Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Аналогичные величины, измереппые методом светового зонда (рис. 6.66), имеют несколько более высокие значения скоростей проникновения Li, 4 • 10-12 при 200 К и 2 • 10-11 см2/(В ¦ с) при 300 К.
Угол наклона зависимости lg\i = f{i/T) в случае стимулированного дрейфа Li в Si значительно меньше
§ в] ОСОБЕННОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ МИГРАЦИИ 273
lqMs+/J
Рис. 0.63. Температурная зависимость коэффициента диффузии S в CdS. Кривая 1 — облучение гамма-лучами “Со, 1=5500 P/с, Ф в каждой точке равна 1,8 • 108 Р. Кривая 2 — термодиффузия [84].
О, пФ
а)
U, В
/л см'*
Nki,CM^
/Vln, см-з
г)
л, мкм
Рис. 6.64. Температурная зависимость вольт-емкостной характеристики (а) и распределения носителей тока (б); в) и г) профили Au и In в базовой области Шоттки-диодов. Облучение проводилось на рентгеновской установке УРС-70. Кривые: 1 — до облучения, г и 3 — после облучения дозой 3,5-1018 см“а при Т0да = 80S. и Т0$л = 300К [Ш],
18 В. С. Вавилов и др.
274 ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ, в
С,пФ
и, в
Рис. 6.65. Изменение вольт-емкостной характеристики Si-диода при радиационном дрейфе Li. Кривые: 1 — до, 2, з и 4— после облучения; 2) Ф = = 2,5-10° рад, Г-300 К, U-500 В; 3) Ф->2,5 • 107 рад, Г=200 К, U= 500 В; 4) Ф=3 • 107 рад, Г-300 К, 17=200 В [ЮЗ].
X. мкм
Рис. 6.66. Зондовая характеристика распределения фототока короткого замыкания литиево-дрейфового детектора. Световой зонд шириною 20 мкм перемещался параллельно плоскости перехода. Кривые: 1 — после тепловой диффузии Li (Г=630 К в течение 5 мин), 2, з — по мере проведения дрейфа Li при [7=500 В и Г0дл = 200 Кнепосредственно под пучком рентгеновского излучения ([7=50 кВ, 1=100 рад/с). Кривые 2 и з соответствуют дозам 3 • 107 и 10“ рад [146].
§ 6] ОСОБЕННОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ МИГРАЦИИ 275
угла наклона для термического дрейфа. По мнению авторов [50, 142, 144], некоторое увеличение скорости диффузии In в Si и S в CdS с понижением температуры облучения от 400 до 80 К связано с увеличением вероятности перескоков атомов в связи с возрастанием концентрации неравновесных вакансий, т. е. в этом интервале температур эффективность отжига пар Френкеля уменьшается. С этой позиции непротиворечиво объясняются результаты опытов по уменьшению подвижности Li и Au [103] или Rh и Au [56, 144] в Si при понижении температуры облучения.
Стимулированная рентгеновскими квантами миграция Ge в p-InSb изучалась авторами работы [102]. При повышении температуры облучения от 77,4 до 100 К и выше скорость радиационно-стимулированного переноса примеси замедляется. Если InSb с напыленным на поверхность Ge (толщина пленки «0,2—1 мкм) облучать при 77,4 К в течение 300 ч рентгеновскими лучами (рис. 6.67), то Ge с поверхности образца проникает в кристалл. Из концентрационных профилей распределения Ge, измеренных при помощи ионного микроанализатора фирмы «Камека» (см. рис. 6.67), получено значение для коэффициента диффузии, равное D « 5 • 10-16 см2/с. Облучение системы Ge — InSb при комнатной температуре не привело к проникновению Ge даже за время облучения, равное 800 ч (рис. 6.68).
Результаты этих опытов согласуются с температурной зависимостью процесса генерации допороговых пар Френкеля, наблюдаемой в идентичных с диффузионным экспериментом условиях облучения. Как следует из [101], при температурах 100 К и выше (рис. 6.69) начинает преобладать отжиг допороговых пар Френкеля. Следовательно, с ростом температуры уменьшается количество неравновесных вакансий. Поэтому /?-InSb является радиа-ционно стойким в интервале температур облучения от 100 до 300 К [101]. Учитывая корреляцию между температурной зависимостью радиационного дефектообразования и радиационно-стимулированным проникновением Ge, можно предположить, что атомы Ge в InSb мигрируют по вакансиям, т. е. реализуется вакансионный механизм диффузии, аналогично низкотемпературной диффузии In в Si и S, Cd в CdS [154].
18*
276
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ
[ГЛ. 6
Рис. 6.67. Зависимость тока ионов Ge~^ от глубины зондирования образца для исходного (I) и облученного при Г0дл = 77,4К (окисленного) (?) образцов InSb. Масштаб одного деления (в А): 1а) 10— 16) 10 ^^,
1в) 10~16, 2а~\ М“13> 26) 10~~ы и г в) 10~15 [102].
Рис. 6.68. Зависимость тока ионов Ge от глубины стравленного слоя для необлученного (1а, 16, 1в) и облученного при комнатной температуре (2а, 26, 2в) образцов InSb. Масштаб одного деления (в А): 1а),
2а) 10-14- 16), 26) 10-16, U), 2«) 10~1в [Ю2].
§ GJ ОСОБЕННОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ МИГРАЦИИ 277
Можно указать еще целый ряд активационных процессов, для которых характерна неаррениусовская температурная зависимость: это радиационная хемосорбция, радиолиз, низкотемпературная радиационная полимеризация и другие. В [11, 12] обнаружено увеличение скорости диффузии В, Р и Ga в Si, Sb и As в Ge при облучении электронами 1 МэВ.
