WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

C(t)/C0 = 0.5K(NT /N) exp(-t/ ) Такую релаксацию можно объяснить существованием (1 + B) 1 + B[1 - exp(-t/ )], (3) инверсионного слоя и наличием тонкого туннельнопрозрачного окисла между металлом и полупроводнигде B = (NT /N)(1 - C0/C). Выражение (3) при t = ком (известно, что на поверхности CdTe регистрируепереходит в следующее:

мый окисел TeO2 образуется при комнатной температуре уже в течение 2 ч [7]). Кроме того, потенциаль C(0)/C0 = 0.5K(NT /N)/(1 + B). (4) ный барьер для неосновных носителей заряда, помимо окисла, создается силами изображения [8]. Благодаря этому диод Шоттки проявляет свойства, характерные В нашем случае параметр B 0.3 и выражение (3) обычно для МДП структур, для которых наблюдается близко к экспоненте с на 15% больше и амплирелаксация емкости с большой амплитудой при переходе тудой на 20% меньше реальных значений. Ошибка, из режима глубокого обеднения в равновесное состо- связанная с применением обычного анализа релаксации, яние с формированием инверсионного слоя. При этом дает погрешность в энергии, существенно меньшую, чем релаксация обычно имеет сложную форму, отличную от экспериментальная. Результаты расчета формы линии экспоненты, в результате чего процесс восстановления для пика H4 с использованием формулы (3) прединверсионного слоя в нашем случае происходит с двумя ставлены на рис. 3. Экспериментальная линия имеет постоянными времени (пики A1 и A2). Указанные ано- существенное уширение в низкотемпературную область.

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 1430 Е.А. Боброва, Ю.В. Клевков, С.А. Медведев, А.Ф. Плотников По литературным данным, в CdTe различными методами наблюдалось большое количество (от 25 до 30) глубоких уровней в запрещенной зоне [11,12]. Отождествление их с определенными дефектами часто неоднозначно либо отсутствует.

Наблюдаемые нами электронные ловушки E1 и Eс уровнями Ec-0.17 эВ и Ec-0.34 эВ соответственно регистрировались как в высокоомном [12], так и в низкоомном кристаллах n-CdTe в работах [13,14] и индентифицировались как Cdi и VTe соответственно [14].

Известно, что в p-CdTe основные фоновые примеси (Li, Na, Cu), находящиеся в замещенном состоянии, создают относительно мелкие уровни в запрещенной зоне на расстоянии от ее краев не более 0.15 эВ.

Определенные нами уровни более глубокие и, таким Рис. 6. Зависимость амплитуды сигнала релаксации емкости образом, не связаны непосредственно с замещающими от длительности заполняющего импульса. Смещение на струкфоновыми примесями.

туре Шоттки Vb =+6 В, напряжение заполняющего импульса Vp = -1В. Сравнивать приведенные в литературе спектры DLTS специально не легированных образцов p-CdTe, полученных различными методами, и проводить аналогию довольно сложно, поскольку имеется большой разброс Была измерена зависимость амплитуды релаксации от одного кристалла к другому по содержанию и набору емкости для пика H4 от длительности заполняющего фоновых примесей и по степени их структурного соверимпульса tp в интервале от 4 мкс до 1 мс. Наблюшенства. Несмотря на существенные различия приготовдалась зависимость амплитуды C(0), линейно измеления текстурированных поликристаллов и специально няющаяся от ln(tp) (рис. 6). Для импульсов заполнене легированных монокристаллов p-CdTe, в спектрах ния малой длительности величина NT /N 1, величина DLTS тех и других наблюдается ряд глубоких уровней, C(t)/C0 NT /N и, значит, NT /N также линейно завикоторые близки между собой по своему энергетичесит от ln(tp).

скому положению и сечению захвата. В частности, дырочные ловушки с положением уровней, близким 3. Обсуждение результатов к H1 (Ev + 0.24 эВ) и H2 (Ev + 0.26 эВ), наблюдались в [11,13], H3 (Ev + 0.45 эВ) —в [15–17]. Исследованием, При излучении глубоких уровней и интерпретации проведенным в [16], обнаружена связь Ev + 0.45 эВ с их природы необходимо учитывать в первую очередь генерированием -дислокаций в p-CdTe. При этом линия условия выращивания кристаллов, содержание примев спектре DLTS имела гауссовское уширение, что объяссей донорного или акцепторного типа в решетке соняется неоднородностью плотности точечных дефектов, единения, а также присутствие в объеме различных генерированных введением дислокаций.

видов протяженных дефектов (дислокаций, границ зерен Полосы в середине запрещенной зоны, близкие и др.). Как уже отмечалось выше, исследуемые нами к H4 (Ev + 0.86 эВ), регистрировались в высокоомном текстурированные поликристаллы характеризуются маCdTe [11,12] и реже в низкоомном p-CdTe [15]. Часто лым содержанием собственных точечных дефектов при упомянутые уровни идентифицировались как собствентемпературе их роста ( 1012 см-3) и основных фоные точечные дефекты, например VCd либо комплекновых примесей ( 1015 см-3), плотностью дислокаций сы VCd с примесью.

в монозерне < 103 см-2 и наличием границ зерен и Рассматривая возможную связь наблюдаемых уровней двойников как основных видов протяженных дефектов.

с протяженными дефектами (дислокациями, границами Измерения электрических свойств таких кристаллов зерен), следует учесть, что основными особенностями показали, что только небольшая часть фоновых припиков в спектре DLTS для протяженных дефектов являмесей от общего содержания находится в замещенном ются необычная форма, уширение линии и логарифмисостоянии и является электрически активной. Основная ческая зависимость амплитуды сигнала от длительности часть их, по-видимому, сегрегирована в полях упругих заполняющего импульса [2,3].

напряжений протяженных дефектов, где в результате их взаимодействия формируются комплексы, ответствен- Форма линий в DLTS-спектре для случая протяженных дефектов рассматривалась теоретически в рабоные за появление глубоких уровней. При небольшом те [3]. С точки зрения этой теории можно рассмотреть содержании фоновых примесей и собственных точечных лишь линию H4, которая имеет высокую интенсивность дефектов, как в нашем случае, протяженные дефекты особенно границы зерен, могут оказывать более су- и не искажена присутствием других близколежащих щественное влияние на формирование электрических линий в спектре. Линия H4 (уровень Ev + 0.86 эВ) свойств p-CdTe. проявляет особенности (асимметрия и уширение линии, Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Исследование глубоких электронных состояний в текстурированных поликристаллах p-CdTe... логарифмический закон захвата), описываемые моделью Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 01локализованных состояний протяженного дефекта, окру- 02-16500.

женного скоплениями точечных дефектов [3]. Концентрация центров H4 указывает на высокую плотность Список литературы дислокаций, по-видимому, в области границ зерен. Логарифмическая зависимость для захвата носителей и уши[1] R. Rudolph, S. Kawasaki, S. Yamashita, S. Yamamoto, рение линии обусловлены, согласно теории, изменением Y. Usuki, Y. Konagava, S. Matada, T. Fukuda. J. Cryst. Growth, потенциального барьера около протяженного дефекта 161, 28 (1996).

после захвата им свободного носителя заряда и суще- [2] F. Gelsdorf, W. Schrter. Phil. Mag. A, 49, L35 (1984).

ствованием полосы уровней в запрещенной зоне. При [3] W. Schrter, J. Kronewitz, U. Gnauert, F. Riedel, M. Seibt.

Phys. Rev. B, 52, 13 726 (1995).

этом положение пика линии в спектре не изменяется [4] P. Chattupadhyay. Sol. St. Electron., 36, 1641 (1993).

с увеличением длительности заполняющего импульса.

[5] A.K. Datta, K. Ghosh, N.K.D. Chowdyury, A.N. Daw. Sol. St.

Уширение линии исчезает, если облако дефектов выхоElectron., 23, 905 (1980).

дит за пределы 1 нм.

[6] Л.С. Берман, А.А. Лебедев. Емкостная спектроскопия Близкий по свойствам к H4 центр наблюдали автоглубоких центров в полупроводниках (Л., Наука, 1981).

ры [2] в низкоомном CdTe n-типа, в котором создавались [7] J.-P. Hring, J.G. Werthen, R.H. Bube. J. Vac. Sci. Technol. A, дислокации пластической деформацией. Линия в спек1, 1469 (1983).

тре DLTS соответствовала уровню Ec-0.72 эВ и имела [8] В.И. Стриха. Теоретические основы работы контакта длинный низкотемпературный край. Амплитуда линии металл–полупроводник (Киев, Наук. думка, 1974).

изменялась с длительностью заполняющего импульса [9] E.H. Rhoderick. IEE Proc., 129, Pt 1, 1 (1982).

[10] M.A. Green, F.D. King, J. Shewchun. Sol. St. Electron., 17, как ln(tp/t0). Учитывая ширину запрещенной зоны CdTe, 551 (1974).

можно считать, что уровни Ec-0.72 эВ и Ev+0.86 эВ [11] M. Samimi, B. Biglari, M. Hage-Ali, J.M. Koebel, P. Siffert.

согласуются между собой в пределах погрешностей их Nucl. Instr. Meth. A, 283, 243 (1989).

определения и, возможно, принадлежат одному и тому [12] S.G. Elkomoss, M. Samimi, M. Hage-Ali, P. Siffert. J. Appl.

же центру. Ссылаясь на теоретические представления, Phys., 57, 5313 (1985).

авторы [2] предполагают, что исследуемый ими дефект [13] H. Sitter, D. Humenberger, A. Lopez-Otero. J. Cryst. Growth, является облаком точечных дефектов, окружающим дис59, 229 (1982).

локацию.

[14] G.M. Khattak, C.G. Scott. J. Phys.: Condens. Matter, 3, Отметим, что дефект H4 имеет большое сечение (1991).

захвата дырок и, по-видимому, является акцептором.

[15] G. Zoth, W. Schrter. Phil. Mag. B, 58, 623 (1988).

Наличие его в исследуемом материале с концентрацией, [16] I.A. Hummelgen, W. Schrter. Appl. Phys. Lett., 62, (1993).

близкой к концентрации свободных носителей заряда, [17] R.T. Collins, T.C. McGill. J. Vac. Sci. Technol. A, 1, означает, что указанный дефект наряду с мелкими акцеп(1983).

торами может играть существенную роль в компенсации донорных примесей. Учитывая малую плотность дислоРедактор Л.В. Беляков каций в зерне, можно предположить, что происхождение его скорее всего связано с границами зерен. Кроме того, A study of the deep levels in textured уровень в середине запрещенной зоны обычно оказывает stoichiometric polycrystalline p-CdTe основное влияние на время жизни неравновесных носиby a DLTS method телей заряда, которое является важной характеристикой приборов на основе CdTe.

E.A. Bobrova, Yu.V. Klevkov, S.A. Medvedev, Таким образом, из наблюдаемых нами глубоких уровA.F. Plotnikov ней H4 проявляет особенности, описываемые модеP.N. Lebedev Physical Institute, лью локализованных состояний протяженного дефекта, Russian Academy of Sciences, окруженного облаками точечных дефектов [3], причем 117924 Moscow, Russia концентрация соответствующих центров указывает на относительно высокую плотность состояний, обуслов

Abstract

The set of deep electronic states in a textured polycrysленных, вероятно, границами зерен. Возможна также talline near to a stoichiometric p-CdTe has been determined by a связь уровня H3 с дислокациями, учитывая данные, method of deep level transient spectroscopy (DLTS). Four hole and известные из литературы. Форма линий E1, E2 соответtwo electron traps are observed. It is shown, that the deepest hole ствует расчету для локальных уровней, характерных для trap with Ev+0.86 eV level is dominating defect in the material точечных дефектов (рис. 4). Оценить принадлежность in question peculiarities of the shape of a line in DLTS spectrum уровней H1, H2, H3 к какому-либо типу дефектов по and the logarithmic dependence of the level population on the форме линии невозможно из-за малой амплитуды сигнаduration of a filling pulse correspond to an extended defect, which лов DLTS и искажения их влиянием соседних линий. Для is caused, most probably, by dislocations on grain boundaries.

выяснения природы этих уровней в текстурированных поликристаллах требуются дальнейшие исследования.

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып.

Pages:     | 1 ||



© 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.