Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 6.45. Спад интенсивности ЭПР спектра Si—С28-центра при воздействии светом лазера (YATG : Nd, Я.= 1,06 мкм, 0,24 Вт,Т0дл =20,4 К) .Пунктирная линия получена в предположении, что имеют аналогичную природу процессы миграции Bj при 300 К и реориентации, вызванной оптическим возбуждением центра [123].
§ 4] ВЛИЯНИЕ ЭВ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНУЮ МИГРАЦИЮ 251
комплекс с атомом В в узле, развал комплекса (V + BS) п уход вакансии на стоки. Последней стадией завершается фотостимулированный процесс, на который в условиях эксперимента [123] было затрачено 30 ч времени освещения. Фотостимулированная миграция V и В объяснена механизмом перезарядки в соответствии с представлениями Бургуэна и Корбетта [163].
Зависимость ИМ от спектрального состава света. Участие электронных возбуждений в активации НМ подтверждается чувствительностью активационного процесса к спектральному составу света. Такая зависимость была обнаружена Итоном и др. [128] при исследовании фотостимулированной диффузии примесей в аморфных стекловидных полупроводниках.
Тонкий слой металла (0,01 —
0,02 мкм) напылялся на пластины As2S3. Освещение монохроматическим источником проводилось при комнатной температуре. Проникновение примеси из поверхностного источника характеризуется экспоненциальной зависимостью от спектрального состава светового потока (мощностью 0,72 мВт/см2). Скорость диффузии Ag или Си была максимальной в области спектра, соответствующего границе собственного поглощения материала. При ослаблении интенсивности светового потока пропорцйонально ему уменьшалась скорость НМ.
Касаи и Хаджимото [128] указывают, что фотостимулированная миграция обусловлена чисто оптическими процессами возбуждения электронной подсистемы аморфных полупроводников. Спектральная чувствительность фотостимулированной миграции Ag в As2S3 была подтверждена методом обратного рассеяния ионов гелия с энергией 350 кэВ.
Модели механизмов фотостимулированной миграции рассмотрены в гл. 2. Авторы [127—129] полагают, что фотостимулированное легирование обусловлено
т,к
Рис. 6.46. Кинетика изохронного отжига центров Si—и Si—G10. Время прогрева в каждой точке кривой равно 15 мин. До отжига образец облучался электронами с Ео=1,5 МэВ, Гобл = 20.4 К [123].
252 ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ [ГЛ. в
диффузией ионов металлов из поверхностного источника примеси. В [164] рассмотрен механизм влияния контактного электрического поля барьера металл — полупроводник на фотостимулированный дрейф ионов Ag в As2S3. Болтакс, Джафаров, Кудоярова и др. [165] фотостиму-лированное проникновение Ag в As2S3 объясняют фото-разложепием матричного материала и образованием нового соединения AgAsS2 вследствие большого сродства свободной S к металлам группы Си.
^Aj, СМ'3 %, СМ'3
X, мкм
Рис. G.47. Зависимость распределения 11 и Ag- б As2S3 от длины волны излучения: J), 2) образцы, освещенные синим (1) и красным (2) лазером (1=5,0«Ю15 см"~2-с—!), 3) контрольный (темновой) обра* зец [165].
х, тм
Рис. G.48. Зависимость распределения iWAg в As2S3 от интенсивности освещения синим светом (2=27 мин). Кривые: 1) J=*
= 5,2 • 10'4; 2) 1,8 • 10'5 см-2-с-1 ?165].
В работе [165] фотореактивиая диффузия исследовалась с помощью меченых атомов. Авторы наблюдали фотостимулированное проникновение Ag в объем пластины из нанесенного на поверхность слоя и исследовали зависимость процесса от длины волны, интенсивности и времени освещения.
С уменьшением длины волны падающего излучения (рис. 6.47) граничная концентрация NAs, а также глубина х проникновения Ag, возрастала. Аналогичный эффект имел место при увеличении интенсивности светового потока (рис. 6.48). Концентрационные профили Ag описываются зависимостью вида N = AN0(I, t)x~n, не подчиняющейся уравнению диффузии для постоянного источника.
§ 4] ВЛИЯНИЕ ЭВ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНУЮ МИГРАЦИЮ 253
Особенностью наблюдаемых профилей (см. рис. 6.47, 6.48) является степенной характер зависимости NAg от х по глубине образца, а также зависимость граничной концентрации NAg от времени диффузии t и интенсивности облучення I. При увеличении интенсивности от 5,2 • 10й до 1,8 • 1015 см-г • с"1 показатель степени п изменяется от 2,7 до з,;;.
Из исследований концентрационных профилей распределения Ag, электрографических и рентгепофазовых анализов фо-толегировапных слоев авторами [165] было сделано заключение о том, что наблюдаемые концентрационные профили обусловлены фотореакционной диффузией Ag в As2S3, сопровождающейся образованием фазы AgAsS2.
В кристаллах CdS глубина скомпенсированного Cu-слоя зависит от длины волны стимулирующего диффузию света [121]. Данные рис. 6.49 указывают на экстремальную зависимость глубины диффузионного проникновения Си от спектрального состава излучения при равной интенсивности и экспозиции облучения. Максимум кривой расположен в области длин волн, соответствующих энергии ионизации уровней Си (0,66 и 0,60 мкм).
Были пссйедованы монокристаллы CdS с р=0,5 Ом - см. Медь на поверхность пластин напылялась в вакууме (=5S 5 • 10-5 мм рт. ст.). Толщина пленки Си составляла 10 мкм. Облучение светом (мощность потока 200 мВт/см2) проводилось при трех температурах: 200, 400, 600°С в течение 1,8 • 102 — 2 • 104 с. Радиационный нагрев образцов ие вызывал возрастания температуры более чем на 1°С. Толщина легируемого слоя регистрировалась измерением удельного сопротивления при послойном стравливании тонких слоев, а также ультразвуковым и емкостным методами.
