Влияние электронного облучения и термообработки на электрические и оптические свойства кристаллов фосфида индия, легированного 3d -элементами

• Автор: Нгуен, Туан Ханг
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 197 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ И ПОВЕДЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ А3В5

1.1. Глубокие центры в полупроводниковых соединениях А3В5

1.2. Общее положение изучения глубоких уровней в фосфиде индия

1.3. Влияние электронного облучения на свойства полупроводниковых соединениях 33В3,
1.4. Влияние облучения быстрыми электронами на электрофизические свойства фосфида индия

1.5. Постановка задачи исследования

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.КРИСТАЛЛОВ ФОСФИДА ИНДИЯ,

ЛЕГИРОВАННЫХ ПРИМЕСЯМИ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА

2.1. Методика эксперимента и характеристики образцов

2.2. Результаты измерений и их обсуждение

ВЫВОДЫ
3. ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАМИ И ТЕРМООБРАБОТКИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ФОСФИДА ИНДИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ПРИМЕСЯМИ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА
3.1. Исследование компенсированных образцов, облученных электронами с энергией I МэВ
3.1.1. Результаты эксперимента
3.1.2. Обсуждение результатов
3.2. Влияние низкотемпературного отжига на электрические свойства кристаллов фосфида индия, легированных примесями группы железа
3.2.1. Методика эксперимента

3.2.2. Результаты опыта и обсуждение
ВЫВОДЫ
4. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ФОСФИДА ИЦДИН,
ЛЕГИРОВАННЫХ ПЕРЕХОДНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА
4.1. Фотопроводимость компенсированных кристаллов фосфида индия
4.1.1. Методика и результаты эксперимента
4.1.2. Обсуждение полученных данных
4.1.3. Влияние электронного облучения и изохронного отжига на спектральные зависимости фотопроводимости кристаллов фосфцда индия, легированных хромом, железом и марганцем
4.2. Фотолюминесценция и оптическое поглощение легированных слоев и кристаллов фосфида индия
4.2.1. Фотолюминесценция эпитаксиальных слоев фосфида индия, легированного марганцем
1.2.2. Оптические поглощение легированных кристаллов фосфида индия
4.3. Поведение 36 - элементов в фосфиде индия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Принципиальные электрические схемы измерительной установки и терморегулятора
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Формулы для статической обработки измеряемых величин
ЛИТЕРАТУРА

Развитие физики и техники полупроводников привело к вццеле-нию самостоятельной области, связанной с глубокими центрами в полупроводниках. Примеси, создающие глубокие уровни, используются для получения высокоомных материалов, применяемых при изготовлении полуизолиругащих подложек и слоев различных полупроводниковых приборов.
Большой практический и научный интерес представляют глубокие центры, обусловленные элементами группы железа с незавершенл с
ной 3с1 -оболочкой. В полупроводниковых соединениях А В они порождают, как правило, глубокие акцепторные А -уровни. Примеси 3с1 -элементов используются для компенсации неконтролируемого донорного фона в исходном материале, что позволяет получить высокоомный материал. Неконтролируемые примеси этих элементов в
с д
соединениях А В определяют, как правило, пригодность или непригодность материала для практических целей.
Внимание исследователей как в Советском Союзе, так и за рубежом, привлекает фосфид индия. В связи с прямой структурой зон, высокой подвижностью носителей заряда и термической стабильностью фосфид индия в ряде случаев превосходит кремний и арсенид галлия. К сожалению, сведений о поведении ЗсI -элементов примесей в фосфиде индия несравненно меньше, чем в арсениде и фосфиде галлия. Среди ЪА -элементов наибольший интерес представляют примеси хрома, марганца и железа. Эти примеси, как показывают данные по арсениду и фосфиду галлия, имеют наибольшую раствориО К
мость в соединениях А°В
Среди актуальных проблем, относящихся к фосфиду индия, легированному ЗА -элементами, в первую очередь следует назвать выбор примеси, позволяющей получать высокоомные компенсированные

1.5. Постановка задачи исследования
Из литературного обзора следует, что пока нет единого мнения о поведении хрома, марганца и железа в кристаллах фосфида индия. Вопросы, касающиеся состояния и поведения переходных элементов группы железа в фосфиде индия по сравнению с арсенидом и фосфидом галлия изучены несравненно хуже. Механизмы рассеяния носителей заряда в фосфиде индия, легированного ЗА -элементами, практически не исследованы. Практически не изучено поведение кристаллов фосфида индия, легированного примесями группы железа при повышенной электронной и высоких температурах.
В ходе изготовления полупроводниковых структур на высокоомных подложках легированный материал подвергается многократным и разнообразным термообработкам, которые в приципе могут изменять электрофизические свойства материала и приборов на его основе.
Кроме термической стойкости к полупроводниковым материалам и приборам предъявляются требования по радиационной стойкости.
При изучении радиационной стойкости удобно использовать метод облучения быстрыми электронами с энергией 1-5 МэВ.
Таким образом, исследование свойств фосфида индия, легированного ЗА -элементами представляет собой актуальную задачу как с научной, так и с практической точки зрения.
Целью данной работы является исследование влияния легирования фосфида индия хромом, марганцем и железом на электрические и оптические свойства высокоомных образцов при термообработке и облучении электронами.
Задачи исследования могут быть сформулированы следующими:
I. Исследование электрофизических свойств фосфида индия, легированного хромом, марганцем и железом, и установление основных механизмов рассеяния носителей заряда в таких образцах.