Взаимодействие собственных и примесных дефектов в люминесцентных полупроводниковых материалах на основе халькогенидов цинка

• Автор: Лепнев, Леонид Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 318 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЦЕНТРЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИ

АКТИВНЫЕ ЦЕНТРЫ В СУЛЬФИДЕ ЦИНКА И СЕЛЕНИДЕ ЦИНКА С ДЫРОЧНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ (обзор)

§1.1. Инфракрасная люминесценция сульфида цинка

§ 1.2. Центры люминесценции и электрически активные центры

в гпБе р-типа

Выводы I главы

Глава И. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИГОТОВЛЕНИЯ И

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБОТОК ОБРАЗЦОВ

§2.1. Приготовление кристаллов самоактивированного (СА)

сульфида цинка
§ 2.2. Приготовление кристаллов, селенида динка с дырочной
проводимостью и их обработка при термических отжигах
§ 2.3. Измерение спектров люминесценции и возбуждения в
видимой и инфракрасной (ИК) области
§ 2.4. Разделение спектров люминесценции на составляющие
полосы
§2.5. Измерение кривых термовысвечивания
§ 2.6. Измерения зависимости интенсивности
фотолюминесценции от температуры
§ 2.7. Измерения чувствительности к ИК свету
§ 2.8. Оптическое высвечивание сульфида цинка двумя
независимыми пучками света с плавно изменяющимся

спектром
§ 2.9. Измерения фотопроводимости
§ 2.10. Измерение фотолюминесценции (ФЛ) сульфида цинка после ионной имплантации неона § 2.11. Измерение влияния облучения у-лучами на интенсивность полос фотолюминесценции СА сульфида цинка § 2.12. Измерения зависимости интенсивности видимой и
инфракрасной фотолюминесценции сульфида цинка от интенсивности возбуждающего света § 2.13. Измерения зависимости положения максимума полос ФЛ от интенсивности возбуждающего света § 2.14. Измерение поляризационных диаграмм § 2.15. Измерение величины и характера двупреломления кристаллов селенида цинка § 2.16. Измерение удельного сопротивления и эффекта Холла методом Ван-дер-Пау § 2.17. Измерение типа проводимости кристаллов селенида цинка с помощью термо-э.д.с.
§ 2.18. Нестационарная спектроскопия глубоких уровней § 2.19. Измерение спектров послесвечения на оптическом многоканальном анализаторе ОМА-2 [17] -
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ СУЛЬФИДА ЦИНКА В ВИДИМОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА § 3.1. Люминесценция монокристаллов С А сульфида цинка в видимой области спектра (обзор)

§ 3.2. Чувствительность монокристаллов С А сульфида цинка
к инфракрасному свету
§ 3.3. Мелкие электронные уровни захвата в монокристаллах
СА сульфида цинка
Выводы III главы
ГЛАВА IV. ИНФРАКРАСНАЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
МОНОКРИСТАЛЛОВ САМОАКТИВИРОВАННОГО СУЛЬФИДА ЦИНКА
§ 4.1. Исследование спектров излучения и возбуждения ИК-
фотолюминесценции самоактивированного сульфида цинка
§ 4.2. Зависимость ИК-фотолюминесценции сульфида цинка
от температуры и интенсивности возбуждающего света
§ 4.3. Оптические переходы с участием ИК-центров в С А
сульфиде цинка
§ 4.4. Исследование фотопроводимости С А сульфида цинка
§ 4.5. Особенности температурного тушения зеленой полосы
фотолюминесценции в монокристаллах СА сульфида цинка
§ 4.6. Влияние радиационных дефектов на видимую и ИК-
фотолюминесценцию сульфида цинка
4.6.1. Влияние облучения монокристаллов 2п8 ионами
неона на интенсивность полос фотолюминесценции
4.6.2. Влияние у-облучения на интенсивность полос ИК- и видимой фотолюминесценции кристаллов СА сульфида цинка

Согласно [136,189], для получения низкоомного ZnSe электронной проводимости с использованием в качестве мелкого донора VSe необходимы давления цинка, реально в практике трудно достижимые.
Как видно из анализа глубин донорных уровней, образуемых различными дефектами, элементы III группы, такие как алюминий [91,130] и галлий [105,116], являются наиболее подходящими для получения низкоомного ZnSe п-типа.
Нелегированные кристаллы ZnSe, практически независимо от способа их получения, обычно обладают проводимостью п—типа, но являются сильно компенсированными вследствие наличия большого количества акцепторов, обусловленных вакансиями цинка [88,89,91]. Как показано Авеном и Вудбари в [121], наиболее эффективным способом залечивания этих дефектов является отжиг в расплаве цинка, позволяющий снизить удельное сопротивление ZnSe более чем на 10 порядков. Такой отжиг, наряду с заполнением цинковых вакансий, способствует экстракции из кристаллов ZnSe целого ряда компенсирующих примесей [86], что, в свою очередь, способствует повышению электропроводности.
В [131] последовательно изучено влияние термообработки на
электропроводность ZnSe. Авторами показано, что величина давления паров,

соответствующая переходу от малых значений электропроводности ( ~ 10' Ом' 'см'1) к большим ( ~ 10'3 Ом'!см'') для ZnSe , предварительно отожженного в расплаве Zn, значительно ниже этой величины для образцов, отожженых только в парах Zn. Такое различие может быть обусловлено тем, что концентрация акцепторной примеси в образцах, отожженных в парах Zn , велика из-за малой диффузии атомов Zn в кристалл и слабой экстракции из него примесей в процессе термообработки.
Следовательно, высокотемпературный отжиг кристаллов ZnSe в расплаве цинка является более эффективным способом снижения их удельного сопротивления, нежели отжиг в парах Zn. Например, как показано в [125],