Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
154 ДЕФЕКТЫ В БИНАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ [ГЛ. 5
Таил п ц а 5.1
Количественное определении серы
Метод измерения Номер опыта ! Давление, мм Масса се Средняя ошибка
Оптическая рт. ст. ры , 10 4 г опыта, %
I взятой а
: для ана = X
лиза
Химический: индикатор --- фуксин- 1 0,278 1,56 i,66 Г)
формальдегпдный реактив 2 0,290 1,60 1,47 5
Манометрический 1 0.362 1,64 1,56 5
2 0,385 1,60 1,55 . 5
Химический: индикатор --- йод~ 3 0,004 0,44 0,34 20
крахмалытый раствор 4 0,07 0,45 0,35 20
Манометрический 3 0,062 0,44 0,36 18
4 0,08 0,45 0,37 18
Примечание. Количество S02 вычислялось по формуле V„ = 359x XlO3 PV/T, где Р —давление сернистого газа (мм рт. ст.), V — объем системы (см3), Т — температура опыта (К), V0 — количество газа, приведенное к нормальным условиям.
формальдегндпого метода по серо (1 —100) • 10~7 г/мл. Йод-крахмальпым методом удается определять серу до (0,1 —100) • 10~7 г/мл.
Для определения размера частиц измеряли дисперсный состав исследуемого поликристаллического CdS. Кривая распределения частиц по размерам была получена методом седиментационного анализа.
Удельная поверхность образцов вычислялась из данных, найденных методом седимептацпонпого анализа, п измерялась методом БЭТ. Погрешность измерения но превышала 10%. Оптимальным способом окисления S до S02 явилась обработка CdS в замкнутой системе в течение 20—30 мин при температуре 579 К и давлении кислорода 1-2 мм рт. ст.
Этим методом в [15—17] была изучена кинетика термолиза и радиолиза CdS. Измерялись зависимости радиолиза от дозы и мощности потока излучения, от энергии и вида излучения, от температуры облучения и условий синтеза исходного CdS. Из сравнепия данных опыта было установлено следующее [10, 15—17]:
§ i j ОБРАЗОВАНИЕ II МИГРАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В CdS 155
1. Радиолпз CdS наблюдается во всех образцах, характеризующихся различной плотностью биографических несовершенств структуры, и в кристаллах с различными исходными электрическими свойствами. Процесс не зависит от предыстории и способов предварительной обработки материала. Радиолпз наблюдается для поликристаллов разных марок н дисперсности, монокристаллов, выращенных с разной концентрацией структурных несовершенств, н других кристаллов.
2. На кинетических кривых радполлза (см. рис. 5.5) обнаруживается несколько участков, характеризующихся разной скоростью выхода S. В первом приближении можно выделить три таких участка. Сравнение результатов, полученных на разного тина кристаллах CdS (см. рис. 5.6), позволило предположить существование трех источников, поставляющих S при облучении, так что выход S происходит как бы в три стадии. На первой стадии кинетической кривой образец покидает надстехиометрическая S(Cd), нерегулярно расположенная в кристаллах. На второй стадии проявляется вклад дефектных мест решетки, а па третье)'! — из объема выходит S, освобождаемая при разрушении самой решетки CdS. Изучение первой стадии радиолнза позволило получить информацию о механизмах диффузии, изучение второй и третьей стадии — о процессах радиационного дефектообразования и диффузии.
3. Термически стимулированный выход S происходит в две стадии, которые характеризуются разными скоростями диффузии (рис. 5.9). Первая стадия аналогична начальной стадии кинетической кривой радиолиза (см. рис. 5.5, 5.6), однако па второй стадии скорость выхода S постоянна. Было предположено, что процесс термического разложения CdS, который имеет место и па первой стадии кинетической кривой, подавляется тепловой диффузией, избыточной над стехиометрической S, и затем устанавливается стационарный процесс (вторая стадия).
А. Скорость радиационно-стимулированной диффузии S и суммарное ее количество тем больше, чем больше S содержится в исходно;,: образце. Изменение концентрации исходной S достигалось предварительным облучением CdS на реакторе, термолизом, подбором кристаллов, выращенных в условиях с избыточным содержанием S (Cd), и другими способами (рис. 5.10).
150
ДЕФЕКТЫ В БИНАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ
(ГЛ. 5
Оценка величины коэффициента диффузии D была проведена автором [15—17]. Сопоставление величины D для радиационно-стимулированной диффузии с термической диффузией показало, что при Тобл = 80 К п плотности потока гамма-квантов 5500 P/с стимулированная диффузия протекает со скоростью, эквивалентной скорости высокотемпературной диффузии S в CdS при 1200 К, а при 360 К эквивалентная температура равна 750 К.
