Развитие методов локальной катодолюминесценции прямозонных полупроводников

• Автор: Степович, Михаил Адольфович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

ГЛАВА I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ОБЪЕКТОВ В РЭМ /обзор литературы
1.1 Генерация электронно-дырочных пар при взаимодействии электронного зоцца с полупроводником

1.2 Эмиссия излучения из полупроводников

1.3 Использование КЛ излучения для

анализа полупроводников в РЭМ

1.3.1 Системы детектирования излучения

1.3.2 КЛ методы исследования полупроводниковых объектов в РЭМ

ГЛАВА II. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ЛОКАЛЬНОГО КЛ АНАЛИЗА

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ОБЪЕКТОВ В РЭМ

11.1 Экспериментальная установка и методика проведения КЛ анализа полупроводников

11.2 КЛ анализ однородно легированных прямозонных полупроводников

11.2.1 Использование зависимости интенсивности КЛ излучения от уровня возбуждения для определения некоторых характеристик полупроводниковых материалов
11.2.2 Влияние поглощения излучения в полупроводнике на параметры КЛ спектров
11.3 Определение концентрации акцепторной примеси в области р-п перехода прямозонных полупроводников по спектрам локальной КЛ

11.3.1 Изучение закономерностей диффузии легирующей примеси с использованием РЭМ
11.3.2 Определение концентрации акцепторной примеси в области р-п перехода
II.4 КЛ анализ эпитаксиальных четверных
твёрдых растворов
Заключение
ГЛАВА III. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ЛОКАЛЬНОГО КЛ АНАЛИЗА ФОТОЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СУЛЬЩДА КАДМИЯ
III.I Спектральные и вольт-амперные характеристики фотоэлементов
111.2 Возможности интегральной ЮІ в сочетании
со стандартными режимами работы РЭМ
III. 2.1 Структура, состав и ЮІ
поверхностей фотоэлементов
III. 2.2 Рентгеноспектральный микроанализ
111.3 Расширение возможностей КЛ исследований при использовании нестандартных режимов работы РЭМ
111.3.1 Анализ спектров локальной КЛ
111.3.2 Расширение возможностей диагностики
при использовании цветной КЛ
Заключение
ПРИЛОЖЕНИЕ. Обработка экспериментальных результатов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Исследование локальных свойств полупроводниковых объектов, необходимость которого определяется как научными интересами, так и потребностью практики, является одним из важных направлений современной электроники. Решение этой задачи традиционными, например, оптическими, методами, обладающими вы -сокой информативностью, как правило ограничено их низким пространственным разрешением. Поэтому весьма актуальной задачей является разработка новых методов исследования твёрдых тел, обладающих как большой информативностью, так и высоким пространственным разрешением.
Растровая электронная микроскопия /РЭМ/ относится к наиболее локальным методам исследования свойств твёрдых тел. Широкое применение РЭМ в фундаментальных и прикладных исследо -ваниях обусловлено многообразием физических явлений, которые могут быть использованы для построения изображения и высоким пространственным разрешением. При этом возможность успешного использования РЭМ в значительной степени определяется степенью изученности механизма формирования полезного сигнала.
Исследование катодолюминесцентного /КЯ/ излучения, возникающего при взаимодействии электронного зонда РЭМ с полупроводником, как метод исследования известен достаточно давно. Важность этого метода заключается в возможности получения информации об объекте исследования, которую нельзя получить иными путями, причём характерной особенностью КЯ исследований в РЭМ является, наряду с высокой локальностью, возможность получения информации о химическом составе вещества, высокая чувствительность к дефектам и примесям, сильная зависимость КЯ излучения от влияния внешних факторов / температуры, давления и т.п. /. Ранее КЯ режим работы РЭМ использовался в значитель-

[17, 28, 75, 77] . Значения параметров области рассеяния первичного пучка вычислялись исходя из модели рассеяния, предложенной в [16] , результаты которой, как следует из анализа экспериментальных данных [17] , наиболее приемлемы для описания процессов взаимодействия электронов пучка с арсе-нидом галлия.
Влияние скорости поверхностной рекомбинации на распределение неравновесных носителей заряда показано на рис. 2.8 при ускоряющих напряжениях РЭМ 5 и 35 кВ. Особо сильное влияние на распределение поверхностная рекомбинация
оказывает при низких ускоряющих напряжениях РЭМ, когда не -равновесные носители генерируются в непосредственной близости от поверхности. Так, максимум функции генерации для арсе-нида галлия при 5 кВ находится на глубине ~ 0,04 мкм от поверхности, в то время как при 35 кВ соответствующая величина составляет ~ 0,88 мкм.При сравнительно высоких для РЭМ ускоряющих напряжениях, когда воздействие поверхности ослабевает, изменение скорости поверхностной рекомбинации в широком диапазоне значений в основном влияет на начальные участки кривых ДП.0£) и слабо влияет на их спад.
11.2.1 Использование зависимости интенсивности КЛ излучения от уровня возбуждения для определения некоторых характеристик полупроводниковых материалов.
Интенсивность КЛ излучения, возникающего в объёме полупроводника, зависит от числа актов излучательной рекомбинации в единицу времени. Если излучательная рекомбинация ды -рок /в полупроводнике п - типа/ идёт на донорные уровни или рекомбинация электронов /в полупроводнике р-типа/ - на ак