Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках - Вавилов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Наличие Cd в составе этого вещества подтверждено иеитронно-активациошшм анализом уголышх реплик,
ОБРАЗОВАНИЕ II МИГРАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В CdS
147
снятых с поверхности образцов до л поело облучения
[11]. Чувствительность метода составляла 10“9 г по Cd (см. табл: 6.2) [14]. Наличие серы определялось манометрическим п масс-спектрометрическпм методами [10—15]. Па рис. 5.4 приведена схема манометрического метода измерения.
I'm*. Рост «усов» па линейных структурных дефектах в монокристаллах CMS г. процессе облучения: а) на реакторе (50 Мрад, Т0(-1Л 400К),
ч) при воздействий (одновременном) рентгеновскими лучами (50 кэВ, I'M) Г/с, 'Гпбл 30(ПС) и а-частицами M!1Pu, I - з-107см~2-с-1. Увеличение микроскопа Х200 (а), 700 (б) [8J.
Были измерены кинетические кривые диффузии S и Cd. Типичные для этих процессов результаты приведены па рис. 5.5, а (для Cd) и па рис. 5.5, б, 5.6 (для S) [0, 10,
Объемность процесса образования и миграции компонентов подтверждается: 1) характерной зависимостью количества вышедших при диффузии S и Cd и скорости их выхода от удельной поверхности CdS (см. рис. 5.6);
2) зависимостью глубины проникновения в объем кристалла S или Cd ii:s поверхностного источника диффузии от вромепп облучения иоипзирующен радиацией (диффузионного отжига); 3) образованием гроздей, монокрпстал-лических усов и других областей скопления радиолити-ческого Cd и S (рис. 5.3 п 5.7); 4) появлением дендрнтов, пронизывающих объем кристалла при облучении его большими дозами, а также другими дополнительными данными.
Концентрационные кривые накопления Cd на стороне, Противоположной облучаемой а-частицами (см. рис. 5.7),
15—18].
148
ДЕФЕКТЫ В БИНАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ
[ГЛ. 5
в зависимости от времени облучения (рис. 5.8) были использованы для оценки коэффициента диффузии Cd в CdS. Кривая 1 рис. 5.8 описывается функцией С(х, t) = — C0(l — erf(x/2~lDt)). В области точки перегиба этой кривой было получено значение коэффициента диффузии, равное D — d2/2t, где t — время от начала диффузии до
Ф (!) 0)
jtg iff irf л Р. г
К насосу
Рис. 5.4. Схема манометрической установки для количественного определения серы в виде сернистого газа [10): 1— ловушка дьюара, 2 — высоковакуумные затворы, з—ловушка для вымораживания сернистого газа. 4 — ампула с навеской сульфида кадмия, S — ампула с раствором щелочи (CjsjaOH ~ Ю-4г/мл), 6 — U-образный манометр, 7—ампула с марганцевокислым калием, 8 — сосуды для хранения кислорода, 9 — ртутно-диффузионный насос ДРН-50, Ю — ловушка-осушитель, 11, 12, 13, 16 — вакуумные краны. 14, 15 — измерительные лампы.
момента, соответствующего точке перегиба на кривой 1. Подстановка в формулу значений d» 100 мкм и t * » 106—107 с дает для коэффициента низкотемпературной диффузии значение 10~12—10"11 см2/с, которое соответствует коэффициентам термической диффузии Cd в CdS при температуре 800—900 К [19].
Авторами [14—18] установлена идентичность радиационного эффекта при облучении гамма-лучами 60Со,
ОБРАЗОВАНИЕ И МИГРАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В CdS
149
т, г/смг
гп, 10"'
В
а)
¦12 1Ь t, 10гЧ
v, 10sг/ч
у
6
L 102 ч
в)
5
Ф, 109Р
Рис. 5.5. а). Зависимость массы Cd, скопившегося на поверхности кристалла CdS от дозы Ф излучения кобальтового источника [14]. б). Зависимость массы S, скопившейся на поверхности CdS от времени облучения гамма-квавтами “Со (7=7000 Р/с,Г0бл = 350К. Кривые 1,2— до, 1’, 2’ — после прогрева CdS в парйх S. 1 и Г — исходный образец, 2 и 2' — предварительно облученный на реакторе ВВР — С в течение 50 ч; кривая 3 — изменение скорости выхода S в исходном материале (правая ось ординат) [15, 10].
150
ДЕФЕКТЫ D БИНЛГПЫХ ПОЛУПРОВОДНИК ЛХ
[ГЛ. 5
мягкими рентгеновскими квантами, ппзкоэнергетпческпмп электронами и гамма-нейтронным излученном реактора. Излучения разного рода п энергии приводят к аналогичным изменениям свойств кристалла. При эквивалентной поглощенной дозе па начальном этапе облучения наблюдаемые эффекты могут быть соизмеримы. Для реактора
S/m, м/г
Рис. 5.0. Влияние предварительной обработки CdS на кинетику выхода герм ггри облучении гамма-квантами ь0Со (1=7000 Р/с. Т*=350 К). 1 и 2• — CdS поликристаллический, марки «особо-чистьтй» (1) и «люмтшофорный» со значительным содержанием свободных Cd, S и других примесей (2). Удельная поверхность образцов ?> =5 (1) и 2 м-/г (2). з и 5—CdS марки «люминофорный», предварительно облученный на реакторе (50 ч (•?} и 100 ч (5)). Г = 1,8-10*3 см—’2-с~1, по тепловым нейтронам, Т{1$я — 4 0 01C -4 — CdS, прогретый приГотж=770К в течение 500 ч. Кривые 6, 7 и 8— монокристаллы CdS, выращенные из паровой фазы по методу Фрерихса, ?= = 0,22 (С), 0,07 (7) и 0,02 м2/г (8). Кривые I и II—зависимость скорости выхода серы (левая ось ординат) от единичной поверхности навески S/m, m — масса образца. Кривые I и II построены на начальном (I) и восходящем участках (II) кривых 1—8 [10, 10].
