автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование электрически активных дефектов в кристаллах CdxHg1-xTe методами растровой электронной микроскопии

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ТЕХНОЛОГИИ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И ОСОБОЧИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

На правах рукописи

ПАНИН Геннадий Николаевич

УДК 537.312:[620.187:621.315.592]

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ В КРИСТАЛЛАХ Сс!хНд-|.хТе МЕТОДАМИ РАСТРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ

Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника и микроэлектроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Черноголовка 1994

Работа выполнена в Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук Якимов Е.Б.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Мордкович В.Н. кандидат физико-математических наук Лукьянов А.Е.

специализированного совета при Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН по адресу: 142432, Черноголовка, Ногинского района, Московской области, ИПТМ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН.

Ученый секретарь специализированного совета,

Ведущая организация:

НПО «ОРИОН», г.Москва

Защита состоится

1994г. в час. на заседании

кандидат химических наук

(7 Н. В. Личкова

© Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная полупроводниковая электроника использует широкий класс материалов, среди которых кристаллы CdxHg1_xTe (KPT) занимают важное место. Уникальное свойство КРТ менять ширину запрещенной зоны (от 0 до 1,6 эВ) в зависимости от состава х (х=0,16 + 1) позволяет создавать на основе этих материалов широкий класс эффективных приборов, таких как источники и приемники инфракрасного излучения, солнечные элементы, сверхбыстродействующие приборы микроэлектроники. Современная технология изготовления матричных фотоприемных устройств, а также тенденция к уменьшению размеров активных областей в микроэлектронных приборах предъявляют жесткие требования к электрической однородности используемых кристаллов. Структурные дефекты, такие как дислокации, преципитаты, малоугловые и двойниковые границы, без которых невозможно в современной технологии KFT получить и обработать материал, могут существенно изменить пространственное распределение носителей заряда, изменив их плотность, подвижность и время жизни. В этой связи исследование электрической активности отдельных структурных дефектов становится особенно актуальным. Методы растровой электронной микроскопии (.РЭМ) позволяют проводить такие исследования с высоким пространственным разрешением. Наиболее пригодным для исследования кристаллов КРТ без разрушения является метод наведенного электронным пучком тока (НТ), который обладает высокой квантовой эффективностью детектирования сигнала и позволяет проводить исследования при более низких значениях тока электронного пучка, чем в таких методах, как катодолюминесценция (KJD или-

рентгеноспектральный микроанализ (.РСМД). Однако применение НТ для исследования электрической активности ростовых дефектов в КРТ требует создания структур, эффективных для разделения инжектированных электронным пучком носителей, и разработки методики исследования электрически активных дефектов в широком интервале изменения температуры. К началу данной работы в литературе имелись весьма ограниченные сведения об электрической активности структурных дефектов в КРТ и возможности исследования этих дефектов методами РЭМ. Не были известны методы формирования барьерных структур, эффективных для исследования электрической активности отдельных ростовых дефектов, а также способы выявления электрически активных дефектов в КРТ без какой-либо модификации послеростовой поверхности. Имелись ограниченные сведения о рекомбинационной активности и зарядовом состоянии структурных дефектов, а также о природе их электрической активности. Не были проведены исследования отдельных электрически активных протяженных дефектов в этих кристаллах при разных условиях инжекции носителей заряда. Не было исследовано влияние бомбардировки кристаллов КРТ низкоэнергетичными электронами и ионами на их электрические свойства, а также влияние такого воздействия на электрическую активность отдельных структурных дефектов.

Цель работы состояла в создании на базе РЭМ методики выявления и характеризации электрически активных дефектов в КРТ и в применении ее к исследованию электрической активности дефектов.

Задачами исследования являлись:

- Разработка методики, позволяющей на базе РЭМ, выявлять и исследовать в широком температурном диапазоне электрически активные дефекты в кристаллах КРТ разного состава.

- Разработка способа изготовления поверхностно-барьерных структур, пригодных для анализа отдельных послеростовых дефектов в КРТ

методом НТ, а также способа выявления и анализа электрически активных ростовых дефектов без какой-либо модификации поверхности в области исследуемых дефектов.

- Исследование электрической активности отдельных протяженных дефектов в КРТ и природы их электрической активности, используя методы РЭМ и селективное химическое травление.

- Исследование влияния плазменного травления и электронного облучения на электрические свойства локальных областей и отдельных структурных дефектов в КРТ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Обнаружена неоднородность электрической активности МУГ в исследованных кристаллах. Показано, что повышенную рекомбинационную активность границ вызывают преципитаты теллура. Показано, что термообработка КРТ в парах ртути может приводить к повышенной эффективности собирания инжектированных носителей в областях МУГ без заметной рекомбинации носителей на этих дефектах. Вблизи структурных дефектов в исследованных кристаллах обнаружено неоднородное распределение центров с разными энергетическими уровнями. Показано, что концентрация дефектов с уровнем E1=Ev+0,2 эВ и Е2= Ev+0,41 эВ'вблизи дислокаций в исследуемых кристаллах CdTe более высокая, чем в объеме. Загрязнение кристалла медью приводит к увеличению рекомбинационной активности протяженных дефектов.

- Обнаружена немонотонная зависимость рекомбинационной активности структурных дефектов от температуры кристалла и тока пучка. Показано, что вблизи таких структурных дефектов, как границы зерен, МУГ, двойники, теллуровые включения существует потенциальный барьер, который сохраняется в условиях инжекции носителей электронным пучком при токе пучка I < 10 А. Одинаковое поведение контраста НТ и УНТ от температуры указывает на

определяющую роль потенциального барьера в формировании контраста НТ на структурных дефектах в этих кристаллах.

- Обнаружена инверсия типа проводимости в кристаллах КРТ (х=0,2+1) р-типа после плазменного травления в Аг+, свидетельствующая об ускоренной диффузии точечных дефектов в процессе травления. Показано, что плазменное травление вводит повышенную концентрацию точечных дефектов вблизи протяженных, что свидетельствует о влиянии структурных дефектов на пространственное распределение точечных дефектов, наведенных травлением.

- Обнаружены необратимые изменения электрических свойств локальных

областей и отдельных структурных дефектов в КРТ после их облучения

низкоэнергетичным электронным пучком. Показано, что локальное

облучение кристаллов КРТ р-типа электронами с энергией Е=25 кэВ и 20 — 2 —1

потоком Ф>10 см с приводит к последовательному формированию

потенциальных барьеров, связанных с ускоренной диффузией

акцепторных и донорных дефектов. В начальный момент времени

происходит введение повышенной концентрации мелких акцепторов, а

20 -2

увеличение дозы облучения (D>10 см ) приводит к проявлению донорных дефектов. Обнаружено влияние протяженных дефектов на введение и распределение точечных дефектов в процессе электронного облучения. Показано, что электрические свойства кристалла вблизи МУГ изменяются при более низкой плотности потока пучка, чем в бездефектной области. Локальное облучение структурных дефектов в

19

кристалах КРТ р-типа проводимости потоком электронов Ф=40 см^с"1 и D=-1019-102° см-2 приводит к уменьшению рекомбинационного НТ контраста на этих дефектах из-за уменьшения вблизи них потенциального барьера. При потоке электронов Ф>6*102° см 2с 1 происходит образование рекомбинационно активных структурных дефектов и дефектных областей, обогащенных теллуром и содержащих повышенную плотность дислокаций.

Практическая ценность полученных результатов:

- разработана методика, позволяющая на базе РЭМ выявлять и исследовать электрически активные дефекты в кристаллах КРТ (х=0,2

1) в диапазоне температур Т=80 К + 300 К;

- предложен неразрушающий способ идентификации электрически активных дефектов с высоким пространственным разрешением (< 1 мкм) на основе сравнения получаемых на дефектах зависимостей НТ и УНТ контраста от условий возбуждения кристалла С Т, 1ь) электронным пучком с известными зависимостями на структурных дефектах, идентифицированных классическими методами анализа;

- обнаружена повышенная эффективность собирания инжектированных носителей на МУГ в КРГ, прошедших термический отжиг в парах ртути;

- предложены способы формирования р-n переходов и барьерных структур в приповерхностном слое КРТ на основе травления кристаллов в плазме аргона или облучения низкоэнергетичным электронным пучком;

- показано, что рекомбйнационную активность структурных дефектов, таких как МУГ, можно уменьшить локальным облучением электронным пучком.

На защиту выносятся :

- разработанная методика выявления и идентификации на базе РЭМ отдельных электрически активных структурных дефектов в КРТ;

- способы формирования в приповерхностном слое КРТ барьерных структур на основе травления кристаллов в аргоне или облучения их низкоэнергетичным электронным пучком;

экспериментально обнаруженная неоднородность электрической активности МУГ в кристаллах КРТ;

экспериментально обнаруженная рекомбинационная активность теллуровых включений в кристаллах КРТ;

к

обнаруженная немонотонная , зависимость рекомбинационной активности структурных дефектов от условий возбуждения кристалла электронным пучком;

- существование вблизи границ зерен, МУГ, двойников, теллуровых включений в кристаллах КРТ потенциального барьера, который сохраняется в условиях инжекции носителей электронным пучком при токах пучка 1<10~8 А;

экспериментально обнаруженное неоднородное распределение центров с разными энергетическими уровнями вблизи структурных дефектов в исследуемых кристаллах;

- влияние протяженных дефектов на введение и распределение точечных в процессе ионного травления и низкоэнергетичного электронного облучения кристаллов КРТ;

- обнаруженное изменение рекомбинационной активности структурных дефектов после их локального облучения электронным пучком.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных симпозиумах по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (Звенигород, 1986, 1989, 1991, Черноголовка, 1993), на XIV Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Суздаль, 1990), на 29ой. Международной весенней школе по электронной микроскопии (Халле, 1990), на Всесоюзном симпозиуме по полупроводникам с узкой запрещенной зоной и полуметаллам (Львов, 1986), на Всесоюзном семинаре по проблеме "Физика и химия полупроводников" (Павлодар, 1987), на IV Всесоюзном совещании "Дефекты структуры в полупроводниках" (Новосибирск, 1984), на Республиканской конференции "Физика и химия поверхности и границ раздела узкощелевых полупроводников" (Львов, 1990), на 2ой Международной конференции по характеризации дефектов в полупроводниках пучковой инжекцией (Мейдон, 1991), на

Международных конференциях по микроскопии полупроводниковых материалов (.Оксфорд, 1991, 1993), на IV Международной конференции по выявлению дефектов и обработке изображения в полупроводниках и приборах (Манчестер, 1991).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 177 страниц, включая 153 страницы основного текста, 73 рисунка, 4 таблицы и список цитируемой литературы из 223 наименовании.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш работы, сформулирована цель и определены задачи исследования, кратко изложены научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту, представлено распределение материала по главам диссертации.

В первой главе проведен обзор литературы по влиянию протяженных дефектов, таких как дислокации, МУГ, преципитаты, на электрические свойства кристаллов КРТ и исследованию этих дефектов в РЭМ. Рассмотрено также влияние на электрические свойства КРТ точечных дефектов, которые часто контролируют свойства протяженных дефектов и могут быть косвенно охарактеризованы методами РЭМ. Приведены литературные данные о рекомбинации с участием точечных дефектов и о влиянии ловушечных центров на измеренное время жизни. Рассмотрено влияние тепловой и радиационной обработки на .таоильность дефектной структуры кристаллов. Бомбардировка КРТ иенами низкои энергии, согласно данным работ по исследованию

поверхности, приводит к преимущественному распылению атомов Нд и

ионному перемешиванию приповерхностного слоя. Практически

отсутствовали данные о возможности введения дефектов в объем

кристаллов КРТ в процессе ионного травления и об электрической

активности структурных дефектов в обработанном материале. Влияние

электронного облучения на кристаллы КРТ изучалось, в основном, в

области высоких энергий электронов, при которых возможна "упругая"

передача энергии. Известны лишь единичные работы по влиянию на

дефектную структуру КРТ низкоэнергетичных электронов. Исследование

электрически активных дефектов в КРТ методами РЭМ показало, что

наиболее эффективным методом является метод НТ, который обладает

з 4

высоким квантовым выходом С10 +10 ), что позволяет выявлять и анализировать структурные дефекты без разрушения материала. Однако известны лишь единичные публикации по применению этого метода к исследованию КРТ, в которых была показана возможность выявления дефектов в готовых фотодиодах, либо р-n переходах, образующихся в процессе отжига рекристаллизованного материала. Использование метода НТ для анализа ростовых дефектов было осложнено, прежде всего, отсутствием приемлемой технологии получения на поверхности КРТ достаточно эффективных барьерных слоев, необходимых для разделения инжектированных носителей, а также данных о влиянии технологических обработок на электрическую активность ростовых дефектов. Расмотрены феноменологические и физические модели контраста НТ на дефектах, используемые для интерпретации НТ измерений. На основании проведенного анализа литературных данных поставлены задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке методики исследования в РЭМ электрически активных дефектов в кристаллах КРТ. Особое внимание уделено подготовке поверхности исследуемых ооразцов и изготовлению барьерных структур, эффективных для разделения

инжектированных носителей. На основе известных данных о влиянии травления на дефектную структуру кристаллов КРТ приведены полирующие и селективные травители, используемые в работе. Омические контакты, приемлемые для исследования этих кристаллов методом НТ, изготавливались термическим напылением AlCIn) на кристаллы n-типа проводимости или химическим осаждением Аи на кристаллы р-типа. Для изготовления барьерных контактов использовали термическое напыление золота и алюминия на кристаллы п- и р- типа, соответственно. Для получения структур, пригодных для НТ анализа электрически активных дефектов, использовали облучение кристаллов электронным пучком или травление ионами аргона. Для исключения влияния таких обработок на исследуемые дефекты их проводили по периметру напыленного барьерного металла CAI или In j. Экспериментальная установка для исследования электрически активных дефектов в КРТ разного состава создана на базе РЭМ JSM-35 и рентгеновского микроанализатора Superprobe-733. Наряду со стандартными измерительными приборами и оборудованием в работе использовался криостат оригинальной конструкции, позволяющий проводить исследования в камере микроскопа и микроанализатора в диапазоне температур 80 - 300 К. Приведена методика НТ измерении, позволяющая исследовать процесс рекомбинации носителей заряда на структурных дефектах. Для выявления и анализа заряженных дефектов без какой либо модификации поверхности, использован метод НТ с удаленными контактами (УНТ). Сигнал УНТ снимался с помощью двух омических контактов к прогпвс-полохным »граям пластины, размер которой мог быть ограничен лишь рхнк-гзш камеры РЭМ. Для анализа природы УНТ сигнала проведены 31 сп-?г-:1Мёнты на молельных структурах, охарактеризованных интегральными >ч- ктю1шич>?скими и фотоэлектрическими методами, .•¡?илетель'"тг'.'|.:!л:-.- j ноооходимости присутствия потенциальных

барьеров вблизи выявляемых методом УНТ гетерофазных границ, а также об определяющей роли в формировании УНТ сигнала рекомбинационного потока на этих границах. УНТ сигнал, протекающий в замкнутой цепи, соединяющей противоположные от дефекта стороны, рассматривался как результат рекомбинации притянутых электрическим полем дефекта неосновных носителей, инжектированных электронным пучком, с основными носителями, захваченными локализованными состояниями на дефекте. При условии низкого уровня инжекции СДп=Др « р0) рекомбинационный поток для относительно "слабых" дефектов пропорционален эффективной скорости рекомбинации Sn= S^CDexpCq^/kT), где Sn(0) - скорость рекомбинации, а Фь- высота потенциального барьера на дефекте, и концентрации избыточных неосновных носителей на краю ОПЗ (Дп0): Jr=SriAn0. Полуколичественный анализ зависимости УНТ от температуры на структурных дефектах дает представление о процессе рекомбинации на них избыточных носителей, а также позволяет охарактеризовать их электрическую активность.

В третьей главе представлены результаты исследования ростовых электрически активных дефектов в КРТ Сх = 0,2; 0,4; 1). Использование разных методов характеризации дефектных областей таких, как НТ, УНТ, (РСМД), сканирующая релаксационная спектроскопия глубоких уровней (.СРСГУ), а также селективное химическое травление кристалла, позволило получить данные о природе электрической активности протяженных дефектов. Показано, что во всех исследуемых кристаллах как после роста, так и после отжига в парах Нд протяженные дефекты, такие как МУГ, двойниковые границы, границы зерен, проявляют рекомбинационную активность. Обнаружен повышенный рекомбинационный НТ контраст вдоль выявленных

дефектов, связанный с их декорированием теллуровыми преципитатами.

6 -2

Плотность дислокации 6*10 см вызывала заметный рокомоинационныи

контраст, который был существенно выше в кристаллах, насыщенных медью. О проявлении эффекта геттерирования протяженными дефектами точечных свидетельствовало также повышение сигнала НТ вблизи отдельных МУГ, границ зерен и . двойниковых границ. Анализ кристаллов CdTe методом СРСГУ выявил повышенную концентрацию точечных дефектов вблизи протяженных. Этот метод, позволяющий выявлять и характеризовать пространственное распределение глубоких центров, был впервые применен к исследованию кристаллов теллурида кадмия. Было показано, что центры с энергиями активации Ег= Ev+ 0,2 эВ и Ег= Ev+ 0,41 эВ, связанные согласно результатам других работ с примесями, хорошо коррелируют с распределением дислокаций. Показано, что отжиг кристаллов КРТ в парах ртути приводит к образованию областей вблизи МУГ с повышенной эффективностью собирания инжектированных носителей. Это согласуется с предположением о формировании п-области вблизи МУГ в результате ускоренной диффузии ртути вдоль этих дефектов в процессе отжига.

Экспериментально показано, что вблизи таких структурных дефектов, как МУГ, двойниковые границы, границы зерен, теллуровые включения существует потенциальный барьер, стабильность которого в зависимости от уровня инжекции электронным пучком различна для разных дефектов. 0 присутствии такого барьера свидетельствует детектирование УНТ сигнала, уменьшение контраста НТ с увеличением тока пучка или уменьшением температуры, а также величина рекомбинационного контраста, более высокая, чем расчитанная на основе предположения присутствия в областй дефектов повышенной концентрации точечных рекомбинационных центров. Для ряда дефектов, выявленных в исследуемых кристаллах, обнаружено повышение НТ контраста с увеличением тока пучка, что объясняется присутствием вблизи них повышенной концентрации точечных дефектов. Эффективность рекомбинации на которых возрастает с увеличением

уровня инжекции из-за увеличения степени их заполнения носителями заряда. А наблюдаемое уменьшение контраста при более высоких уровнях инжекции может определяться уменьшением высоты потенциального барьера на этих дефектах. Зависимость НТ контраста от температуры на таких дефектах также была немонотонной. Характер этой зависимости и степень изменения величины НТ контраста были различны для разных дефектов. Это предполагает присутствие вблизи выявленных дефектов скоплений центров, характер активности и энергетическое положение которых различно. Зависимости НТ контраста от условий возбуждения для дефектов, природа которых может быть установлена, например, из РОМА, дает возможность использовать их для идентификации дефектов (.например, более мелких преципитатовj, находящихся за пределом обнаружения этого классического метода анализа С чувствительность РСМД ОЮ18см~3}

13 -3

более низкая, чем метода НТ (~10 см ) ."). Зависимости НТ контраста от ускоряющего напряжения были использованы для выявления электрически активных дефектов сложной формы. Методом РСМД показано, что кольцеобразный НТ рекомбинационный контраст может быть связан с включениями теллура. Показано, что зависимости УНТ или НТ контраста от температуры на структурных дефектах имеют одинаковый вид, что свидетельствует об определяющей роли потенциального барьера вблизи дефектов в Формировании НТ контраста. Температурные зависимости УНТ были использованы для выявления вблизи протяженных дефектов пространственного распределения центров с разными энергетическими уровнями, а также для оценки стабильности потенциальных барьеров на этих дефектах.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния низкоэнергетичнои ионной бомбардировки на дефектную структуру кристаллов KFT. Показано, что травление КРТ р-типа lx=0,2; 0,4: 1) в течение нескольких минут в плазме аргона в В1-! разряде '1,:.УЗ

МГц, V=150 В, р=10 2 Па) или при постоянном токеСУ = 1 кВ, J =

2

0,5 мА/см ) может приводить к инверсии типа проводимости в приповерхностной области, распространяющейся на мкм, от места травения. При этом протяженные дефекты существенно влияли на пространственное распределение точечных дефектов, ускоренно диффундирующих в процессе такой обработки. Обработка кристаллов КРТ ионами аргона вызывала уменьшение рекомбинационного НТ контраста на протяженных дефектах в приповерхностном слое и приводила к белее слабой его зависимости на МУГ от тока пучка и температуры, что согласуется с уменьшением в процессе травления потенциального барьера вблизи этих дефектов. Показано, что при достаточно высоком уровне инжекции носителей, при котором потенциальный барьер на дефектах значительно подавлен, рекомбинационная активность МУГ выше в обработанных областях, что свидетельствует о локальном увеличении концентрации точечных дефектов вблизи протяженных в процессе травления. УКГ исследование кристалла GdTe после травления в аргоне показало, что изменение электрических свойств кристалла вблизи включений теллура согласуется с возможностью введения в процессе травления антиструктурных дефектов и генерирования акцепторных примесей.

В пятой главе исследуется влияние бомбардировки кристаллов KFT низкоэнергетичными электронами на электрические свойства их локальных областей и отдельных структурных дефектов. Показано, что рекомоинационныи контраст на протяженных дефектах изменяется после

1 9

локального облучения электронным пучком при дозах облучения D>10 ом НТ контраст на МУГ после такой обработки уменьшался. При этом УНТ измерения свидетельствовали об уменьшении потенциального 'арьера вблизи этих дефектов. Воздействие электронного пучка с плотностью потока Ф--Ш""см ""о приводило к инверсии типа проБодишсти в кристаллах KFT n-типа на расстояниях в десятки

микрон от места облучения. В случае облучения кристаллов КРТ

р-типа проводимости методом УНТ было выявлено последовательное

формирование двух потенциальных барьеров, связанных с ускоренной

диффузией акцепторных и донорных дефектов. В начальный момент

времени происходило введение повышенной концентрации мелких

-20

акцепторов, а увеличение дозы облучения Ш>10 см J приводило к проявлению донорных дефектов. Показано, что бомбардировка электронным пучком с плотностью потока электронов ФгбхЮ^см"^"1 и дозой D>5*1016cm~2 приводит к формированию протяженных рекомбинационно активных дефектов и дефектных областей, обогащенных теллуром. Селективное травление кристалла выявило в этих областях повышенную концентрацию дислокаций. Показано, что протяженные дефекты как ростовые, так и введенные в процессе обработки существенно влияют на пространственное распределение точечных дефектов, наведенных электронным облучением.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обнаружена неоднородность электрической активности МУГ в исследованных кристаллах. Показано, что области повышенной рекомбинационной активности на МУГ могут быть связаны с декорированием границы преципитатами Те. Показано, что термообработка КРТ в парах ртути может приводить к повышенной эффективности собирания инжектированных носителей в областях МУГ без заметной рекомбинации носителей на этих дефектах.

2. Обнаружена зависимость электрической активности структурных дефектов в КРТ от параметров электронного пучка и температуры. Показано, что эти зависимости немонотонны и хорошо согласуются с предположением о существовании потенциального барьера вблизи выявляемых дефектов и повышенной концентрации

вблизи них точечных дефектов.

3. Обнаружено, что разные структурные дефекты имеют разные зависимости контраста НТ и УНТ от температуры и тока пучка. Это позволяет с высоким пространственным разрешением С< 1 мкм) идентифицировать электрически активные дефекты Снапример, мелкие преципитаты} на основе сравнения этих зависимостей с известными зависимостями, полученными на подобных дефектах, идентифицированных, классическими методами анализа.

4. Методом УНТ показано, что вблизи таких структурных дефектов, как границы зерен, МУГ, двойники, теллуровые включения существует потенциальный барьер, который сохраняется в условиях

"Q

инжекции носителей электронным пучком при токе пучка I < 10 А. Разные дефекты проявляют разную стабильность барьера, что согласуется с предположением о различной проводимости вдоль этих дефектов.

5. Обнаружена инверсия типа проводимости в кристаллах КРТ (х=0,2+1) р-типа после плазменного травления в Аг+, свидетельствующая об ускоренной диффузии точечных дефектов в процессе травления. Показано, что плазменное травление вводит повышенную концентрацию точечных дефектов вблизи протяженных, что свидетельствует о влиянии структурных дефектов на пространственное распределение точечных дефектов, наведенных травлением.

6. Обнаружены необратимые изменения электрических свойств

локальных областей и отдельных структурных дефектов в КРТ после их

облучения низкоэнергетичным электронным пучком. Показано, что

локальное облучение кристаллов КРТ р-типа электронами с энергией

20 -^ -1

Е=с5 кэВ и потоком ФгЮ см ^с приводит к последовательному 'формированию потенциальных барьеров, связанных с ускоренной диФФузиеи акцепторных и донорных дефектов. Обнаружено влияние протяженных дефектов нп введение и распределение точечных дефектов

в процессе электронного облучения. Показано, что электрические свойства кристалла вблизи МУГ изменяются при более низкои плотности потока пучка, чем в бездефектной области. Локальное

19

облучение МУГ в КРТ р-типа проводимости потоком электронов Ф=«10

—2 —1 19 —^

см с и D=*10 см ~ приводит к уменьшению рекомбинационного HT контраста на этих дефектах.

7. Показано, что облучение кристаллов CdTe электронным пучком при потоке электронов Ф>1021 см 2с 1 и D>5;-1016cm ^ приводит к появлению рекомбинационно активных дефектных областей, обогащенных теллуром и содержащих повышенную плотность дислокаций.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Аристов В.В., Казьмирук В.В., Кулешов В.Ф., Панин Г.Н., Якимов Е.Б. Исследование кристаллов CdxHg1_;<Te методом наведенного тока. - В кн.: IV Всесоюзный симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. Тезисы докладов, Звенигород, 1984, с.72.

2. Кулешов В.Ф.. Панин Г.Н.. Ходос И.И., Шмытько И.М., Якимов Е.Б. Методы исследования дефектной структуры кристаллов Cd;cHg1_xTe. - В кн.: Дефекты структуры в полупроводниках. Тезисы докладов ÎV Всесоюзного совещания, Новосибирск, 1984, ч.1, с.1-27.

3. Панин Г.Н.. Юнкин В.А., Кулешов В.Ф., Редькин C.B., Якимов Е.Б. Способ формирования р-n переходов на основе кристаллов теллурида кадмия ртути р-типа проводимости. - А.С.,1985,N 1364146.

4. Кулешов В.Ф., Панин Г.Н.. Рощупкин Д.В., Якимов Е.Б. Способ изготовления полупроводниковых структур.-А.С,1985.N 1294209

5. Панин Г.Н., Кулешов В.Ф., Якимов Е.Б. Исследование структурного совершенства кристаллов lJd.iig1_xTe и CdTe методом наведенного тска. - В кн. : Полупроводники с узкой запрещенной

зоной и полуметаллы. Материалы VII Всесоюзного симпозиума. Львов, 1986, ч.I, с. 43-45.

6. Панин Г.Н., Редькин C.B., Юнкин В.А., Якимов Е.Б., Кулешов В.Ф. Способ изготовления тестовых структур для электронно-зондовых методик на основе теллурида кадмия ртути р-типа проводимости. -A.C., 1986, N 1378711.

7. Панин Г.Н., Редькин C.B., Юнкин В.А., Якимов Е.Б. Изменение электрофизических свойств приповерхностных слоев кристалла CdxHg1_.<Te при низкоэнергетических ионных воздействиях. - В кн. : Всесоюзная конференция "Ионно-лучевая модификация материалов". Тезисы докладов. Черноголовка, 1987, с.257.

8. Брайтенштайн 0., Конончук О.В., Панин Г.Н., Хайденрайх И., Якимов Е.Б. Исследование теллурида кадмия методом сканирующей спектроскопии глубоких уровней. -ФТП,1988, т.22, в.9, с.1687-1688.

9. Blumtritt. H., Panin G.N., Yaklmov E.B., Heydenrelch J. SEM-EBIC Investigations of Grain Boundaries in Cadmium Telluride.-Phys. Stat. Sol.Ca). 1988, v.109, K3-K6.

10. Бондаренко И.Е., Панин Г.Н., Якимов Е.Б. Возможности использования метода наведенного тока для изучения распределения точечных дефектов.-Изв.АН СССР,Сер.физ.,1988,т.52,N7,с.1380-1382.

11. Панин Г.Н., Якимов Е.Б. -Изменение свойств приповерхностных слоев кристаллов Cd^Hg^^Te под воздействием электронного пучка.- ФТП, 1989, т.23, в.8, с.1351-1355.

12. Panln G.H., Yak imoV E.B. SEM studies of electrical inhomogene!ties in compound semiconductors. - Proc. Int. Congr. on x-Ray optics and microanalysis, 1989, p.896-899.

13. Darchyk S.D., Panin G.N., Plyatsko S.V., Sisov F.F., Yaklmov E.B. Potential relief in PbTe:InCCd) heterophase systems. -J. Ptiys. Chem. Solids. 1990, v.51, N. 11, p. 1333-1338.

14. Литвиненко Ю.Ю., Виктор П.А., Панин Г.Н., Сердюк B.B.

Влияние кинетики роста на структурные и электрофизические свойства пленок теллурида кадмия. - Поверхность. Физика, химия, механика, 1990, N5, с.107-112.

15. Панин Г.Н., Якимов Е.В. Электронно-зондовыи анализ электрически активных границ в CdHgTe. - В кн.: Физика и химия поверхности и границ раздела узкощелевых полупроводников. Тезисы докладов республиканской конференции. Львов, 1990. с.144.

16. Panin G.N. and Yakimov Е.В. Temperature dependent EBIC contrast Investigations of grain boundaries and precipitates in CdTe. -Inst. Phys. Conf. Ser. 1991, N. 117, p.763-766.

17. Panin G.N. and Yakimov E.B. EBIC Investigations of Extended Defects in CdTe. - J. Physique IV, 1991, v.l, c6 - 181186.

18. Panin G.N. and Yakimov E.B. REBIC - SEM characterisation of compound semiconductors. - Semicond. Sci. Technol.. 1992, v.7, A150-A153.

19. Панин Г.Н. РЭМ характеризация электрических неоднородностей в сложных полупроводниках, наведенных электронной и ионной бомбардировкой.- Изв. РАН, Сер. физ., 1993, т.57, в.8, с.20-24.

20. Panin G.N. SEM-EBIC study of lattice defects in CdTe and CdHgTe subjected to electron and ion bombardment.- Inst. Phys. Conf. Ser. 1993, N.134, p. 743-746.