WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

гена, а при данной температуре и известных значениях При этом нельзя также исключать наличие в составе M Ch энтальпий образования (HV = 0.8эВ, HV = 1.1эВ) [20] кристаллических комплексов кадмия и цинка, а также дефектов получить зависимость концентрации вакансий включений теллура [27,28].

от положения химического потенциала.

Таким образом, для анализа полученных результаОценки показывают, что концентрация вакансий кадтов по лазерностимулированным преобразованиям в мия в силу особенностей технологического процесса p-CdZnTe есть все основания рассматривать не только является не постоянной по длине слитка. В зоне крисистему собственных дефектов, а и наличие кристаллисталлизации (T 1370 K) концентрация вакансий будет ческих комплексов сложного состава, что существенно Cd максимальной NV 4 · 1018 см-3, в то же время за усложняет идентификацию дефектов в кристалле.

зоной кристаллизации температура кристалла ниже на Электрофизические и оптические исследования 200 K. В этой температурной зоне кристалл находится кристаллов p-CdZnTe с удельным сопротивлением значительное время, что аналогично термоотжигу, кото20 102 Ом · см, подверженных лазерному воздейрый способствует значительному уменьшению конценствию, показывают на уменьшение и оптического Cd трации вакансий NV 5 · 1015 см-3, т. е. соответствует пропускания в кристаллах в начале облучения, концентрации неконтролируемых примесей.

что является следствием увеличения концентрации Примеси I группы (Cu, Ag, Na, Li) в CdTe являются свободных носителей. Источником концентрации дырок амфотерными и в зависимости от места локализации могут быть неконтролируемые примеси и вакансии, в решетке проявляют акцепторные, а точнее псевдовходящие в состав кристаллических комплексов, котодонорные свойства, поскольку на месте Cd компенсирые под действием лазерного излучения диссоциируют руют одну дырку от вакансии, и донорные свойства в и поставляют в решетку одиночные электроактивные междоузлии [21,22]. Неконтролируемые элементы трецентры. Термический распад комплекса VCd-Cdi тьей группы должны проявлять донорные [23] свойства и появление в решетке изолированной вакансии и независимо от места локализации в решетке. Тем не межузельного кадмия, в результате чего увеличивается менее кристаллы CdTe и CdZnTe с малым содержанием концентрация дырок, поскольку зарядовое состояние цинка непосредственно после выращивания обладают вакансии и межузельного кадмия разное, исключают дырочным типом проводимости, что практически полэксперименты по термическому отжигу (рис. 1).

ностью исключает влияние неконтролируемых примесей Лазерностимулированный распад VCd-Cdi комплекса в III группы на тип проводимости. Концентрация же холодной матрице также является маловероятным.

вакансий как в металлической, так и в подрешетке Минимумы (t) и (t) дают значение неэлектрохалькогена определяется только температурой роста активных дефектов Nne 1015-1016 см-3. По зависиили послеростовой термообработки. Непосредственно в мостям (T ) кристаллов с разной дозой облучения процессе роста слиток находится в атмосфере обеих компонентов или под давлением инертного газа, что можно утверждать, что концентрация мелких акцепспособствует сохранению концентрации вакансий, опре- торов в p-CdZnTe, которая определяла проводимость деляемой термодинамическими параметрами. исходных кристаллов с дозой облучения, перестала Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 294 С.В. Пляцко, Л.В. Рашковецкий быть доминирующей во всей области температур ис- включения Rinc, концентрация которых в той или иной следования. Понятно, что кристаллы с концентрацией части образца, сравнимой с длиной волны лазерного носителей того же порядка или выше, что и Nne, излучения L в кристалле ((Rinc + d) L, где d — не „отреагируют“ на лазерностимулированный распад расстояние между включениями), велика [29]. Сечение комплексов (рис. 1, кривая 5). Такой механизм может поглощения inc = 64/411(µ/ )2 · Sinc таких включеобъяснить только увеличение концентрации дырок, в ний может на 2 порядка [32] превышать их геометрезультате чего концентрация дырок должна выйти на рические размеры Sinc. В этом случае и температура насыщение на уровне концентрации комплексов, что Tinc = inc · W /3KRinc включений также возрастает, что находится в противоречии с экспериментальными реувеличивает массоперенос из включений в матрицу.

зультатами. Генерация дефектов в междоузлии и комАктивированные атомы в решетке находятся в элекпенсация вакансий в процессе лазерного воздействия тромагнитном поле лазерной волны EL, которое влияет происходят одновременно, но только на начальном этапе непосредственно на движение активированной частицы, облучения преобладают акцепторные центры, источник если она заряжена, а также при взаимодействии свободкоторых (комплексы неконтролируемых примесей) исных носителей с частицами, независимо от того заряжетощается с увеличением дозы облучения, после чего, на она или является нейтральной. Скорость генерации для данной W, генерация донорных центров становится дефектов, или, если быть более точным, концентрации преобладающей. Возрастание и есть следствие генерированных электроактивных дефектов, зависит от увеличения концентрации донорных центров в решетке с концентрации носителей тока и их подвижности [9], одновременной компенсацией вакансий металла при взачто также подтверждается экспериментами по взаимоимодействии примесных кристаллических комплексов с действию ИК-лазерного излучения с полуизолирующими лазерным ИК излучением.

кристаллами, в том числе и CdTe.

Существенный разброс энергетического положения, Необходимо также отметить, что полученные резульнапример уровней вакансий Cd, позволяет отнести все таты удовлетворительно согласуются с исследованиями энергии активации именно этому дефекту. Как изнизкотемпературной фотолюминесценции (ФЛ) в обвестно, вакансии кадмия приписываются три зарядолученных кристаллах p-CdZnTe. Генерация донорных вых состояния [17]. Кроме вакансий Cd, только Cu центров, компенсация вакансий кадмия и уменьшение (Ea = Ev + 0.37 эВ), как неконтролируемая примесь, поконцентрации сложных кристаллических комплексов падает в этот энергетический интервал [17,18]. Нельзя проявляются в увеличении более чем на 2 порядка также исключать существование наблюдаемых дефектов интенсивности ФЛ связанного экситона на нейтральном в кристалле до воздействия лазерного излучения, котодоноре D0X, существенном уменьшении интенсивности рые проявляются в результате компенсации собственв области DAP-переходов и в возникновении серии LO ных дефектов генерацией новых дефектов донорного фононных повторений.

типа, например межузельного Cdi, энергетический уровень которого находится под дном зоны проводимости ECd = Ec-(0.54-0.64) эВ [29–31]. В температурной за6. Заключение висимости (1/T ) этот уровень кадмия в p-CdZnTe не будет проявляться.

Представленные в работе экспериментальные резульПоэтому, скорее всего, в результате воздействия таты убедительно показали, что в низкоомных полупролазерного излучения происходит заполнение вакансий водниковых кристаллах p-CdZnTe при стационарном обкадмия металлическими компонентами, что и приводит лучении лазерным излучением ( Eg) с плотностью к понижению концентрации дырок и к изменению плотмощности W ниже порога теплового разрушения возниности состояний в запрещенной зоне на уже существокают точечные дефекты, компенсирующие электроактиввавших и генерированных уровнях дефектов. Однако, ное действие вакансий в металлической подрешетке.

по-видимому, и антиструктурные дефекты TeCd, CdTe, а Перераспределение и генерация дефектов в поле также Tei нельзя исключать, рассматривая компенсацию лазерной ИК волны имеет объемный характер, что в CdTe.

проявляется в увеличении оптического пропускания от Механизм массопереноса в кристалле при взаимо 0.04 в спектральной области 2.5 23 мкм пракдействии кристаллических включений с лазерным ИКтически до теоретического предела 0.64, определяизлучением из области прозрачности ( Eg) имеет емого поглощением на свободных носителях.

сложный характер. Эффективность такого взаимодейПроцесс лазерностимулированной генерации дефекствия зависит от природы кристаллических комплексов, тов определяется нетепловым механизмом и приводит их концентрации и параметров лазерного излучения [9].

к возникновению коррелированных пар с разным заПоявление активированных атомов в решетке из вклюрядовым состоянием точечного дефекта и разной кончений определяется термодиффузионным механизмом.

центрацией последних. В определенном интервале дозы Разогрев включений происходит благодаря особеннооблучения наблюдаются три состояния, два из котостям поглощения лазерного излучения включениями в матрице кристаллической решетки. Неоднородное рас- рых являются неравновесными, которые релаксируют с пределение включений в кристаллической решетке спо- течением времени до промежуточных состояний выше собствует тому, что поглощают излучение только те начального и ниже конечного стабильного во времени Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Лазерностимулированная компенсация объемных дефектов в p-CdZnTe по двум каналам, в соответствии с зарядовыми состоя- [23] J.M. Francou, K. Saminadayar, J.L. Pautrat. Phys. Rev. B, 41, 12 035 (1990).

ниями. Энергия активации по двум каналам отличается [24] Физико-химические свойства полупроводниковых вена Q = 0.2 эВ, а коэффициент диффузии по быстрому ществ. Справочник (М., Наука, 1979) с. 48.

каналу в D1/D2 = 2 · 103 раз превышает медленный.

[25] T.J. Magee, J. Peng, J. Bean. Phys. Status Solidi A, 27, Источником лазерностимулированных точечных де(1975).

фектов в образце являются области скопления суб[26] F.A. Selim, V. Svaminathan, F.A. Kroger. Phys. Status Solidi микронных включений ((Rinc + d) L) с плотностью, A, 29, 465 (1975).

достаточной для получения локального электрического [27] Y. Zidon, Jihua Yang, Yoram. Appl. Phys. Lett., 81 (3), поля включения, близкого к EL. Миграция индуциро(2002).

ванных дефектов в решетке происходит в результате [28] J.R. Heffelfinger, D.L. Madlin, R.B. James. Mater. Res. Soc., возникновения в кристалле активированных состояний 487, 33 (1998).

[29] A.E. Rakhshani, Y. Makdisi. Phys. Status Solidi A, 179, атомов и их увлечения свободными носителями тока в (2000).

поле лазерной волны EL.

[30] A.E. Rakhshani. J. Phys.: Condens. Matter, 11, 9115 (1999).

[31] M. Fiederle, D. Ebling, C. Eiche, D.M. Hofma, M. Salk, W. Stadler, K.W. Benz, B.K. Mayer. J. Cryst. Growth, 138, Список литературы 529 (1994).

[32] А.М. Прохоров, П.М. Томчук, Р.Д. Федорович, Н.И. Ча[1] А.И. Белогорохов, Л.И. Белогорохова, А.Г. Белов, В.М. Лаплиев, В.А. Яковлев. Препринт 291, ИОФ АН СССР (М., кеенков, Н.А. Смирнова. ФТП, 33 (5), 549 (1999).

1987).

[2] H.R. Vydyanath, J. Ellsworth, J.J. Kennedy, B. Dean, C.J. Johnson, G.T. Neugebauer, J. Sepich, P.K. Liao. J. Vac.

Редактор Л.В. Беляков Sci. Technol. B, 10 (4), 1476 (1992).

[3] Li Wanwan, Sang Wenbiv, Min Jigua, Fang Yu, Bin Zhang, Laser-stimulated compensation of volume Kunsu Wang. Semicond. Sci. Technol., 17, 155 (2002).

[4] R. Triboulet, A. Durand, P. Gall, J. Bonaffe, J.P. Fillard, defects in p-CdZnTe S.K. Krawczyk. J. Cryst. Growth, 117, 227 (1992).

S.V. Plyatsko, L.V. Rashkovets’kyi [5] Li Yujie, Jie Wanqil. J. Phys.: Condens. Matter, 14, 10 (2002).

Institute of Physics of Semiconductors, [6] Yu.S. Gromovoj, F.F. Sizov, S.V. Playtsko, S.D. Darchuk.

National Academy of Sciences of Ukraine, J. Phys.: Condens. Matter, 1, 6625 (1989).

03028 Kyiv, Ukraine [7] В.П. Кладько, С.В. Пляцко. Письма ЖТФ, 22 (2), (1996).

Abstract

The results on interaction of laser radiation ( Eg) [8] С.В. Пляцко, В.П. Кладько. ФТП, 31 (10), 1206 (1997).

and with power density W lower than the threshold of ther[9] С.В. Пляцко. ФТП, 36 (6), 666 (2001).

[10] А.Р. Лубченко, В.Н. Павлович. Препринт ИТФ АН УССР mal breakdown of the crystals with low-resistivity p-CdZnTe (Киев, 1976). (4 25 Ohm · cm) are presented. It was shown, that laser[11] I. Turkevych, R. Grill, J. Franc, E. Belas, P. Hoschl, stimulated defects as depended on interaction time and W, up P. Moravec. Semicond. Sci. Technol., 17, 1064 (2002).

to the reaching of the stable state, undergo two non-equilibrium [12] С.В. Пляцко. ФТП, 34 (9), 1046 (2000).

stages, within them the properties of crystals are partially relaxing [13] J. Zizine. In: Radiation effects in semiconductors, ed. by towards the initial state or to the stable state. In the stable F.L. Vook (Plenum, N.Y., 1968) p. 186.

state optical transmission ( 20 µm) and specific resistance [14] Ж. Бургуен, М. Лано. Точечные дефекты в полупроводreach values, which satisfy the demands which are applied to the никах. Экспериментальные аспекты (М., Мир, 1985).

CdZnTe substrates for HgCdTe photodetectors. Laser-stimulated [Пер. с англ.: J. Bourgoin, M. Lannoo. Point defects in transformations in the lattice are considered in the model, which semiconductors. II. Experimental aspects, ed. by M. Cardona supposes the generation of the activated centers in the volume and (Berlin Helderberg–N.Y., Springer–Verlag, 1983)].

[15] А.И. Белогорохов. ФТТ, 34 (4), 1045 (1992). their migration by carrying away by free carries in electric field of [16] P.M. Amirtharai, F.N. Pollak. Appl. Phys. Lett., 45 (7), laser wave.

(1984).

[17] X. Mathev. Solar Energy Mater. & Solar Cells, 76, 225 (2003).

[18] T.E. Schlesinger, J.E. Toney, H. Yoon, E.Y. Lee, B.A. Brunett, L. Franks, R.B. James. Mater. Sci. Eng., 32, 103 (2001).

[19] М. Лано, Ж. Бургуен. Точечные дефекты в полупроводниках. Теория. (М., Мир, 1984). [Пер. с англ.: J Bourgoin, M. Lannoo. Point defects in semiconductors. I. Theoretical aspects, ed. by M. Cardona (Berlin–Helderberg–N.Y., Springer–Verlag, 1981)].

[20] V.T. Bublik. Phys. Status Solidi A, 45, 543 (1978).

[21] G.F. Neumark. J. Appl. Phys., 51, 3383 (1980).

[22] E. Molva, J.L. Pautrat, K. Saminadayar, G. Milchberg, N. Magnear. Phys. Rev. B, 30, 3334 (1984).

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.