Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
& 2] СТИМУЛИРОВАННАЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ДИФФУЗИЯ АТОМОВ 209
4,4 мкЛ/с.м2 и температуре 290 или 85 К) примесные атомы приобретают высокую подвижность. Мобильный II (или D) оставляет за собой вакансию, которая регистрируется в ИК спектре. Выведенный в междоузельное положение II (или I)) участвует в образовании новой фазы Mg(OH)2, которая также регистрируется в ИК спектре (см. рис. 6.1G).
и L_________________________I_________________________I____
4000 3500 3000
v, см-1
Рис. 6.16. Инфракрасный спектр поглощения монокристаллов MgO после облучения потоком электронов: а) 3,1 ¦ 1015, б) 2,9 • 1016, в) 4,4 • 1017 и
г) 2,Г>-1018 см”2; Гобл = 290К [44].
Низкотемпературная миграция обнаруживает характерную зависимость от температуры облучения. Сечение процесса равно 108 барн при 290 К и уменьшается до 106 барн при температуре 85 К. Наблюдаемую миграцию примесей в MgO авторы [44] объясняют механизмом перезарядки.
14 В. С. Вавилов а др,
210
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Допороговое радиационное дефектообразование и диффузия Ag в РЬО исследованы Извозчиковым и Лаптевым 145]. При воздействии мягкого рентгеновского излучения в этих кристаллах имеет место существенное изменение оптических, электрических, структурных и других параметров.
Рис. 6.17. Ренттеноднфрактограммы (РЬО—Ag)-cjicm (толщина РЬО равна 7 мкм): а) до, б) после 10 часов облучения рентгеновскими лучами [45].
Допороговое дефектообразование ускоряет диффузию примеси Ag, так как миграция примеси протекает с участием радиационных дефектов в соответствии с вакан-сионным механизмом диффузии. Диффузия Ag в РЬО изучалась рентгенодифрактометрическим методом при помощи Ха-излучения Си. О переносе примеси из поверхностного источника (напыленная пленка Ag) в объем РЬО свидетельствовало появление дифракционных максимумов (рис. 6.17) на дифрактограммах, которые были сняты со стороны окисно-свинцового слоя, противоположной ранее напыленной серебром. Появление после облучения РЬО линий Ag на дифрактограммах свидетельствовало о комплексообразовании с участием серебра.
I, имп/с
§ 2] СТИМУЛИРОВАННАЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ДИФФУЗИЯ АТОМОВ 211
Изучая кинетику радиационного дефектообразования и процесс диффузии на образцах без серебряной пленки на поверхности и с ней, авторы [45] пришли к выводу относительно вакансионного механизма перемещения ионов Ag по кислородной подрешетке РЬО. Коэффициент радиационно-стимулированной диффузии Ag в РЬО (толщиной 6 мкм) в условиях облучения рентгеновскими квантами с энергией 40 кэВ, плотностью тока 5 мА имел величину, приблизительно равную 10~12 см2/с.
Радиационно-стимулированное легирование пленок РЬО серебром сопровождалось изменением нх электрофизических характеристик: вольт-амперной характеристики (рис. 6.18), термостимулированной проводимости и других.
Стимулированная гамма-излучением s0Co диффузия в HgTe описана Байтовым, Алексеевым и Поповяном [46]. Гамма-излучение (Т = 360 К, плотность потока 3500 P/с) ускоряет диффузию Cd или Hg в монокристаллах HgTo. Коэффициенты диффузии равны 3 • 10-13 для для кадмия.
В щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК) стимулированная миграция атомов исследовалась Готлибом, Шварцем и др. [47]. Были измерены концентрационные профили распределения Na и Cl в кристаллах КС1 и NaCl. Диффузия активировалась ионизирующим воздействием излучения: электронов с энергией 3-4 МэВ, мягких рентгеновских квантов и ультрафиолетового света. Исследовано влияние на диффузию дозы облучения, концентрации анионных вакансий и электрического поля, связанного с локализованным на радиационном дефекте зарядом, и т. п. Изучен механизм диффузии С1 в NaCl и сделан вывод о том, что С1 в ЩГК перемещается по междоузли-14*
J, А
10~5
w-
10~1
10г и, в
Рис. 6.18. Вольт-ампсрная характеристика (РЬО—Ag)-cjion (толщина РЬО 7 мкм): 1) до, 3) после облучения рентгеновскими лучами в течение 10 ч., 2) ВАХ контрольного неэкспонированного (РЬО — А?)-СЛОЛ через 10 ч после изготовления 145].
ртути и 1,8 -10-12 см2/с
212
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. в
ям в виде атомарного хлора С1°. Малая энергия активации диффузии свидетельствует о существенной деформации потенциального рельефа в окрестности С1 в облучаемом материале [47].
Андроникашвили, Цецхладзе и Емельянов [48] наблюдали выделение трития из кристаллов LiF под воздействием быстрых нейтронов и гамма-излучения реактора в интервале температур от 173 до 273 К. Для насыщения тритием кристаллы предварительно облучались при 110 К потоком тепловых нейтронов 10"—1018 см~2. Последующее облучение при низких температурах сопровождалось диффузионным выходом из LiF трития. По кривой изотермического отжига (Т = 173 К) была провидена оценка коэффициента диффузии трития в LiF, который в 109 раз превышал соответствующую температуре облучения величину коэффициента термической диффузии [48].