Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 6.50 приведены кривые температурной зависимости коэффициента диффузии Си в CdS. Энергия
d, мкм
Я - мкм
Рис. 6.49. Зависимость глубины d скомпенсированного диффузией Cu-слоя в CdS от длины волны света X. Максимум соответствует оптической ионизации примесных уровней, связанных с Си [121J.
254
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. в
активации в освещаемых кристаллах была приблизительно на 0,1 эВ меньше, чем при термической диффузии, где энергия активации равна 0,53—0,57 эВ. Фотостимулиро-ванная диффузия при 400°С протекала со скоростью, соответствующей тепловой диффузии Си в CdS при температуре 480°С. Учитывая экстремальную зависимость
7, Г
BOO 4U0 200
Рис. 6.50. Температурная зависимость коэффициента диффузии Си в CdS.
Кривые: 1) при облучении светом, 2) в темноте [121].
диффузионного процесса от длины волны света, Заго-руйко, Тиман и Файнер [121] свои результаты объяснили с позиции механизма перезарядки примесного атома (см. гл. 2).
Облучение видимым светом активирует процессы миграции собственных дефектов структуры CdS [122]. Воздействие светом от рубинового лазера приводит к усилению интенсивности свечения центров, связанных с вакансией серы. Одновременно наблюдается гашение краевого (зеленого) излучения, обусловленного междо-узельной S. Изменения оптических свойств монокристаллов объясняются допороговым дефектообразованием и низкотемпературной фотостимулированной диффузией смещенных в междоузлия атомов S, Cd и их вакансий.
Миграция ионов Li+ в р-Ge под воздействием света наблюдалась при 77 К [120]. Для регистрации фотости-мулированного дрейфа Li использовалось характерное свойство этой примеси: при 77 К подвижность носителей в p-Ge, компенсированном Li, и концентрация примесей в нем существенно зависят от способа охлаждения образцов. При быстром охлаждении кристалла, нагретого до 350—400 К (закалка), корреляция в расположении
§ 4] ВЛИЯНИЕ ЭВ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНУЮ МИГРАЦИЮ 255
разноименно заряженных примесей не проявляется и в рассеянии участвуют как доноры, так и акцепторы. При медленном же охлаждении происходит частичное спаривание Li с акцепторами, что приводит к росту подвижности. Таким образом, перемещения Li на расстояние в
О
100—200 А достаточно для заметного изменения подвижности.
Исследуемые образцы после быстрой закалки и после медленного охлаждения подвергались воздействию свега лампы накаливания. Под действием света изменяются оба параметра — концентрация дырок и их подвижность. Эти изменения происходят за время облучения порядка часа. Величина изменений примерно на два порядка превышает погрешности измерений. После выключения света наведенный эффект сохраняется сколь угодно длительное время.
При облучении через германиевый фильтр эффект не проявляется заметным образом, что, по мнению авторов, указывает на генерацию электронно-дырочных пар как на основную причину возникновения эффекта. Изменения подвижности и концентрации вызваны миграцией Li к комплексам. При этом происходят одновременно декомпенсация Ga и обогащение рассеивающих комплексов, что приводит к росту концентрации и уменьшению подвижности, в случае медленного охлаждения миграции Li препятствует сильное кулоновское притяжение, оказываемое со стороны ионов Ga.
При уменьшении интенсивности света то же состояние насыще.ния достигается за более длительное время. Этот факт совместно с фактом чувствительности эффекта к энергиям квантов, достаточным для электронно-дырочного возбуждения, по мнению авторов [120], позволяет предположить, что миграция осуществляется за счет экситонного механизма снижения барьера (см. гл. 2).
Влияние света на перемещение границы р — re-перехода в GaAs обнаружено Болтаксом, Городецким, Джа-фаровым и др. [130]. Переход был создан в re-GaAs (концентрация носителей 2 • 1017 см-3) диффузией Си при 800 °С. Глубина перехода составляла от 1 до 5 мкм. Поле р — re-перехода направлено таким образом, что оно препятствует проникновению положительных ионов Си из р- в re-область (рис. 6.51).
256
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
При интенсивном освещении поле р — re-перехода резко уменьшается (вследствие генерации электронно-дырочных пар и их разделения в области р — тг-перехода), что сопровождается увеличением потока Си в тг-область. В результате этого граница р — тг-перехода смещается в тг-область. В качестве контрольных использовались два
?
Ч>
Свет
I I I I I I I I I I
\
\
а)
Ф
X-
\
1
'X
Рис. 6.51. Энергетическая диаграмма р—n-перехода в темноте (а) и при освещении (б, в), а), б) переход разомкнут, в) закорочен [130].
вида образцов: диоды, находившиеся в разомкнутом состоянии и прикрытые от воздействия светового потока, и диоды, освещаемые с закороченным р — п-переходом, поскольку поле перехода при этом остается таким же, как и в неосвещенном диоде.
