Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Облучение проводилось иодпо-вольфрамовой лампой. Мощность светового потока составляла 1 Вт/см2. Температура образца была близка к комнатной. Переход декорировался электрическим осаждением Си.
Установлено, что на освещенной поверхности разомкнутого диода граница р — га-перехода всегда перемещается на большее расстояние, чем на неосвещенной части образца или на контрольных образцах. Влияние света наблюдается лишь в случае слоя ограниченной толщины, в котором происходит основное поглощение света. По мере снятия слоев с освещающейся поверхности величина смещения границы уменьшается. Наблюдаемую фотостимулированную миграцию Си в GaAs авторы [130] объяснили возникновением вентильной фото-э. д. с., уменьшающей поле р — «-перехода.
§ 4] ВЛИЯНИЕ ЭВ IIA НИЗКОТЕМПЕРАТУРНУЮ МИГРАЦИЮ 257
Интересно было бы рассмотреть также стимулированные воздействием света диффузионно-контролируемые процессы. Известны публикации по фотостимулирован-пой эпитаксии, кристаллизации из водных растворов, отжигу радиационных дефектов и влиянию подсветки па кинетику образования радиационных дефектов, по деградации светодиодов, контролируемой фотостимулировапной миграцией примесей, и другим явлениям.
Фотоэпитаксия на полупроводниках изучалась в [117]. Гинздер, Яровский и Фридкип наблюдали кристаллизацию антрахинопа на поверхности монокристаллов Ge. При этом был установлен факт влияпия освещения, содержащего спектральную область собственной фото-чувствительности Ge, па ориентированную кристаллизацию антрахннона, которая производилась из газовой фазы. Свет, проходя через полупроводник, фокусировался на поверхности кристаллизации. При этом на поверхности полупроводника могли фокусироваться изображения в форме растра или полос. Время освещения и спектральный состав света изменялись в широком интервале. Кристаллизация производилась па пластинах п-Ge с р * * 40 Ом • см и с ориентацией [211]. Освещение влияло па кристаллизацию, изменяя как плотность кристаллитов, так и их ориентировку. Оптическое изображение было продскорировано кристаллами антрахинона и его можно было паблюдать в отраженном свете.
Освещение влияет также на ориентированную кристаллизацию антрахинона па широкозонном диэлектрике, т. е. слюде. Фотоэпитаксия имеет место в синей области спектра, где антрахинон обнаруживает фотопроводимость.
О фотостимулированпом росте сообщается в [166 — 168]. Известно, что на поверхности Та, W, InSb и других материалов имеет место фотостимулированный рост окис-пых пленок. Было обнаружено, что оптические свойства материалов, выращенных при освещении, существенно отличаются от оптических свойств обычных окислов. Сложная система Та—Та205—Au, полученная методом фотости-мулированного роста [166], обладает фотовольтаическими и фотопроводящими свойствами, представляющими значительный практический интерес. Фотостимулированный рост эпитаксиальных пленок PbTe, HgTe и системы Pbi-xSnxTe описан в [182].
17 в. С. Вавилов и др.
258 ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Конозенко, Випецкий, Холодарь и др. [135, 169] указывают на активацию процесса радиационного дефектообразования в присутствии подсветки (из области собственного поглощения Si, Ge и других кристаллов). Скорость введения дефектов структуры как в электронном, так и в дырочном Si, облучаемом при 77 К гамма-лучами 60Со, существенно увеличивается, если на кристалл одновременно воздействовать светом из области собственного поглощения и гамма-лучами. По величине эффект эквивалентен облучению образцов при 300 К (но без подсветки). Так, например, освещение белым светом в процессе облучения гамма-лучами увеличивает скорость введения центров рекомбинации в 3 раза для «бескислородного» п-Si и в 12 раз для п-Si, выращенного методом Чохральского.
В jo-Si освещение при 77 К увеличивает скорость введения центров рекомбинации в 5 раз. Наблюдаемый эффект авторы связывают с изменением зарядового состояния вакансий. Освещение светом, так же как и нагрев, приводит к разведению компонент пары Френкеля (образующихся в результате воздействия гамма-лучами 60Со) на расстояние, превышающее радиус захвата пары, благодаря чему интенсифицируется процесс образования стабильных радиационных дефектов (комплексов, состоящих из вакансий •+примесного атома и т. п.).
Фотостимулированный отжиг в Si и Ge наблюдали авторы работ [132, 170, 171]. Афанасьев, Тутуров и Фи-лимончев [132] изучили инжекционный отжиг радиационных дефектов в п- и p-Ge, предварительно облученном нейтронами с энергиями 1,6 и 14 МэВ. Во время инжекции плотность тока через р — n-переход варьировалась от 1,3 А/см2 до 40 А/см2, средняя концентрация носителей в импульсе составляла от 1010 см-3 до 10й см-3, а длительность импульса 0,5 мкс.
Обнаружено, что степень восстановления исходных свойств материала (времени жизни носителей тока) пропорциональна плотности потока инжектированных носителей тока и выражена сильнее в материале р-типа проводимости, чем в электронном Ge. Высказано предположение, что инжекционный отжиг имеет место в присутствии двух типов носителей тока и не является следствием перезарядки дефектов во время инжекции. Для объяс-
