Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
при больших потоках пейтронов (1019 см”г) кристаллы становятся хрупкими, приобретают мозаичную структуру и легко разрушаются.
§ 1] ОБРАЗОВАНИЕ И МИГРАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В CdS 151
Рис. 5.7. Фотографии двух разных участков поверхности CdS со стороны, облученной рентгеновскими квантами и сс-частицами (б), и противоположной («). Увеличение микроскопа X 700 [!Г|.
Фа, 10,!ел! 4 S 3 13
4 В 8 фу, 10е Р
1 • I
Рис. 5.8. Зависимость массы Cd, скопившегося на поверхности CdS от времени диффузионного отжига. Кривые: 1—облучение гамма-квантами совместно с а-частицамн, 2 — только гамма-квантами
1141.
152
ДЕФЕКТЫ В БИНАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ
[ГЛ. 5
При объяснении данных эксперимента авторы [14, 151 предположили, что в CdS реализуется модифицированный механизм Варли [20]. Это означает, что при многократной ионизации аниона через оже-каскад могут выйти в междоузлия атомы S и Cd. Ионизационный механизм предполагает образование радиолитической S. Следовательно, экспериментальное доказательство допорогового радиационного дефектообразования (ДРДО) и идентификация механизма Варли требовали обнаружения радиолитической S. Эта задача была решена авторами [15—17J. S регистрировалась манометрическим методом, который контролировался масс-спектрометрическим анализом газа на содержание S02 (ИПДО-1). Количество сернистого газа определялось по падению давлепия в известном объеме и химическими методами [10].
Измерительная часть прибора (см. рис. 5.4; 1, 2, 3), использованного в манометрическом методе исследования, была изготовлена из кварца для быстрого получения вакуума. Кварц-молибденовыми переходами она соединялась с основной вакуумной системой. Ловушка 1 была выполнена так, что обе стенки внутреннего газопровода охлаждались жидким азотом. Это обеспечивало наибольшее вымораживание паров воды, а также С02, H2S и других газов, попадавших в вакуумную систему при напуске воздуха. Сернистый газ количественно улавливался в ловушке 3 и измерялся термопарной лампой 14 в известном объеме между двумя металлическими затворами 2.
Уплотняющей жидкостью в металлических затворах служил эвтектический сплав из галлия, индия и олова в соотношении 4,8= 1,9 = 1 с температурой плавления 5°С. Упругость пара эвтектического сплава при температуре 500°С составляла 10~8 мм рт. ст. Термопарная лампа J1T-2 градуировалась по сернистому газу. Ампулы 4, с помощью которых наблюдалась дозовая зависимость выхода серы, были изготовлены из молибденового стекла и снабжены большим количеством стеклянных перегородок, что исключало влияние окружающей среды при измерении кинетических кривых выхода. Объем ампулы 50—60 см3. Ампула 5 для раствора щелочи была изготовлена также из молибденового стекла и имела одну перегородку.
Кислород получали в ампулах 7 путем термического разложения КМп04 в вакууме и хранили в сосудах 8.
§ 11 ОБРАЗОВАНИЕ И МИГРАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В CdS 153
Количество кислорода и его расход контролировались U-образным манометром 6. Высокий вакуум 10~5— 10-8 мм рт. ст. создавался ртутно-диффузионным насосом
9 марки ДРН-50.
На установке навеску поликристаллического CdS подвергали термовакуумной обработке при температуре 400— 450°С до полного удаления продуктов гажения. Контроль за их удалением осуществлялся манометрической лампой JIM-2 в замкнутой системе при температуре 450°С. Для удаления с поверхности следов свободной серы систему с образцом неоднократно промывали кислородом при давлении 1-2 мм рт. ст. и температуре 300°С в общей сложности в течение 30—60 мин. В указанных условиях опыта, как следует из исследований радиационной сорбции кислорода, CdS не адсорбирует кислород и не окисляется [21].
• Образец в вакуумированной ампуле со стеклянными перегородками облучали. По мере накопления определенной дозы ампулу подпаивали к системе через перегородку. Систему откачивали до вакуума 10~5—10-в мм рт. ст. Перегородка разбивалась и система наполнялась кислородом. Температура поднималась до 300°С и образец прогревался в атмосфере кислорода. Образовавшийся сернистый газ попадал в ловушку 3.
Количество S02 определяли манометрическим и химическим методами (табл. 5.1).
В первом случае сернистый газ конденсировался в ловушке, охлаждаемой до — 173°С. Размораживание и измерение количества S02 проводили в известном объеме между двумя металлическими затворами. Чувствительность метода составляла 2 • 10~4—4 • 10-7 г. Погрешность измерений в области предела чувствительности метода была 20%.
В качестве химического был использован метод определения S02 с помощью фуксии-формальдегидного и йод-крахмального растворов. Сернистый газ собирался в ампуле со слабым раствором щелочи. Количество растворенного газа определялось по интенсивности окраски фук-син-формальдегидного и йод-крахмального растворов, измеряемой соответственно спектрофотометром для длин волн 563 мкм и фотокалориметром. Погрешность измерений не превышала 20%. Чувствительность фуксин-
