Влияние дислокаций на электрические свойства монокристалов антимонида индия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Краснов, Аркадий Петрович

• Краснов, Аркадий Петрович
• кандидат физико-математических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Краснов, Аркадий Петрович

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИЧЕСКИ ПРОДЕФОРМИ

РОВАННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ За

§ 1.1. Некоторые характеристики кристаллов

§ 1.2. Кристаллографическая ориентация образцов

§ 1.3. Краткий анализ результатов исследований влияния дислокаций на электрические свойства кристаллов

Глава П. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

§ 2.1. Деформационная машина

§ 2.2. Методика пластического изгиба образцов

§ 2.3. Установка для гальваномагнитных измерений и методика измерений электрических характеристик образцов.

Глава Ш. НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ В ПЛАСТИЧЕСКИ ИЗОГНУТЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ 2М&

§ 3.1. Введение дислокаций в кристаллы с избытком дислокаций одного знака

§ 3.2. Определение характеристик дислокационной структуры

Выводы.

Глава 1У. ВЛИЯНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

МОНОКРИСТАЛЛОВ С/иБб

§ 4.1. Акцепторное действие пластического изгиба в монокристаллах Р-типа,пластически продефор-мированных при малых скоростях деформации

§ 4.2. Акцепторное действие пластического изгиба в монокристаллах а-типа,пластически проде-формированных при малых скоростях деформации

§ 4.3. Влияние пластической деформации на электрические свойства монокристаллов 5(? Р-типа при высоких скоростях деформации

Выводы.

Глава У. ВЛИЯНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ НА КОНЦЕНТРАЦИИ И ПОДВИЖНОСТИ ЛЕГКИХ И ТЯЖЕЛЫХ ДЫРОК В КРИСТАЛЛАХ % S& Р-ТИПА ПРИ 77,4К.

§ 5.1. Основные соотношения

§ 5.2. Методика эксперимента . .III

§ 5.3. Концентрации и подвижности дырок в исходном. материале.

§ 5.4. Взаимодействие легких и тяжелых дырок с дислокациями

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние дислокаций на электрические свойства монокристалов антимонида индия»

В настоящее время хорошо известно, что дислокации влияют на электронные свойства твердых тел. Во многих случаях это влияние проявляется в том, что с введением в кристалл дислокаций заметно изменяются его электрические, оптические, магнитные и другие свойства, Наиболее значительные эффекты такого рода наблюдаются в кристаллах полупроводников. Этот факт объясняется тем обстоятельством, что при введении в полупроводниковый кристалл дислокаций в нем образуются электрически активные центры, энергетические уровни которых лежат в запрещенной зоне кристалла. Поэтому, если концентрация этих центров сравнима или превосходит концентрацию примесных центров в кристалле, то в области примесной проводимости кристалла эти новые центры частично или полностью определяют электрические и другие свойства кристалла, зависящие от состояния его электронной подсистемы. При этом концентрации и подвижности носителей тока и другие электрические характеристики кристалла с дислокациями могут существенно отличаться от соответствующих данных у недеформирован-ного контрольного образца. Исследование этих изменений имеет большое значение как с теоретической точки зрения, так и с точки зрения различных приложений, в частности, в области разработки новых полупроводниковых приборов. Поэтому изучение влияния дислокаций на электрические свойства кристаллов представляет собой важный, самостоятельный раздел физики твердого тела.

В исследованиях последних лет по изучению влияния дислокаций на электронные свойства кристаллов элементарных полупроводников и были получены количественные данные по влиянию дислокаций на различные экспериментально определяемые характеристики кристаллов. В результате сопоставления результатов измерений электропроводности, коэффициента Холла, высокочастотной проводимости, фотопроводимости и других экспериментально определяемых характеристик этих кристаллов оказалось возможным построить теоретические модели дислокационных энергетических зон в запрещенных зонах этих полупроводников, удовлетворительно описывающих многие из относящихся сюда экспериментальных фактов. Бощьшое число работ в этой области стимулировано простотой электронной структуры элементарных полупроводников (в частности, играет большую роль чисто ковалент-ная связь атомов в этих кристаллах), а также тем фактом, что полупроводниковая промышленность уже давно выпускает в больших количествах очень чистые без дислокационные кристаллы и ¿1 с то о содержанием легирующих примесей порядка 10х& см ° и меньше. Оба эти факта оказались весьма существенными для интерпретации экспериментальных данных, полученных на этих полупроводниках. В результате удалось построить непротиворечивые модели дислокационных энергетических спектров в и с минимальным числом дополнительных предположений.

Аналогичные исследования на полупроводниках группы А^ в настоящее время не столь результативны, как в случае элементарных полупроводников ОгЪ и До настоящего времени по этим вопросам было опубликовано всего лишь несколько работ, выполненных главным образом на пластически продеформированных кристаллах и

Однако, вследствие отсутствия столь же чистых кристаллов соединений этой группы, как в случае Gt и 51, и сложности интерпретации полученных данных, что обусловлено, в частности, более сложной структурой этих кристаллов, общая картина явлений в этой области пока отсутствует. Поэтому дальнейшее исследование физических свойств полупроводников группы АдВ^ с дислокациями в настоящее время актуальны,

- В качестве объекта исследования в настоящей работе выбран полупроводник » электронная структура которого сравнительно хорошо изучена по сравнению с другими полупроводниками группы АдВ5, причем в настоящее время выращиваются практически бездислокационные кристаллы этого соединения как п, , так и р-типа, с плотностью электрически активных примесей порядка Ю1^ см~^. Монокристаллы широко применяются в научных исследованиях и в промышленности при изготовлении различных полупроводниковых приборов. Поэтому изучение взаимодействия электронной подсистемы кристалла с дислокациями в кристаллах этого соединения представляет значительный интерес.

В связи с изложенным выше в задачи диссертационной работы входило:

1. Экспериментальное исследование влияния дислокаций на электрические свойства (проводимость, эффект Холла, магнетосопро-тивление) кристаллов Яп ^.

2. Выяснение на основе полученных данных характера влияния на электрические свойства кристаллов 5 ё> собственно дислокаций за счет взаимодействия болтающихся связей в ядрах дислокаций с электронной подсистемой кристалла и влияния электрически активных точечных центров, возникающих в кристалле в процессе пластической деформации.

В настоящей работе исследуются электрические свойства кристаллов , пластически продеформированных методом четырехточечного изгиба до различных значений радиуса кривизны. Накапливаемые при этом в кристаллах дислокации имеют краевые компоненты, обладающие сильновыраженными электрическими свойствами, и, следовательно, существенно изменяют электрические свойства кристалла в целом. Результаты измерений электрических свойств этих кристаллов дают возможность делать заключения о роли дислокаций и сопутствующих им точечных электрически активных центров в формировании электрических свойств продеформированного кристалла.

В опубликованных до настоящего времени работах по исследованию влияния дислокаций на электрические свойства кристаллов как правило, не проводилось четкое разделение влияния собственно дислокаций на электрические свойства исследуемых кристаллов и влияние точечных электрически активных центров, образующихся в кристалле в процессе пластической деформации, что во многих случаях исказило результаты исследования. Кроме того, в опубликованных работах исследования проводились на кристаллах, продеформиро-ванных при различных температурах, что существенно усложнило интерпретацию результатов измерений и сопоставление данных, полученных в работах различных авторов, так как оказалось, что конечные результаты существенно зависят от температуры, при которой деформировался исследуемый кристалл. Следует также отметить, что опубликованные до настоящего времени результаты исследований электрических свойств пластически продеформированных кристаллов как правило, были получены на образцах со сложной, а во многих случаях с неопределенной дислокационной структурой, что существенно искажает результаты измерений и ограничивает возможность их интерпретации.

Описанные в диссертационной работе исследования дали ряд новых результатов. В некоторых случаях уточнены результаты, полученные ранее другими авторами.

При исследовании распределения ямок травления, возникающих на поверхностях пластически изогнутых кристаллов Зн при травлении в травителе СР-4М, было показано, что травитель СР-4М выявляет сЬ (индиевые) и ^(сурьмяные) - дислокации одинаково эффективно и что формула Ная, связывающая радиус кривизны пластически изогнутого кристалла с плотностью дислокаций в кристалле, раздельно применима как к оЬ , так и к ^ -дислокациям. Эти данные позволили разработать методику приготовления кристаллических образцов С5г$ё> с упорядоченной дислокационной структурой с заданной плотностью дислокаций одного знака.

Исследование кристаллов с упорядоченной дислокационной структурой, получаемой при пластическом деформировании образцов в ориентации легкого скольжения методом четырехточечного изгиба при Т = 360°С и очень малой скорости деформации (£ * показало, что при данных условиях деформации введение в кристалл дислокаций всегда приводит к существенному усилению акцепторного действия в кристалле, независимо от типа проводимости кристалла и направления его изгиба.

Полученные экспериментальные данные дают возможность сделать вывод, что при малых скоростях деформации ( ¿£ 4,5.10"^ с"1) и температуре деформации 360°С усиление акцепторного действия в кристаллах при введении в него дислокаций обусловлено не прямым акцепторным действием болтающихся связей в ядрах дислокаций, а косвенным механизмом взаимодействия возникающих в процессе деформации точечных акцепторных центров с полем искажений кристаллической решетки вблизи ядер дислокаций. Измерен энергетический уровень этих центров.

Исследование электрических свойств быстро продеформированных образцов р-типа ( Ь = 750.Ю""6 с"1) при температуре деформации 360°С показало, что влияние дислокаций на электрические свойства кристаллов С^б'б р-типа существенно зависит от скорости деформации кристалла. В частности, резкое увеличение скорости деформации кристалла р-типа по сравнению с предыдущим зна

• т чением Ь - 4,5.10 с приводит к значительному ослаблению акцепторного действия в'кристалле (усилению донорного действия), так что знак влияния дислокаций на электрические свойства кристалла изменяется на противоположный.

Полученные данные дают возможность сделать вывод, что наблюдаемое в быстро пластически продеформированных кристаллах р-типа резкое усиление донорного действия обусловлено прямым взаимодействием болтающихся связей в ядрах дислокаций с электронной подсистемой кристалла.

При исследовании электрических свойств кристаллов р-типа, пластически продеформированных при больших скоростях деформации, экспериментально обнаружено резкое уменьшение холлов-ской подвижности носителей тока, достигающее при температуре кипящего азота до порядка величины, что не может быть обусловлено имеющимися в кристалле электрически активными точечными центрами. Совокупность экспериментальных данных дает возможность предположить, что наблюдаемое аномально большое уменьшение холловской подвижности дырок обусловлено эффектом огибания линиями тока заряженных дислокаций в пластически продеформированных кристаллах.

Экспериментальное исследование зависимости магнитосопротив-ления пластически изогнутых кристаллов р-типа от магнитного поля показало, что при всех значениях магнитного поля в пределах от малых значений магнитного поля (100-300 гс) до 10000 гс магнетосопротивление пластически изогнутых образцов всегда меньше соответствующих значений магнетосопротивления контрольных образцов, продеформированных как при малой, так и при большой скорости деформации. В области сильных магнитных полей магнетосопротивление как контрольных, так и пластически продеформированных образцов возрастает с магнитным полем по степенному закону, причем показатель степени во всех случаях приблизительно один и тот же.

Анализ результатов измерений зависимости магнетосопротивле-ния кристаллов р-типа, пластически изогнутых при 360°С и малой скорости деформации ( ¿= 4,5.10""^ сек"1), показал, что пластически продеформированные при данных условиях кристаллы характеризуются резким усилением акцепторного действия не только в зоне тяжелых, но также и в зоне легких дырок. Изменения концентраций носителей тока в обеих зонах пропорциональны. Подвижности носителей тока в зонах тяжелых и легких дырок меньше соответствующих значений для контрольных образцов. Полученные данные хорошо согласуются с предположением, что усиление акцепторного действия в медленно продеформированных кристаллах р- обусловлено точечными центрами, продиффундировавшими в процессе медленной деформации к ядрам дислокаций и активизированных полем микроискажений кристаллической решетки вблизи ядер дислокаций.

Анализ данных измерений зависимости магнетосопротивления кристаллов р-типа, пластически изогнутых при 360°С и большой скорости деформации ( £ = 750.Ю"6 сек"*), показал, что пластически продеформированные при данных условиях кристаллы Ль р-типа характеризуются резким усилением донорного действия как в зоне тяжелых, так и в зоне легких дырок. Изменения концентраций носителей тока в обеих зонах пропорциональны. Подвижности носителей тока в зонах тяжелых и легких дырок существенно меньше соответствующих значений для контрольных образцов. Это различие в некоторых кристаллах достигает значений около порядка величины, что не может быть объяснено рассеянием носителей тока на ионизированных точечных центрах, вследствие малости их концентрации. Полученные данные хорошо согласуются с сделанным выше предположением, что наблюдаемое в быстро пластически продеформированны! кристаллах Ль 56 р-типа резкое усиление донорного действия является следствием прямого взаимодействия болтающихся связей в ядрах дислокаций с электронной подсистемой кристалла, а аномально большое уменьшение подвижностей легких и тяжелых дырок свидетельствует о преобладающем вкладе в подвижности носителей тока заряженных дислокаций в кристалле.

Практическое значение проведенной работы определяется рядом полученных результатов, которые могут быть использованы в различных областях науки и техники.

Показано, что травитель СР-4М выявляет на поверхностях пластически продеформированных кристаллов Зъ сС и ^ -дислокации одинаково эффективно.

Разработана методика приготовления кристаллов с упорядоченной дислокационной структурой с заданной плотностью дислокаций.

Экспериментально показано, что возникающие в кристаллах в процессе пластической деформации электрически активные точечные центры могут доминировать в формировании электрических свойств пластически продеформированных кристаллов. Установлены условия деформации,при которых это влияние практически не проявляется.

Показано, что при выбранных в данной работе условиях деформации электрические свойства кристаллов можно менять в широких пределах, вплоть до изменения типа проводимости кристалла, в зависимости от скорости деформации и плотности введенных дислокаций, что может быть использовано для направленного изменения электрических свойств кристаллов путем пластической деформации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Краснов, Аркадий Петрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные в данной работе исследования позволяют сделать следующие выводы.

1. Показано, что при принятых в настоящей работе условиях деформации кристаллов Цл (пластический изгиб при температуре 360°С в ориентации, способствующей легкому скольжению кристалла в одной системе скольжения) травитель СР-4М выявляет об (индиевые) и р (сурьмяные) дислокации одинаково эффективно.

2. Экспериментально доказано, что в кристаллах , пластически изогнутых при температуре 360°С, формула Ная, связывающая радиус кривизны пластически изогнутого кристалла с плотностью дислокаций в кристалле, раздельно применима как А оЬ , так и к

-дислокациям.

3. Разработана методика приготовления монокристаллических образцов с упорядоченной дислокационной структурой с заданной плотностью дислокаций.

Исследованы электрические свойства кристаллов Р-типа, пластически изогнутых при малой скорости деформации Ь = = 4,5.10"^ сек"-1- при температуре 360°С. Установлено, что при данных условиях деформации пластический изгиб кристаллов Р-типа всегда приводит к резкому усилению акцепторного действия в исследуемых кристаллах как при сЬ , так и при-изгибах. Коэффициент заполнения болтающихся связей в ядрах дислокаций, вычисленный в предположении, что наблюдаемые изменения концентрации носителей тока обусловлены прямым захватом носителей на оборванные связи дислокаций, принимает значения порядка 10. Анизотропия электрических свойств в продеформированных кристаллах отсут ствует. В пределах точности измерений положение энергетических уровней акцепторов, соответствующих^ и ^-изгибам, совпадает и равно 0,008+0,003 эв.

5. Проведено исследование электрических свойств кристаллов И/-типа, пластически изогнутых при малой скорости деформации £ = 4,5.10~б сек""* при температуре 360°С до различных значений плотности дислокаций, подобранных таким образом, что исходные кристаллы К -типа оказались перекомпенсированными пластическим изгибом в Р-тип. Установлено, что при выбранных условиях деформации пластический изгиб кристаллов И,-типа всегда приводит к резкому усилению акцепторного действия в исследуемых кристаллах, вплоть до перекомпенсации исходного материала у^-типа проводимости в Р-тип, независимо от направления изгиба кристалла. Коэффициент заполнения болтающихся связей в ядрах дислокаций, вычисленный в предположении, что наблюдаемые изменения концентрации носителей тока в кристалле обусловлены прямым акцепторным действием дислокаций, принимает значение порядка 10. Анизотропия электрических свойств в изогнутых кристаллах, яереком-пенсированных пластическим изгибом в Р-тип отсутствует. В пределах точности измерений положение энергетических уровней введенных пластическим изгибом акцепторов в перекомпенсированных кристаллах, соответствующих Л - и£ -изгибам, совпадает и равно 0,009Н),003эв.

6. Показано, что в кристаллах, пластически продефор-мированных при малой скорости деформации и температуре 360°С, усиление акцепторного действия обусловлено не прямым захватом носителей тока на болтающиеся связи в ядрах дислокаций, а влиянием вновь образующихся точечных центров, которые возникают в кристалле в процессе пластической деформации и при малых скоростях деформации успевают диффундировать к ядрам дислокаций, где они активизируются в электрическом отношении полем микроискажений кристаллической решетки вблизи ядер дислокаций и взаимодействуя с электронной подсистемой кристалла существенно изменяют электрические свойства продеформированного образца. Предполагается,что в кристаллах Р и К/-типа проводимости возникают одни и те же центры с энергетическим уровнем порядка 0,01 эв.

7. Установлено, что характер влияния дислокаций на электрические свойства кристаллов Зк.$& Р-типа существенно зависит от скорости, с которой был продеформирован исследуемый кристалл, переходя от резкого усиления акцепторного действия в кристаллах, пластически продеформированных при малой скорости деформации т = 4,5.10 сек к существенному усилению донорного действия в кристаллах, продеформированных при большой скорости деформации (¿= 750.Ю"6 сек""1).

8. Экспериментально обнаружено прямое донорное действие болтающихся связей в ядрах дислокаций в кристаллах р-типа, пластически продеформированных при большой скорости деформации

• Г- т

750.10 сек характеризующееся коэффициентом заполнения болтающихся связей порядка единицы и аномально большим уменьшением холловской подвижности носителей тока, которое не может быть обусловлено рассеянием на ионизированных точечных центрах вследствие их малой концентрации. Предполагается, что .при больших скоростях деформации образующиеся в кристалле в процессе деформации точечные центры не успевают за время деформации продиффун-дировать к ядрам дислокаций и остаются электрически нейтральными, так что их влиянием на электрические свойства кристалла можно пренебречь.

9. Раздельно определены концентрации и подвижности тяжелых и легких дырок в 18 исходных (недеформированных) кристаллах р-типа в диапазоне легирующих примесей от 5. Ю-1-1 см"3 до тг о

2.10 см ° при температуре кипящего азота. Показано, что при концентрации легирующих примесей до приблизительно З.Ю^см"3 в обеих зонах преобладает рассеяние носителей тока на тепловых колебаниях решетки. При более высоких концентрациях легирующих примесей доминирует рассеяние на ионизированных примесных центрах. Определена масса легких дырок. Исследование основывается на данных измерений зависимости магнетосопротивления и коэффициента Холла от магнитного поля. Экспериментальные данные обрабатывались в рамках двухзонной модели в приближении независимости времени релаксации от энергии. Анализ полученных данных показал, что это приближение дает достаточную точность для исследований такого рода.

10. Установлено, что в медленно изогнутых кристаллах

1 г т

Р-типа (£,= 4,5.10 сек х) пластический изгиб кристалла сопровождается значительным усилением акцепторного действия в зонах как тяжелых, так и легких дырок. Изменения концентраций носителей тока в обеих зонах приблизительно пропорциональны. Имеет место некоторое уменьшение подвижностей носителей тока обоих типов. Наблюдаемые эффекты соответствуют взаимодействию продиф-фундировавших к ядрам дислокаций электрически активных точечных центров с электронной подсистемой кристалла. Измерение электрических свойств кристаллов проводилось при температуре кипящего азота.

11. Определены концентрации и подвижности тяжелых и легких дырок при температуре кипящего азота в кристаллах Р-типа, I пластически изогнутых при большой скорости деформации ( Ь = = 750.10"^ сек"-'-), а также в соответствующих контрольных образцах. Показано, что при больших скоростях деформации введение в кристалл Р-типа дислокаций сопровождается резким усилением донорного действия в кристалле, как в зоне тяжелых, так и в зоне легких дырок. Наблюдаемые эффекты соответствуют прямому донорному действию болтающихся связей в ядрах дислокаций. Изменение концентраций носителей тока в зонах тяжелых и легких дырок приблизительно пропорциональны. Имеет место значительное уменьшение подвижностей носителей тока в обеих зонах, обусловленное рассеянием тяжелых и легких дырок на заряженных дислокациях.

В заключение автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю Ю.А.ОСИПЬЯНУ за внимание и поддержку в работе. Автор признателен своему соавтору одной из работ Ю.П.Кабанову за творческое сотрудничество, В.Ф.Гантмахеру, В.Я.Кравченко, В.Б.Шикину, В.И.Никитенко, В.Ф.Петренко, Е.Б.Якимову, С.А.Шевченко, И.А.Рыжкину за полезные обсуждения затронутых в диссертации проблем, Н.В.Хозяинову, З.А.Кузнецовой за помощь в данной работе, а также всем сотрудникам Института физики твердого тела АН СССР за содействие в выполнении работы.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ю.П.Кабанов, А.П.Краснов. Некоторые характеристики дислокационной структуры в пластически изогнутых монокристаллах - ФТТ, 1977, т.19, В 9, с.1676-1680.

2. А.П.Краснов, Ю.А.Осипьян. Влияние пластического изгиба на электрические свойства монокристаллов Р - - ФТТ, 1978, т.20, й 6, с. 1773-1778. 145—

3. А.П.Краснов, Ю.А.Осипьян. Акцепторное действие пластического изгиба в монокристаллах ЗиЗё п^-типа. - ФТТ, 1979, т. 21, № 3, с. 735-742.

4. А.П.Краснов, Ю.А.Осипьян. Влияние пластической деформации на электрические свойства монокристаллов • - П1 Всесоюзное совещание "Дефекты структуры в полупроводниках" (Новосибирск, 27-29 ноября 1978 г.): Тезисы докладов, I - Новосибирск, 1978, с. 58.

5. А.П.Краснов, Ю.А.Осипьян. Влияние пластической деформации на электрические свойства монокристаллов С/к р-типа при еысоких скоростях деформирования. - ФТТ, 1980, т. 22, №. 2, с. 483-489.

6. А.П.Краснов, Ю.А.Осипьян. Влияние дислокаций на концентрации и подвижности легких и тяжелых дырок в монокристаллах р-типа при 77,4. - ЖЭТФ, 1981, т.81, № 4(10), с.1362

-1376. и доложено на Ш Всесоюзном совещании по дефектам структуры в полупроводниках, Новосибирск, 1978 г.

Заключение

Проведенный анализ результатов исследований влияния дислокаций на электрические свойства кристаллов Зк позволяет сделать вывод, что в настоящее время остаются нерешенными многие вопросы, касающиеся характера взаимодействия дислокаций с электронной подсистемой в кристаллах , а также роли дислокаций и электрически активных точечных центров в этом взаимодействии. В связи с этим перед данной работой были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать пластичность кристаллов^а$6 при температуре 360°С и на основе полученных данных разработать методику введения в образцы достаточно однородной системы дислокаций заданной плотности с избытком дислокаций одного знака.

2. Экспериментально исследовать влияние пластического изгиба на электрические свойства (электропроводность, эффект Холла, маг-нетосопротивление) кристаллов , продеформированных при малых и больших скоростях деформации.

3. Определить на основе полученных данных характер взаимодействия дислокаций с электронной подсистемой в кристаллах и роль образующихся в кристалле в процессе пластической деформации электрически активных точечных центров в этом взаимодействии, а также выявить условия, при которых влияние этих центров преобладает, и условия, при которых им можно пренебречь.

4. Исследовать взаимодействие дислокаций с носителями тока раздельно в зонах тяжелых и легких дырок.

Глава П АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

В данной главе описаны деформационная машина для механических испытаний образцов, методика пластической деформации образцов методом четырех точечного изгиба, установка для гальваномагнитных измерений и методика электрических измерений. Дополнительные методики, не представленные в данной главе, будут описаны в соответствующих местах.

§ 2.1. Деформационная машина

Деформационная машина (рис.5) состоит из двух вертикальных ходовых винтов, поперечного ползунка, приводимого в движение в вертикальном направлении вращением ходовых винтов и двух пуансонов, один из которых (нижний) устанавливается непосредственно на датчике, регистрирующем механическую нагрузку на образец, а другой (верхний) жестко скреплен с ползуном. Рабочий ход ползуна~ м. Положение ползуна контролируется высокоточной следящей системой, управляющей вращением ходовых винтов. Эта следящая система обеспечивает перемещение ползуна относительно корпуса машины с заданной скоростью, независимо от нагрузки. Система работает на дифференциальном принципе. Эталонный сигнал вырабатывается маломощным синхромотором, скорость вращения которого существенно постоянна. Коробка скоростей преобразует эталонный сигнал в большой набор скоростей, каждая из которых может быть выбрана в качестве опорной соответствующим переключением. С помощью специально

Рис.5. Деформационная машина. го устройства возможно также устанавливать промежуточные опорные скорости между любыми заданными скоростями из вышеуказанного набора, так что фактически диапазон опорных скоростей образует непрерывный ряд. Каждой опорной скорости соответствует определенная скорость перемещения ползуна в диапазоне 1-1000 мкм/мин. Вырабатываемый коробкой скоростей опорный сигнал сравнивается в блоке сравнения с сигналом, пропорциональным истинной скорости перемещения ползуна. Разностный сигнал усиливается и подается на мощный электродвигатель, вращающий ходовые винты машины. Деформационная машина обеспечивает постоянство скорости движения ползуна с точностью не хуже I%.

Канал регистрации нагрузок деформационной машины (рис.6) состоит из датчика нагрузки, стабилизированного генератора на 390 гц, блока баланса, двух усилителей, делителя, синхродетекто-ра и высокоскоростного самописца (время полного пробега пера 0,5 сек). Датчик испытаний на сжатие установлен в специальном поддерживающем корпусе, который находится под ползуном на основании деформационной машины. Датчик состоит из упругого стержня и прикрепленных к нему тензосопротивлений, включенных по мостовой схеме. Деформация датчика при механическом нагружении составляет 0,44 мкм/^сг. Приложенная к датчику механическая нагрузка вызывает пропорциональное изменение тензосопротивлений и разбаланс моста. Сигнал с датчика усиливается, выпрямляется и подается в цепь, управляющую пером самописца. Мост тензосопротивлений термо-компенсирован. Блок баланса позволяет плавно балансировать датчик нагрузки для компенсации веса нижнего пуннсона и камеры с образцом. Усилитель имеет переключаемые диапазоны усиления, что позволяет на одном датчике измерять различные диапазоны нагрузки. Делитель дает возможность менять чувствительность каждого диапа

5л ок Чсилитиц 1 денитеаь кйди^лйгор усилитель И детектсу

N 1 генератор 390 гц

Ч. Г \ / стаЙи/ш»т аиплитчЭ* /рчг иаторл

I I I I I I Ш ь5лок гпекЮ(епрот.ийлекии I оо I самописец,

Н)

Рис.6. Канал регистрации нагрузок деформационной машины зона. Точность регистрации нагрузки составляет +0,5$ от приложенной нагрузки. Скорость движения диаграммной ленты самописца может меняться в диапазоне от 0,2 до 50 см/сек.

§ 2.2. Методика пластического изгиба образцов

Пластический изгиб образцов осуществляется на деформационной машине в режиме сжатия, то есть при движении ползуна вниз. Образец для изгиба помещался в устройство для четырехточечного изгиба (рис.7), которое устанавливалось на нижний пуансон деформационной машины. Механическая нагрузка от верхнего пуансона при его движении вниз передавалась верхним ножам устройства для изгиба через шарик, изготовленный из нержавеющей стали, чем достигалось равномерное распределение нагрузки между верхними ножами. Применялись устройства для изгиба, изготовленные из нержавеющей стали и из кварца. Расстояние между внешними ножами устройства для изгиба 18 мм, между внутренними ножами 9 мм. Во всех случаях пластический изгиб монокристаллических образцов З^З-ё» осуществлялся при постоянной температуре 360°С в режиме динамического нагружения, то есть при постоянной заданной скорости движения ползуна деформационной машины.

В процессе деформации образец, устройство для изгиба и оба пуансона находились в термокамере, температура внутри которой 360°С поддерживалась постоянной терморегулятором с точностью +1°С. Датчиком температуры являлась термопара, установленная в термокамере. Время установления заданной температуры внутри термокамеры от момента включения I час. Однако в случае, если скорость предстоящей деформации мала, то термокамеру необходимо прогреть дополнительно в течение нескольких часов для установления постоянного градиента температуры вдоль пуансонов. Если это етсиличсски' верхний нож 1пЬЬ нижний. нож.

Рис.7. Устройство для четырехточечного изгиба не сделать, то скорость расширения пуансонов может быть сравнима со скоростью перемещения ползуна в процессе деформации. Если скорость перемещения ползуна устанавливается 3 мкм/мин, то время предварительного прогрева термокамеры составляет 6 часов. Бри больших скоростях перемещения ползуна этим эффектом можно пренебречь и можно начинать деформацию через час после включения термокамеры.

§ 2.3. Установка для гальваномагнитных измерений и методика измерений электрических характеристик образцов

Измерения электрических характеристик образцов Эп, в диапазоне температур от 77,4К до & 300К проводились на электроизмерительной установке, в состав которой входят: электромагнит, два прецизионных потенциометра, источник тока, металлический криостат и канал регулирования температуры в камере образца в криостате. Принципиальная схема установки показана на рис.8. В процессе измерений образец находится между полюсами электромагнита (на рис.8 показаны только полюса магнита). Ток через образец обеспечивается регулируемым источником тока ИТ. Величина тока контролируется измерением напряжения на эталонном сопротивлении с помощью одной декады двухдекадного потенциометра типа Р-348 (ПОТ-1). Другая декада этого потенциометра измеряет напряжение Холла на средних контактах образца. С помощью другого потенциометра Р-348 (ПОТ-2) измеряются напряжения на двух парах крайних контактов образца для определения электропроводности кристалла. В каждой температурной точке напряжение электропроводности измерялось два раза при противоположных направлениях тока. При измерениях холловского напряжения иаменялось также направление магнитного поля. Полученные значения усреднялись.

При измерении электрических характеристик образца при Т = 77,4К образец помещался непосредственно в небольшой дюар, наполненный жидким азотом, который устанавливался между полюсами магнита. При измерении при комнатной температуре образец находился между полюсами магнита на открытом воздухе. Температура образца измерялась ртутным термометром, кончик которого находился вблизи образца. При измерениях при промежуточных температурах образец находился в азотном криостате с регулируемой температурой, нижняя узкая часть которого устанавливалась между полюсами магнита.

Основные детали криостата (рис.9) изготовлены из нержавеющей стали. Криостат имеет две азотные камеры, разделенные откачиваемой полостью. Между камерой образца и внутренней азотной камерой имеется тепловой ключ, состоящий из двух несоприкасающихся коаксиальных трубок, изготовленный из красной меди. Зазор между трубками I мм. Одна из трубок имеет хороший тепловой контакт с камерой образца, а следовательно и с электронагревателем, намотанным на узкую горловину в верхней части камеры образца. Другая трубка контактирует с внутренней азотной камерой. При проведении измерений при самых низких температурах пространство между трубками заполняется газообразным гелием, высокая теплопроводность которого обеспечивает возможность начинать измерения при температуре порядка 80К. При измерениях при повышенных температурах пространство между медными трубками откачивается и тепловой контакт между подогревателем и внутренней азотной камерой криостата резко ухудшается. Применение теплового ключа способствует точному регулированию температуры в камере образца при повышенных температурах и экономии жидкого азота. Образец в криостате находится на толстой медной подложке, имеющей хороший тепловой контакт с электроподо

П «

Рис.9. Азотный криостат. гревателем, тепловым ключом и другими деталями камеры образца, также изготовленными из красной меди.

Канал регулирования температуры (рис.10) состоит из градуированной термопары (Т), нулевой точки (НТ), потенциометра Р-348, фильтра, терморегулятора и подогревателя. Один спай термопары находится в камере образца в криостате и имеет надежный тепловой контакт с образцом. Другой спай находится в нулевой точке, задающей температуру тающего льда. Температура нулевой точки контролируется ртутным термометром. Требуемое значение температуры, выраженное в микровольтах согласно градуировке термопары, устанавливается на декаде потенциометра Р-348 (ПОТ). На вход потенциометра подается напряжение термопары. Потенциометр сравнивает эти два напряжения, разностное напряжение подается на фильтр (Ф) и затем на вход терморегулятора (TMP), выход которого питает подогреватель (ПОТ) камеры образца в криостате.

Терморегулятор (рис.11) состоит из вибропреобразователя, двух усилителей постоянного тока (УПТ-I и УПТ-2), вибродетектора и усилителя мощности постоянного тока (УПТ-3).

Разностное напряжение на выходе потенциометра преобразуется вибропреобразователем в напряжение переменного тока. Полученное напряжение сигнала усиливается до значения порядка 6-8$ и детектируется другим вибропреобразователем, так что на выходе детектора возникает усиленное напряжение постоянного тока, пропорциональное сигналу. На входе УПТ-3 имеется дифференциальная цепочка, так что регулирование осуществляется как пропорциональное, так и по производной, что существенно ускоряет процесс установления температуры в камере образца при переходе от одной температурной точки к другой и повышает точность регулирования. Точность регулирования температуры порядка 0,05К. Точность установки температуры +IK.

Рис.10. Канал регулирования температуры.

Ь, 3 в

Ь,эв

Ш1 1 1 1

ЧЫ '-Г" с'! гФ я

Т I

Рис.11, Терморегулятор

Глава Ш

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ Б ПЛАСТИЧЕСКИ ИЗОГНУТЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ

Для интерпретации результатов измерений электрических свойств пластически деформированных полупроводниковых монокристаллов важно знать параметры дислокационной структуры в исследуемых образцах. Вопросы, касающиеся дислокационной структуры, создаваемой в ходе деформации в кристаллах , в частности, применимость формулы Ная при подсчете числа дислокаций в изогнутых кристаллах и эффективность травителя СР-4М при выявлении о1- и $ -дислокаций, обсуждались в литературе неоднократно ¡6,16,1?]. Так, например, в работе [I?] авторы пришли к заключению, что в травитель СР-4М выявляет только-дислокации и совсем не взаимодействует с Л, -дислокациями. В работах [б,1б], наоборот, утверждается, что травитель СР-4М выявляет все X «дислокации и только примерно половину ^ -дислокаций. Противоречивость приведенных данных свидетельствует о необходимости дополнительных исследований по данному вопросу.

В настоящей главе приведены результаты исследования дислокационной структуры на большой группе кристаллов , пластически изогнутых до различных радиусов кривизны. Описана методика получения в кристаллах Зуь Бё? однородной системы дислокаций, с заранее заданной плотностью, с избытком дислокаций одного зна

§ 3.1. Введение дислокаций в кристаллы избытком дислокаций одного знака

В эксперименте использовались монокристаллы р- и

И,-типа, выращенные по методу Чохральского вдоль оси <П2>. Плотность ростовых дислокаций, определяемая по ямкам травления о ? травитель СР-4М) во всех случаях не превышала 10 см S Исходная концентрация носителей тока при температуре кипящего азота изменялась от образца к образцу в пределах 5.10^ * 5.10^ см~3. Предварительно образцы ориентировались рентгеновским методом с точностью +1°. Затем из кристаллов вырезались пластины размером 20 х 19 х 2,8 мм3 в ориентации,изображенной на рис.12. Резка осуществлялась на электроискровом станке. После механического шлифования порошком М7, травления в травителе СР-4М и соответствующих промывок пластины пластически изгибались по методике, описанной в главе П, относительно оси fill] в устройстве для четырехточечного изгиба при температуре 360°С. Некоторые образцы изгибались при температуре 270°С. Температура в печи, в которой производился изгиб, устанавливалась с точностью +1°С и поддерживалась постоянной терморегулятором. В процессе нагрева и деформации образец находился в атмосфере газовой смеси I0J5 Н&+ 90%А^. г г

Скорость относительного смещения внешних и внутренних ножей устройства для изгиба была 3 мкм/мин. В начальной стадии исследования применялась также скорость 5 мкм/мин. Расстояния между внешними и внутренними ножами были равны 18 мм и 9 мм, соответственно. В процессе деформации автоматически записывалась диаграмма напряжение - деформация. По достижении заданной деформации машина останавливалась, нагрузка снималась и одновременно выключалась печь, так что образец остывал в течение нескольких часов вместе с печью, оставаясь все время в атмосфере формгаза. е иг>

Рис.12, Кристаллографическая ориентация монокристаллической пластины. Заштрихованная область показывает сечение, на котором проводился подсчет дислокационных ямок травления.

Такой режим медленного охлаждения образцов способствовал их частичному отжигу после деформации.

Для измерения радиусов кривизны изогнутых образцов их торе цевые поверхности, перпендикулярные оси изгиба, фотографировались при увеличении порядка 70/х# Внутренняя дуга изображения поверхности образца разбивалась на пять равновеликих частей,и графически определялись "локальные" радиусы кривизны образца в пяти равноотстоящих точках на участке дуги между внутренними ножами устройства для изгиба• Средний радиус кривизны образца вычислялся как среднее арифметическое локальных радиусов. Ошибка метода определения локального радиуса кривизны не превышает 3%, f

Исследование пространственного распределения плотности дислокаций производилось подсчетом ямок травления в сечениях (III) и (III). Сечения (III) удобны для определения плотности дислокаций, образующихся в основной системе скольжения, так как нормаль к плоскости (III) расположена под углом 19,5° относительно оси изгиба [lI2], так что краевые дислокации основной системы пересекают эту плоскость под углом, близким к прямому. Определенная в сечении (Iii) плотность ямок травления делилась на С0% 19,5° для определения плотности краевых дислокаций основной системы. Предполагается, что краевые дислокации, образующиеся в основной системе скольжения, направлены вдоль оси [lI2l. Суммарная плотность дислокаций неосновных систем скольжения оценивалась по ямкам травления в плоскости (III).

Для определения распределения дислокаций по объему образца, часть образца, заключенная между внутренними ножами устройства для изгиба разрезалась на 16 равновеликих прямоугольных параллелепипедов, основания которых параллельны нейтральной поверхности изогнутого образца, а боковые грани параллельны и соответственно перпендикулярны оси изгиба. В каждом параллелепипеде делалось сечение (III) и после механического шлифования и травления в СР-4М производилось фотографирование ямок травления на пяти равноотстоящих участках поверхности, расположенных вдоль прямой, перпендикулярной нейтральной поверхности. Полученные этим методом 80 фотографий дают возможность детально исследовать объемное распределение дислокаций основной системы скольжения. Аналогично изучалось распределение дислокаций неосновных систем. Сечения в этом случае делались параллельно плоскости (III). При фотографировании ямок травления увеличение подбиралось так, чтобы на фотографию попадало не меньше 200 ямок травления. При этом ошибка измерения плотности ямок травления не превышает ±7% с интервалом достоверности 95% [1б]. В большинстве случаев число ямок травле» ния на одной фотографии было больше 400.

В процессе исследования было пластически продеформировано методом четырехточечного изгиба 60 образцов. Образцы группировались парами. Оба образца каждой пары вырезались из одного слитка и пластически изгибались в противоположных направлениях. Выше отмечалось, что данная процедурам сочетании с ориентацией рис.12, дает возможность накапливать в образце краевые дислокации, экстраполуплоскости которых заканчиваются или рядами атомов индия («¿-дислокации), или рядами атомов сурьмы (jb-дислокации).

Типичные дисграммы напряжение - деформация для Ju - и Jb -изгибов приведены на рис.13. Наши диаграммы, в отличие от аналогичных диаграмм работы [.1б], также снятых на при малой скорости деформации и при температуре 360°С, характеризуются ярко выраженным зубом текучести и наличием незначительного упрочнения во всей области пластического течения. Эти различия, по-видимому, обусловлены малой плотностью ростовых дислокаций в наших ц. 0,2

0,2 г з

5 6 Г/.

I I

6 7 в а

Рис.13. Типичные диаграммы деформации, а -изгиб, б -об-изгиб. образцах. В работе [1б] использовались образцы с плотностью рОСка р товых дислокаций больше 10 см . По достижении 2-3$ деформации на многих диаграммах возникают острые выбросы в виде зубцов с меняющейся амплитудой, характеризующие дискретный характер процесса пластической деформации.

Как отмечалось выше, несколько образцов было продеформирова-но при скорости 5 мкм/мин. Соответствующие диаграммы характеризуются значительно большим верхним пределом пластичности и резким упрочнением, наступающим сразу же за зубом текучести. Отсюда можно заключить, что при температуре 360°С для существует критическая скорость деформации, выше которой легкое скольжение практически неосуществимо. Возможно, что данное утверждение справедливо только для образцов с малой плотностью ростовых дислокаций. В некоторых экспериментах деформация начиналась на скорости 3 мкм/мин, по достижении некоторого значения деформации машина переключалась на 5 мкм/мин,и через некоторое время снова производилось переключение на скорость 3 мкм/мин. В период между двумя переключениями, когда скорость была равна 5 мкм/мин, на диаграмме всегда наблюдащось резкое упрочнение. После переключения на 3 мкм/мин на диаграмме возникал прямолинейный горизонтальный участок. Описанные выше особенности, слабое упрочнение и зубцы не возобновлялись. Однако через некоторое время диаграмма снова принимала обычный вид.

При обработке диаграмм использовались соотношения, выведенные в предположении, что деформации чисто упругая [1б]: си бьу

1 /а.гИ* . Н. л > (3*1) % ^ а* '

Б ~ ' 1Ьа,*Ь ? (3-2) где Ь - деформация во внешних слоях образца, Р - нагрузка, б* - тангенциальное напряжение во внешних слоях образца,

2а - толщина образца,

2А - расстояние между внутренними ножами,

2В - расстояние между внешними ножами,

Л/ - радиус кривизны образца, - относительное смещение внешних и внутренних ножей,

§ 3.2, Определение характеристик дислокационной структуры

В ряде исследований влияния дислокаций на электрические свойства полупроводниковых монокристаллов обнаружена резкая анизотропия подвижностей носителей электрического тока при пропускании тока вдоль и поперек оси изгиба образца. Представляется очевидным, что оптимальные условия наблюдения указанной асимметрии электрических свойств в пластически изогнутом кристалле реализуются в случае, если введенные в кристалл дислокации образовались за счет пластического течения преимущественно лишь в одной из возможных систем скольжения. Ввиду последующих применений результатов настоящей главы для исследования пластически продеформированных кристаллов ОН< условия деформирования специально подбирались для реализации скольжения в одной системе. Насколько успешно была решена поставленная задача, можно судить по виду деформационных диаграмм (легкое скольжение во всей области пластического течения), а также по расположению линий скольжения и ямок травления в продеформированных образцах.

Линии скольжения на поверхностях продеформированных образцов изучались под микроскопом при небольшом увеличении. На верхней и нижней поверхностях образцов наблюдались четкие параллельные линии, являющиеся следами плоскостей скольжения (III) на соответствующие поверхности. Присутствие других линий, соответствующих вкладу побочных систем скольжения, обнаружено не было. Отсутствовали также линии скольжения на других поверхностях образцов. На рис.14 представлена фотография линий скольжения на вогнутой поверхности образца, изогнутого в ориентации о(/ -изгиба до радиуса 4 см. Несколько образцов было продеформировано при небольшом отклонении от выбранной ориентации (порядка 3°). На выпуклой и вогнутой поверхностях этих образцов наблюдались линии побочной системы скольжения. Соответствующие диаграммы деформации характеризуются значительным упрочнением. На нескольких образцах перед деформацией делался плоский срез под углом 45° к плоскости (112). После деформации на этом срезе наблюдались параллельные полосы скольжения, соответствующие проекциям плоскостей скольжения (III) на это сечение.

Распределение ямок травления исследовалось в сечениях (III) и (III). В сечениях (III) взаимное расположение ямок травления существенно зависит от расстояния до нейтральной поверхности. На больших расстояниях от нейтральной поверхности, где тангенциальные напряжения максимальны, ямки травления имеют тенденцию выстраиваться вдоль следов плоскостей скольжения основной системы (рис.15а). По мере приближения к нейтральной поверхности ямки травления постепенно перестраиваются в полигональные стенки, перпендикулярные плоскостям скольжения (рис.156). У образцов, продеформированных в ориентации cb -изгиба полигонизация выражена более четко. В сечениях (III) ямки травления расположены хаотично. Плотность ямок травления в этих сечениях меньше плотности ямок травления в сечениях (III) на 1,0 - 1,5 порядка, что

Рис.14. Линии скольжения на вогнутой поверхности образца, изогнутого в ориентации ж-изгиба до радиуса 4 см.

Рис.15а. Распределение яыок травления в сечении (III) на большом расстоянии от нейтральной поверхности. X - изгиб. = 6 сы.

Рис.156. Распределение яыок травления в сечении (III) вблизи нейтральной поверхности, изгиб. % = 6 см. и следовало ожидать, так как основная масса ямок травления в сечениях (III) соответствует дислокациям побочных систем скольжения.

При изучении распределения плотности дислокаций в объеме изогнутого кристалла обращалось особое внимание на выявление возможных локальных неоднородностей в распределении дислокаций, могущих существенно исказить результаты электрических измерений на пластически изогнутых образцах . Как указывалось выше, для этой цели пространство образца между внутренними ножами разбивалось на 80 элементарных ячеек, в каждой из которых производилось измерение плотности ямок травления в сечении (III). Наше исследование показало, что плотность ямок травления, соответствующих дислокациям основной системы скольжения, изменяется от ячейки к ячейке, но по величине эти флюктуации никогда не превосходят 100%, что сравнимо с локальными флюктуациями в распределении легирующих примесей в . при усреднении по нескольким соседним ячейкам флюктуации быстро сглаживаются до незначительной величины, уступая место плавному изменению средней плотности дислокаций, отражающему особенности процесса пластического изгиба. В частности, плотность дислокаций у нейтральной поверхности образца всегда несколько меньше по сравнению с соответствующими значениями у верхней и нижней поверхностей образца. Максимащьное изменение плотности дислокаций в направлении,перпендикулярном нейтральной поверхности, не превосходит +15%. Изменения средней 9 плотности ямок травления вдоль образца в направлении, перпендикулярном поверхностям ножей устройства для изгиба, как правило, не превосходят 30% и хорошо коррелируют с измеренным распределением значений локальной кривизны изогнутого кристалла. У отдельных образцов, однако, данная неоднородность достигает +50% и больше, что, по-видимому, обусловлено предысторией кристалла. Последнее обстоятельство приводит к необходимости предварительного отбора изогнутых образцов, предназначенных для измерения электрических свойств.

На рис.16 даны результаты сопоставления значений средней плотности ямок травления восьми образцов (четыре^ -образца и четыре £ -образца), изогнутых до различных радиусов кривизны, с соответствующими значениями плотности дислокаций, вычисленными по формуле Ная [18], связывающей значение радиуса кривизны пластически изогнутого образца со значением средней плотности дислокаций в нем: 1 где & - вектор Бюргерса, ~ радиус кривизны образца,Чр- угол между плоскостью скольжения и поверхностью образца до деформации.

Усреднение числа ямок травления производилось по всему объему образца. В качестве экспериментальных значений радиусов кривизны использовались значения, полученные усреднением по пяти локальным радиусам каждого из образцов. Как видно из рисунка, обе группы значений плотностей согласуются в пределах ошибок измерений. Существенно, что это обстоятельство не зависит от типа изгиба, то есть от типа основных дислокаций в образце. Данный результат позволяет предположить, что формула Ная раздельно применима к обоим типам краевых дислокаций, реализующихся в кристаллах и что травитель СР-4М одинаково эффективен при их выявлении. В данном пункте наши результаты существенно противоречат выводам работы Бэлла и Виллоби [1б], что возможно объясняется различиями в условиях экспериментов. Вывод, что травитель СР-4-М выявляет в все оО -дислокации и только приблизитель

Рис.16. Зависимость плотности ямок травления от радиуса кривизны изогнутого образца. Сплошная кривая рассчитана по формуле Ная. Д/г- тип,е6- изгиб; А тип, изгиб; о р - тип, оО - изгиб; • р- тип, £ - изгиб. Л- средний радиус изгиба; ^р - средняя плотность ямок травления. но половину ^р -дислокаций был получен авторами указанной работы на образцах З/гБб , про деформированных при температуре 270°С и затем отожженных при температуре 512°С в течение 7 суток.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Краснов, Аркадий Петрович, 1984 год

1. Маделунг 0. Физика полупроводниковых соединений элементов Ш и У групп. - М.: Мир, 1967, -477 с.

2. Phillips J.С. The chemical bond and solid-state physics. -Physics today, 1970, v.23, U2, p.23-30.

3. Gatos H.C., Lavine M.C. Characteristics of the 111 surfaces of the III-V intermetallic compounds. Journal of the electrochemical society, 1960, v.107, N5, p.427-432.

4. Хирт Д., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972, с.599.

5. Осипьян Ю.А., Федяев Ю.И., Шевченко С.А. Влияние дислоквций на электрические свойства кристаллов антимонида индия. -ЮТФ, 1968, т.54, № 6, с.1706-1714.

6. Bell R.L., Latkowski R., Willoughby A.I1. The effect of plastic bending on the electrical properties of indium antimonide parts. J.Materials Sci., 1966, v.1, p.66-78a

7. Baitinger U., Amdt J., Schnepf D. The electrical properties of plastically bent p-type indium antimibnide between 50 and 200°K.- J.Materials Sci., 1969, v.4, p.396-404.

8. Read W.T. Theory of dislocations in germanium. Phil. Mag. 1954, v.45, p.775-796.

9. Read W.T. Stalistics of the occupation of dislocation acceptor centers. Phil.Mag. 1954, v.45, p.1119—1128.

10. Read Y/.T. Scattering of electrons by charged dislocations in semiconductors. Phil.Mag. 1955, v.46, p.111-131.

11. XX. Duga J.J. Plastic bending of InSb.- J.Appl.Phys. 1962, v.33, p.169-167.

12. Broudy R.M. The electrical properties of dislocations in semiconductors. -Adv.Phys., 1963, v.12, p.135-184.

13. Bell R.L., Willough by S.P.W. The effect of plastic bending on the electrical properties of indium antimonide, part 2. J.Materials Sci. 1970, v.5, p.198-217.

14. Gatos H.C., Finn M.C., Lavine M.C. Antimmny edge dislocations in InSb. J.Appl.Phys. 1961, v.32, p.1174-1175.

15. Осипьян Ю.А., Фвдяев Ю.И. О донорном действии дислокаций в InSb . Письма в ЖЭТФ, 1969, т.9, fe I, с.37-39.1., Bell R.L., Willoughby A.P.W. Etch-pit studies of dislocations in indium antimonide. J.Materials Sci., 1966, v.1, p.210-228.

16. Venables J.D., Broudy R.M. Dislocations and selective etch pits in InSb. J.Appl.Phys., 1958, v.29, N7, p.1025-1028.18. ^уе J.P. Some geometrical relations in dislocated crystals. Acta Metallurgica, 1953, v.1, p.153-162.

17. Кабанов Ю.П., Краснов А.П. Некоторые характеристики дислокационной структуры в пластически изогнутых монокристаллах- ФТТ, 1977, т.19, № 9, с. 1676-1680.

18. Краснов А.П., Осипьян Ю.А. Влияние пластического изгиба на электрические свойства монокристаллов р- CfhSfe . ФТТ, 1978, т.20, Ш 6, с.1773-1778.

19. Краснов А.П., Осипьян Ю.А. Акцепторное действие пластического изгиба в монокристаллах 3)г S& И.-типа. ФТТ, 1979, т.21, Ш 3, с.735-742.

20. Краснов А.П., Осипьян Ю.А. Влияние пластической деформации на электрические свойства монокристаллов Зи S&. Тезисы докладов 111 Всесоюзного совещания "Дефекты структуры в полупроводниках", Новосибирск, 27-29 ноября 1978 г., т.1,с.58.

21. Краснов А.П., Осипьян Ю.А. Влияние пластической деформации на электрические свойства монокристаллов р-типа при высоких скоростях деформации. ФТТ, 1980, т.22, № 2,с. 483-489.

22. Henneke H.L. Comment on "Polarity effects in InSb.

23. Alloyed p-h ¿unctions. J.Appl.Phys., 1965, v.36, p.29672968.

24. Абессонова JI.H., Добровольский B.H., Шарких Ю.С., Фролов А.С., Шик А.Я. Об интерпретации результатов холловских измерений в неоднородных полупроводниках. ФТП, 1976, т.10, с.406-408.

25. Еременко В.Г., Никитенко В.И., Якимов В.Б. Зависимость электрических свойств кремния от температуры пластической деформации и отжига. ЖЭТФ, 1977, т.73, C.II29-II39.

26. Еременко В.Г., Никитенко В.И., Якимов Е.Б., Ярыкин Н.А. Донорное действие дислокаций в монокристаллах К- Si . -ФТП, 1978, т.12, с.273-279.

27. Хилсум К., Роуз-Инс. Полупроводники типа АщВу. МЛ. М., 1963, с.177.

28. Краснов А.П., Осипьян Ю.А. Влияние дислокаций на концентрации и подвижности легких и тяжелых дырок в монокристаллахр-типа при 77,4К. ЖЭТФ, 1981, т.81, №4(10), с.1362-1376.

29. Champness С.Н. Interpretation of the transverse magnetoresistance in p-type indium antimonide at liquid nitrogen temperature. Phys.Rev.Letters, 1958, v.1, 1112, p.439

30. Киттель Ч. Квантовая теория твердых тел. М.: Наука, 19^" с.319.

31. Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах. -М.: Мир, 1971, 470 с.