Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
атома сурьмы т; < т). Энергетическое расстояние от верхней подоболочки атома германия до валентной зоны в антимопиде индия больше, чем соответствующее расстояние для атома сурьмы, что согласуется с изложенными соображениями [51].
Сечение процесса образования дефекта при действии рассматриваемого механизма описывается следующим соотношением:
~ л _ион _
(У — с ва *
а
ион
где с — относительная концентрация примеси, оа — сечение ионизации оболочки с номером а.
Таблица 5.2
Случаи реализации примесного ионизационного механизма образования дефектов в атомарных полупроводниках и соединениях AjjjBy [74]
Тип кристалла Примесный атом, который может войти в Для образования дефекта необходимо ионизовать
состав «выделенной» пары или группы из атом или ион
собственный (образует примесный (образуется
ся «выделенная» пара) «выделенная» группа)
Атомарные полу Донор IV группы (1) (2)
проводники
Акцептор (3) (4)
Соединения ЛшВу Доноры Атом VI группы, замещаю III группы (In) (5) VI группы (Se) (6)
(InSb) щий: атом V группы
Атом IV группы, замещаю V группы (Sb) (7) (8)
щий атом III группы
Акцепторы Атом IV группы, замещаю (9) IV группы (Ge) (10)
щий атом V группы
Атом II группы, замешаю-
ДЕФЕКТЫ В БИНАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ
ДОПОРОГОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В InSb
175
Так как определение точных значений za затруднительно, для сравнения с экспериментом удобно пользоваться надлежащим средним для всех глубоких оболочек значением z^, которое играет роль эмпирического параметра.
Таблица 5.3 Расчетные сечешш понпзацтГглубокпх уровней [74]
Вид облуче Полупро Энергия ион поп нон ПОН
ния водник фотона аК > °L - аМ ’ °N ’
или элек барн барн барн барн
трона,
кэВ
Рентген С.е к 3 • 102 2-103 1,5-105
*4? ¦ • i
C.aAs СО 3-103 2-103 1,5-10“ ----
InSb 1 • ю3 З-Ю3 2-104 1,5-105
Электроды Ge 300 2 • 10;1 2-104 1,5-10е ---
InSb 200 2-103 1 ¦ 101 1-105 5-Ю6
В таил. 5.3 приведены результаты расчета значений Для Ge, GaAs, InSb. Расчеты в каждом случае выполнены для тех вида и энергии облучения, для которых имеются экспериментальные наблюдения «допорогового» дефектообразования и есть возможность сравнения расчетного и экспериментального сечений образования дефектов.
В табл. 5.4 экспериментальные значения сечений образования дефектов в InSb, GaAs, Ge, полученные разными авторами, сравниваются со значениями сечений дефектообразования, рассчитанными в [74].
На InSb эффект допорогового дефектообразования изучен наиболее подробно. Вся картина дефектообразования хорошо соответствует рассмотренной выше модели примесного механизма. Из табл. 5.4 видно, что соответствие расчетного и экспериментального сечений достигается в предположении, что дефекты образуются при ионизации всех оболочек, включая подвалентную Л'-оболочку; при ЭТОМ Оэкс/^^ион ~ 7.
Аналогичный эффект достигается при облучении р-InSb рентгеновскими лучами при 4,2 К. То обстоятельство, что значение оаКс/сОион в этом случае оказывает-
17G
ДЕФЕКТЫ В БППЛГПЫХ ПОЛУПГОТЮДТШКЛХ
[ГЛ. 5
ся больше (~80), означает, что в условиях облучення при 4,2 К образуются не только дефекты, устойчивые вплоть до 100 К, но и (главным образом) менее стабильные дефекты, отжигающиеся при температурах ниже 77 К.
Для наблюдаемого в [52] процесса образования дефектов в и-InSb при 77,4 К под действием облучення электронами допороговой энергии значение также
Таблица 5.4 Сечения образования дефектов [74]
Полупровод -3 т , , к Вид облу Энергия фо о >
