Fermi level – as an acceptor or donor, respectively. An energy level nearer than 0.07 eV to the bottom of the conduction band was estimated for the shallow donor whereas an acceptor level EA = EC − 0.32 eV and a donor level ED = EV + 0.40 eV are connected to the more complicated defect. A migration energy of about 1 eV is ascribed mainly to the shallow donor, which seems also to be responsible for a distinct maximum of defect generation at 1110 °C quenching temperature. According to the given model a dependence of quenched‐in defects on the initial doping does not appear to be very important up to net acceptor or donor densities of about 5 × 1015 cm−3. n‐ und p‐leitende Siliziumkristalle wurden von 900 bis 1400 °C in einer Kühlflüssigkeit abgeschreckt. Hall‐ und Leitfähigkeitsmessungen gaben Anlaß zu einem Störstellenmodell, wonach ein zusätzlicher flacher Donator und eine komplexe Störstelle, die je nach Lage des Fermi‐Niveaus Akzeptor‐ oder Donatorverhalten zeigt, die geänderten elektrischen Eigenschaften der abgeschreckten Proben bestimmen. Für den flachen Donator konnte ein zugehöriges Niveau, das näher als 0,07 eV an der Leitungsbandkante liegt, abgeschätzt werden; mit der komplexen Störstelle werden ein Akzeptorniveau EA = EC − 0,32 eV und ein Donatorniveau ED = EV + 0,40 eV in Verbindung gebracht. Eine Wanderungsenergie EM ≈ 1 eV wird hauptsächlich dem flachen Donator zugeschrieben, ebenso ein ausgeprägtes Maximum der Defekt‐Erzeugung bei 1110 °C Abschrecktemperatur. Nach dem angegebenen Modell ist eine eventuelle Abhängigkeit der thermischen Fehlstellen von der Ausgangsdotierung bis hinauf zu effektiven Akzeptor‐ oder Donatorkonzentrationen von ungefähr 5 × 1015 cm−3 bedeutungslos.