Дефектоутворення в плiвках халькогенiдiв свинцю i олова пiд впливом радiацiйного опромiнення тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ їм, Ю.ФЕДЬКОВИЧА

На правах рукопису

САЛІй Ярослав Петрович

ДЕФЕКТОУТВОРЕННЯ В ПЛІВКАХ ХАЛЬКОГЕНІДІВ СВИНЦЮ І ОЛОВА ПІД ВПЛИВОМ РАДІАЦІЙНОГО ОПРОМІНЕННЯ

Спеціальність 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

ЧЕРНІВЦІ - 1994

Дисертацією е рукопис

Робота виконана в Прикарпатському університеті їм .В .Стефаника н. Івано-Франківськ

Науковий керівник- кандидат фізико-математичних наук,

професор ГАЛУЩАК МАР'ЯН ОЛЕКСІЙОВИЧ, Науковий консультант заслужений, діяч науки і техніки України, доктор хімічних наук, професор ФРЕ1К ДМИТРО МИХАЙЛОВИЧ.

Офіційні опоненти: лауреат державної премії України,

доктор фізико-математичних наук ДМИТРУК МИКОЛА ЛЕОНІДОВИЧ; доктор фізико-математичних наук ЗАЯЧУК ДМИТРО МИХАЙЛОВИЧ

Провідна установа - львівський державний університет їм. І.Франка. ,

Захист відбудеться "-¿в" О'/ 1994 р. о 15 год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 068.16.01 в Чернівецькому держуніверситеті :

(274012 н. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Чернівецького держуніверситету

(274012 м. Чернівці, вул. Л. Українки, 23).

Автореферат розісланий "■<?/" ¿7-5______1894 р.

Вчення секретар спеціалізованої вченої ради

КУРГАКЕЦЬКИй Н.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Найбільш важливі електронні властивості вузькощілкнних напівпровідників дуїхе чутливі до характеру 1 кощентрації різного роду дефектів кристалічної гратки. З особливою гостротою це відкоситься до напівпровідників групи А^В71, які мають ряд унікальних властивосте«, що сприяє їх застосуванню як для модельних досліджень, так 1 в практиці, оосхзливо для виготовлення приймачів іч-випромінювання спектрального діапазону 3-50мкм. Виоока потужність джерел випромінювання на основі сполук халькогенідів свинцю 1 олова дозволяв використовувати їх у швидкодіючих спектрометрах для контролю складу атмосфери, в молекулярній спектроскопії, в системах кос-

ИІЧНОГО ЗВ'ЯЗКУ і т.д.

Розвиток сучасних напівпровідникових технологія, таких як формування плівкових структур, лазерний відпал, і радіаційні методи легування (радіаційні дефекти, трансмутаціяна імплантація, радіаційно стикудьовака дифузія) 1 ядерна енергетика приводять до необхідності розуміння природи 1 властивостей радіа-ціяннх дефектів, процесів їх утворення, а такой впливу на концентрацію і рухливість вільних носіїв заряду.

Нззваааючи на значну кількість літератури з теоретичного і експериментального дослідження дефекггної підсистеми халькогенідів свинцю і олова, процеси генерації і кінетики радіаційних дефектів не одераали налеиного розгляду, а відомості про зарядовий стан 1 енергетичні рівні дефектів носять пошуковий характер/ . '

' Крім того, ніде рзніне не проводилось системного дослідження впливу альфа-ооромінення на структурні і електричні параметри плівок халькогенідів свинцю і олова з метою керування їх властивостям.

Виде викладене свідчить про актуальність виораної теми як з точки зору розробки науково обгрунтованих методик радіаційного легування епітаксіяних парів аі7в’гі з метою одержання необхідних параметрів, так і розуміння фізюсо-хімічних процесів, що відбуваються у плівковому матеріалі під впливом радіаційного опромінення.

Мета роботи. Теоретичне 1 експериментальне дослідження впливу технологічних факторів - умов вирощування,радіаційної1 термічної обробок - на процеси утворення власних' дефектів 1 електричні параметри епітаксійних шарів халькогенідів свинцю і олова, одержаних з парової фази методом гарячої стінки.

Для досягнення поставленої мети розв'язані наступні задачі:

- освоєно 1 практично реалізовано спосіб вирощування плівок з парової фази методом гарячої стінки, їх радіаційне опромінення виоокоенергети'':ними альфа-частинками, Ізохронний 1 ізотермічний відпал, машинне моделювання фізичних процесів, статистична обробка результатів експерименту; ,

- вивчено вплив технологічних факторів вирощування на структуру і електричні властивості плівок, розробка фізико-хімічного механізму процес?з їх випаровування і конденсації;

- досліджено залежності електричних і структурних параметрів у

напівпровідниках групи від потоку опромінення альфа-

частинками, встановлено механізм радіаційного дефектоутворен-ня, змоделювано зміщеня атомів у дефектних кристалах;

- встановлено закономірності зміни електричних і структурних параметрів плівок при їх ізохронному 1 ізотерміченому відпалах.

Методика експерименту. Для виконання поставлених задач проведено комплексні дослідження з залученням насгупнмх технологій і методик: .

- вирощування епітаксійних шарів з парсзої фази методом гарячої стінки;

- радіаційного опромінення плівок альфа-частинками густиною потоку Б-І07см'2с'1 1' енергією ~БМеВ;- ізотермічного (до І року) і Ізохронного (в інтервалі температур 300.. .450К) відпалу плівок у вакуумі 1 на повітрі;

- вивчення структурної досконалості епітаксійних шарів методом двокристальної спектрометрії;

- визначення електричних параметрів плівок компенсаційним методом в постійних електричних і магнітних полях;

- статистичної обробки результатів експерименту.

Наукова новизна виконаних досліджень

1. Процеси вирощування, радіаційної і термічної обробок епітаксійних шарів халькогенідів свинцю і олова описано єдиною моделлю френкелівських пар в катіонній і аніонній підгратках.

2. Рівнянням неперервності для концентрації дефектів описано зміну в часі електричних параметрів плівок РЬЗе, РЬТе, БпТе як при радіаційному, так 1 при термічному впливові.

3. Запропонований двопроцеоовия механізм ізохронного 1 ізотермічною відпалів радіаційних дефектів, індукованих високоенергетичними електронами, протонами і альфа-частинками в плівках халькогенідів свинцю і олова.

4. Розраховано енергетичні втрати альфа-частинки і концентрацію утворених радіаційних дефектів в плівках халькогенідів свинцю 1 олова. Знайдено розподіл радіаційних дефектів у плівках при опроміненні Іх ізотропним потоком альфа-частинок.

5. Методами молекулярної динаміки промодельовано структур-

ні порушення, викликані власними дефектами у монокристалах халькогенідів свинцю у випадку врахування взаємодії між наибли-щтн атомами. .

Практична значимість роботи

І. Визначено температурно-часові інтервали стабільності структури і електричних параметрів плівок монохалькогенідів свинцю і олова після.,- їх радіаційного опромінення альфа частинками.

. 2. Програми для розрахунку на ЕОМ електрофізичних і струк-

турних параметрів в залежності від складу зразка, інтегрального потоку опромінення, часових 1 температурних характеристик ізохронного і ізотермічного відпалів у вакуумі для епітаксійних шарів на основі селеніду свинцю, телуриду свинцю 1 телуриду олова при аЛьфа-опроміненні.

3. Спосіб визначення профілю розподілу радіаційні« дефектів у плівках при опроміненні ізотропним потоком альфа частинок.

4. Рекомендації для створення різкого р-п переходу з урахуванням профілю розподілу радіаційних дефектів індукованих альфа-частинкама 1 інверсії типу провідності у плівках р-типу на певній глубині 1 при певному значенню потоку опромінення.

На захист виноситься:

1. Фізико-хімічне обгрунтування зарядового стану власних

точкових дефектів халькогенідів свинцю і олова‘ь підгратці металу (вакансія <зинцю - двократний акцептор, міжвузловиннм свинець - однократний донор). . ,

2. Генераціяно-рекомізінаційний механізм утворення і накопичення радіаційних дефектів у плівках халькогенідів свинцю 1 олова при їх опроміненні альфа-частинками.

3. Закономірності зміни електричних параметрів плівок від інтегрального потоку опромінення альфа-частинками.

4. Двопроцеоовия мехалізм ізохронного відпалу у плівках халькогенідів свинцю та його обгрунтування.

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались на: 27 засіданні Воеооюзного постійного семінару “Моделирование на ЭВМ процэссов в неметаллических материалах" (Одеса, 1988р.), Міжнародній конференції "The material research modeling" (Львів, 1990р.), XII Всесоюзній конференції "Физика и технология тонких полупроводниковых пленок” (Івано-Франківськ, 1990р.), III Воеооюзній конференції "Материаловедение халькиге-нвдных полупроводников'' (Чернівці, 1990р.), XXI, XXII Всесоюзних нарадах по фізиці взаємодії заряджених частинок з кристалами (Москва, 1991, І992р), V Українській конференції “ Фізика і технологія тонких плівок складних напівпровідників" (Ужгород, 1992р.), X Науковій конференції "Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях" (Москва, 19Э2р.), IV Міжнародній конференції "Фізика і технологія тонких плівок" (Івано-Франківськ, 1993р.). Першій українській конференції "Структура 1 фізичні Властивості невпорядкованкх систем" (Львів, 1993р.).

Публікації. По матеріалах дисертації опубліковано 29 праць, список яких приведений у кінці автореферату.

Структура і об’єм дисертації

Дисертація складається із вступу, п’яти розділів, списку літератури з 181 найменування. Повний об’єм роботи, який включає 3S рисунків 1 25 таблиць, складає 149 сторінок машинописного тексту. Робота закінчується загальними висновками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обумовлено актуальність теми, наукова новизна 1 практична значимість проведених досліджень, визначено мету дисертаційної роботи 1 основні положення, що виносяться до захисту.

Перший розділ присвячено огляду фізмко-хілічних властивостей сполук групи А1УВ^. Особливе місце відведено характеристиці електричних і структурних властивостей плівок монохалькоге-нідів свинцю 1 олова, одержаних методом гарячої стінки.

Виконано огляд літературних даних по радіаційному опроміненню сполук А1 Vі. а саме приведено інформацію про вплив опромінення електронами, протонами, іонами різних атомів і гамма-квантами на властивості кристалів і плівок халькогенідів свинцю і олова. Відмічено, що не зважаючи на теоретичні дослідненя зарядового стану власних точкових дефектів, їх результати не застосовуються для пояснення комплексу експериментальних залежностей з радіаційної і термічної обробок плівок. Також не одержано достатнього обгрунтування зміни структурних параметрів при дефектоутворенні.

На основі проведеного аналізу у кінці розділу сформульвані основні задачі, які розв’язуються у даній роооті.

У другому розділі описан J спосіб вирощування плівок з парової фази методой гарячої стінки, методики опромінення їх альфа-частинками, Ізотермічного і ізхронного відпалів, деталізовано иетодики дослідження структурних і електричних параметрів плівок; а також методику статистичної обробки результатів експерименту.

В якості вихідного матеріалу для синтезу кристалів використано свинець ОВЧ “СООГО”, олово ОВЧ “СООО", телур изрки “Экстра", селен ОСЧ 2^-4. Для вирощування плівок застосовано нетод гарячої стінки, перевагою якого у горівнянні з іншими квазірівнсвашними методами в максимальне наближення умов росту до рівноважних. Система для ралізаци цього методу складається з реактора для випаровування з резервуарами основного і легуп-чого матеріалу, стінки, що підігрівається, нагрівника підкладки , системи автоматичного керування тєхнолої ічними температурами. У якості підкладок використовувались свіжі сколи кристалів

ВаГ2 по площині (III), поліамідна стрічка шл-і. наважками служили синтезовані по методу Бріджмена*1 полікристалічні зливки заданого складу. '

Для радіаційного опромінення плівок використовувалась установка А0ІС-І7Б з радіонуклідним джерелом альфа-вшромінювання 238Ри. Енергія альфа-частинок складала 4.5 - 5МеВ, а густина потоку частинок - 2- Ю^см'^с'1.

Структурні параметри плівок (розміри областей когерентного розсіювання (ОКР), неоднорідність міятлощинних відстане» - мік-родеформадія г=<дсі/с1>. кутова розорієнтація а) визначались з дифракційних спектрів, одержаних на двокрнстальному спектрометрі, змонтованому на базі установки ДРОН-3. Сталу гратки визна-

. о

чали модефікованим методом Бонда з точністю д^-О.ООіА.

вимірювання електричних характеристик шарів проводили потенціометричним способом у постійних електричних і магнітних полях за стандартною методикою. Експериментальні результати апроксимувались за методом найменших квадратів теоретичними залежностями. Пошук мінімуму суми квадратів відхилень здійснювався з допомогою методу багатомірноі оатимізації - комплекс-метиду. Теоретичні розрахунки і машинне моделювання проводили на ІВМ РС/АТ. '

Третій розділ присвячення викладу результатів вивчення закономірностей зміни електрофізичних і структурних власгивос-те« епітаксіяних шарів АІ',ВУІ в залежності від технологічних ' факторів при вирощуванні з парової фази методом гарячої стінки.

Встановлено характер зміни параметрів кристалічної структури епітаксіяних шарів у залежності від температури осадження “ (Тд) і випаровування матеріалу <Т^). Показано, що підвищення температури підкладки в інтервалі Т{1=420-560К приводить до збільшення розмірів монокристалічних блоків (Ь) і областей когерентного розсіювання, а також до зменшення величини мозаїчності (&) і рівня неоднорідної мікродеформації в тарах, з високою структурною досконалістю (Ь-ісАчкм. одержується

шари при наступних умовах вирощування: Ти=583К, Ти=8йЗК для РЬбе. Збільшення температури осадження до ти>ьшк обумовлює

Автор вдячний Старику П.М. за надані синтезовані кристали.

- У -

погіршення структурних характеристик плівкового матеріалу Ліри підвищенні Тв умови росту відхиляються від рівноважних, у результаті чого спостерігається погіршення структури шарів.

Досліджено валив температури осадження і парціальних тисків парів металу і халькогену на електричні характеристики шарів селен іду і телуриду свинцю. Так, наприклад, для т>е при збільшенні температури конденсації у діапазоні т^-ііЮ-в^ок. зменшується концентрація електронів у аразклл, йідсуиаїггь'л інверсія типу провідності з п на р (при Тп=ь-дж; і спостерігається наступний ріст концетрації дірок, виявлено, що шари, одержані в області термодинамічної інверсії типу провідності, мають мінімальну концентрацій (п~іиі7см'3) і максимаьну рухливість (и77=4-І04см2/В-с>. Застосуванням додаткового джерела халькогену 1 металу показана можливість ефективного керування типом провідності 1 електричними параметрами плівкового матеріалу .

З метою кількісного пояснення експериментальних залежностей концентрації косіив заряду в шарах халькогенідів свинцю від температури підкадки, випаровування, а також парціального тиску пари халькогену використано модель кристалохімічних реакція. Через константи квазіхімічних реакцій і парціальний тиск пари халькогену одержано аналітичні вирази для концентрації носіїв заряду 1 температури підкладки ‘і'*г що відповідає вирощуванню плівок в області п~р-- переходу.

' Вперше вдалось одеряати практичне співпгдання розрахункових 1 експериментальних значень концентрації носіїв заряду і температур термодинамічної інверсії типу провідності Т^ у випадку використання моделі дефектів у катіонній підгратці: однократній донорів - міивузловинних атомів свинцю і двократних акцепторів - вакансія свинцю.

Як експериментальні, гак 1 теоретичні результати підтверджують, що зі збільшення!! як температури вирощування, так 1 парціального тиску халькогену відбувається переважаюче утворення, дефектів у підгратці иеталу. Підвищення же температури випаровування приводить до зміщення п-р - переходу в сторону більших значень Тп. Ця обставина зумовлена тин. що високим Тв відповідає збільшення ступеня дисоціації молекул сполуки і підвищення

парціальних тисків компонент, що приводить до оільш ефективного індукування міжвузловкнних атомів металу у порівнянні з його ' вакансіями в катіонній підгратці. з ростом парціального тиску пари селену при постійних ти і 1м відбувається зменшення

концентрації електронів, реалізація термодинамічного п-р - переходу і наступне збільшення концентрації дірок. Так само, як 1 підвищення Тд, збільшення Руе приводить до переважаючого утворення дефектів у підгратці металу. Збільшення температури випаровування наважки приводить до того, що інверсія типу провідності відбувається при більш високих тисках пари халькогену.

У четвертому шалілі досліджено і пояснено електричні 1 структурні зміни в шарах селеніду свинцю, телуриду свинцю 1 олова опринінинил, рівними інтегральними пишками (до І013см~г> альфа-частинок.

На основі досліджень за методом Віньярда моделі кристалу АІ?ВУІ з ГЦК-гратков одержано гістограми зміщень міжплощннних відстаней для дефектних крисплів з вакансіями, міжвузловинними атомами і френкелівськкми парами. Розглянуто залежності зміщень максимі іду розподілу мит лощини их відстаней від концентрації ’ дефектів. .

Моделювався кристаліт розміром 9-8-9 половинок сталої

гратки з потенціалом міжатомної взаємодії Ленарда-Джої.са з ем-

■ ' ■ ' 0 ' ■ . піричнмми параметрами <с=0,02еВ і с=3.86А. Розраховано гістогра-.'

ми міжплощинних відстане». Виявлено, цо крім ьлщення основного максимуму розподілу при збільшенні концентрації дефектів спостерігаються додаткові сателіти, причому при малих концетраціях» дефектів обох типів вони спостерігаються з обох сторін від основного максимуму. При збільшенні концентрації дефектів по одному сателіту починає зникати. Приведено розрахункові залежності відносної зміни сталої гратки від концентрації дефектів, які описуються степеневою функцією Ла/а=(М/Ни)*'. ВИЯВЛЯЄТЬСЯ, ЩО Н, , в Цій залежності дорівнює концентрації комірок розміром в одну сталу гратки і не залежить від типу дефектів, а показник г> для Френкелівськоїпари (3.8-о.9) дорівнює середньому значенню показників для вакансій і міжвузлавинних атомів (і.в-и.і 17*1 відповідно). Для вакансія 1 френкелівських пар приведена функ-

дія береться зі знаком мінус.

Для перевірки цього моделювання виконано порівняння з експериментальними дослідженнями структурних змін у плівках халь-когенідів свинцю і олова при альфа-опроміненні. Виявилось, що зміна параметру елементарної комірки від потоку опромінення добре описується залежністю дл/л=(ФУФа)1', причому найбільше значення р=і.8-0.1 відповідає РЬбе, а найменше і>=0.15-0.07

- РізТе. Представляється ие випадковою подібність одержаних теоретичних і експериментальних залежностей. Для доказу цього використано експериментальні дані зміни параметру сталої гратки від концентрації, дефектів одержані Іншими авторами з вирощування плівок і Імплантації власними складовими.

При експериментальному дослідженні кристалічної структури приповерхневих шарів радіаціяно-опромінених плівок РЬТе спостерігались дода""юві піки в області брегівських кутів для непору-шеного кристалу при відбиванні від площини (III), як 1 передбачалося модельними розрахунками . Крім цього, згідно динамічної теорії дифракції рентгенівських променів, вказані осциляції обумовлені наявністю градієнту механічних напруг, викликаних радіаційними дефектами. При ізотермічному відпалі ці піки зникають. Запропоновано спосіб сліп ставлення гістограм розподілу мішлощинних відстаней 1 дифрі.;ціяних кривих на основі використання передавальної функції приладу (формули Вульфа-Брега).

значна частина розділу стосується досліджень залемностея електричних парметрів плівок халькогенідів оинцп і олова від інтегрального потоку при альфа-опроміленні. У плівках Рійе р-типу провідності при збільшенні потоку опромінення спостерігається зменшення концентрації дірок, при деякому значенні потоку відбувається інверсія типу провідності 1 подальший ріст концентрації електронів. У плівках з початковим п-типом провідності (РЬВе, Рйїе) концентрація електронів при опроміненні зростає. При збільшенні потоку альфа-частинок у плівках р-Зпїе збільшується концентрація дірскс.

З мето» уточнення природи радіаційних дефектів у плівках А^В71 при опроміненні альфа-частинками виконано порівняння експериментальних потокових залежностей концентрацій носіїв заряду в них з результатами теоретичних розрахунків згідно ге-

нераційно-рекомбінаційної моделі, в основі модельних припущень лежать наспупні положення: зміна концентрації носіїв заряду являє собою лінійну комбінацію зміни концентріції френкелівсь-ких пар у підгратках халькогену і металу; зміни різниці концентрації дефектів френкелівської пари не відбувається.

Для знаходження зміни концентрації дефектів в плівках халькогенідів свинцю при альфа опроміненні розв'язуються наступні дифереиційні рівняння, наприклад, для селеніду свинцю:

сії Ур£]/<Н=С*>-кІ)рЬ( (РЬ+11,

<»у^]/аі=м5е[у+|]Г5Є01},

де 0 - коефіцієнт генерації власних дефектів, *> - густина потоку альфа-частинок, я - коефіцієнт рекомбінації, - коефіцієнти дифузії свинцю 1 ]\.е - олова. Зміна концентрації дефектів у телуриді свинцю описується аналогічно, для телуриду олова зарядовий стан вакансій тел; ,)у рівний 2". Одержано аналітичні вирази, що описують зміну концентрації носіїв заряду в залежності ьід потоку опромінення з виходом на насичення. Співсгав-ляючи табличні значення коефіцієнтів дифузії і одержані у результаті апроксимації експериментальних даних, виявили деяку розбіжність, яку узгодили через, відношення часу опромінення і всього часу на одержання однієї експериментальної точки. :

Для одержання первиної інформації про і.рофіль розподілу електричноактивних дефектів у плівках халькогенідів свинцю при альфа-опроміненні вперше застосовано метод, зв’язаний з вимірюй ванням об'ємного опору плівок різної товщини. Показано, що експериментальні результати описуються гаусовим розподілом дефектів у матеріалі при плоскопаралельному потоці альфа-частинок з урахуванням ізотропності випромінювання плоского джерела. Середня глибина максимуму розподілу для плівок РВ5е асадає І2мкм при стандартному відхиленні нормального розподілу е^І.бмкм. З урахуванням розрахунку профілю радіаційних дефектів у плівках при опроміненні альфа-частинками розроблено рекомендації до виготовлення різких р-п - переходів.

П'ятиа розділ присвячений вивченню закономірностей 1 теоретичному обгрунтуванню зміни електричних 1 структурних властивостей радіаційно опромінених епітаксіяних шарів халькогенідів свинцю і олова при ізохронному і Ізотермічному відпалі на повітрі 1 у вакуумі. Виконано моделювання ізотермічного відпалу, який відбувається шляхом рекомбінації вакансія і міжвузловинних атомів у випадку однакової 1 різної їх кількості для двох складових бінарної сполуки. На основі рекурентних формул одержано зручніш для досліджень аналітичнім вираз для ізохронного відпалу. Встановлено змінюваність температури максимальної зміни концетрації т* від зовнішніх факторів процесу відпалу 1 від початкових параметрів зразків.

Важливим результатом моделювання ізохронного відпалу шляхом рекомбінації френкелівських пар в обох підгратках бінарної сполуки є одержання залежностей концентрації носіїв заряду від температури відпалу, що носять немонотонния характер. Амплітуди локальних екстремумів концентрації носіїв заряду від температури ізохронного відпалу залежать від коефіцієнтів дифузії дефектів і від росміру області їх рекомбінації.

Ці залежності застосовано для аналізу експериментальних даних Ізохронного відпалу .напівпровідників РЬ^^п^Те після протонного і електронного опрсмінекня. У результаті апроксимації експериментальних точок концентрації носіїв заряду від температури відпалу одержано значення параметрів реакції 1 енергії активації процесів. Середнє значення енергії активації дифузії вакансії телуру Ej~I.20-0.05eB, а для вакансія свинцю Е20.35'0.05еВ. ці дані близькі до значень, одержаних іншими авторами іншими методами.

Вивчався ізохронний' відпал у вакуумі у межах ЗСЮ-4Б0К радіаційних дефектів у плівках халькогенідів свинцю, опромінених альфа-частинками. На деяких зразках, у я”их при опроміненні відбулася інверсія типу провідності з р- на п-тип, під час відпалу при температурі ~400К спостерігається Інверсія з п- на р-тип. Крім цього, на залежностях концентрації носіїв заряду від температури спостерігаються екстремуми, що, як вже відзначалось пояснюються протіканням одночасно дьох процесів, які дають зворотні ефекти щодо концентрації ііосіїв заряду. Встанов-

лено, що відпал характеризується реакціями другого порядку. для. енергій активації відпалу в телуриді олова одержано значення близькі до значень розрахованих при відпалі плівок і1 о, ^ііуїе, опромінених протонами і електронами. Елергії активації процесу відпалу плівок їЬ5е наступні ех=1 .оа^о.иьев для ордену і 1^2-0.83-0. ОЕеВ для СВИНЦЮ. '

Зміну величини сталої гратки при ізотермічному відпалі <Т=ЗООК) на повітрі протягом одного року спостерігали на опромінених альфа-частинками плівках халькогенідів свинцю і олова. Експериментальні точки для Нйе дооре описуються ек.иіуккаді.і-ними залежностями з параметром характерного часу т=шьс, ¡чи приблизно відповідає часу дифузії вакансій свинцю у розмірах об'єму ІСГІ8см3. який припадає на один дефект, на основі цього зроблено висновок про рекомбінаційний характер відпалу радіаційних дефектів.

Кожний розділ закінчується висновками з викладеного матеріалу; а вен робота - загальними висновками, дальше слідує спи. сок цитованої літератури.

, ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

1. Запропоновано квазіхімічнии механізм випаровування і конден-

сації у вакуумі монохалькогенідів свинцю, показано, що при вирощуванні плівок АІ7вта з парової фази переважаючими дефектами являються вакансія металу (двозарядний акцептор) 1 міжвузловим-. ний метал (однозарядний донор). . ‘

2. Методом динамічного моделювання впливу точкових дефектів на параметр елементарної комірки показано, що вакансії і френке-. лівські пари приводять до зменшення, а міквузловюші атоми - до збільшення сталої гратки, зменшення параметра гратки т>е,- їте і ЗпТе за умов опромінення їх альфа-частинками можна пояснити як вакансіиним, так 1 френкелівським дефектоутворенням.

3. Вивчено вплив опромінення альфа-частинками на структуру і електричні параметри плівок селеніду свинцю п- і р-типу, а таком п-РЬГе 1 р-БпТе. Встановлено, що в Ріїїе і РОТе опромінення приводить до переважаючого утворення донорнмх центрів. а в ьиїе -акцепторных.

4. На основі кінетичпи:« рівнянь зміни кондетрації дефектів

одержано аналітичний вираз для концентрації носіїв заряду в плівках Авід потоку зльфа-опромінення. Співставленням експериментальній 1 розрахункових ¡залежностей визначено коефіцієнти генерації та дифузії точкових дефектів і розміри області їх рекомбінації.

5. Встановлено взаємовідповідність мім розподілом електрично-активних радіаційних дефектів по товщині плівки. Визначено параметри розподілу дефектів в плівках р-PbSe при опромінені їх Ізотропним і-утоком альфа-частинок. Показано, що профіль розподілу дефектів мае немонотонниа характер з різким крпм.

G.Запропоновано двопроцеетеия дифузілно-рекомсінаційний механізм відпалу радіаційних дефектів у плівках халькогенідів свинцю і олова. Промодельовано зміну залежностей концентрації носіїв заряду від технологічних параметрів відпалу 1 властивостей плівок. На основі експериментальних даних визначено енергії активації процесів відпалу дефектів.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ОПУБЛІКОВАНІ У РОБОТАХ

1. Образованна радиационных дзфектов.в шинках PbSe при оолучении альфа-частицами./ Фреик д.м., Сайта Я.П., Межиловская Л.И., Собкович Р.П.. Школьный А.К., Огородник Я.В.// Физика и техн. полупроводников.- 198Э.- T.23.NG.- C.I0I5-I0I8.

2. Электрические свойства пмдаристзляаческих шшок PbSe при облучений их альфа-частицами./ Фреик Д.М.. Школьный А.К., Садиа Я.П., Остапчук А.й., Межиловская Л. И., Ткачук P.S.// Украинский физический журнал,--I98rJ.- Т.34,N9.- С.І392-І393.

3. вплив' альфа-опроміиеиня на електричні властивості

монокристалічних шарів халькогенідів свинцю./ Фреік Д.М., Остапчук А.І., Салія Я.П.. Школьниц А.К.., Межиловська Л.й.//Вісник львів. унт-ту. Серія Фізична.- 1989.- вил.32,-

С .76-81. ' • •

4.-Распределение радиационных дефектов е пленках PbSe при альфа-сблученш./ Фреик Д.М., Саиия Я.п., Фреик А.Д., Собкович

; Р.И.// Письма в Ж'ГФ,- 1989.- ТЛЬ.ІЙЗ,- С.40-53. . .

5. Влияние облучения Ялъфа-частиши на структуру и электрические свойства пленок теллурица свинца./ Фреик Д.М.. Огородник Я.О., Школьная Л.К., Остапчук А.И., Салка Я.П.//

Поверхность,- 1990.- N5,- С.157-152. .

в. Релаксация и накопление радиационных дефектов в эпитаксиальных слоях PbSe при адьфа ойдучении./' Фреик Д.М., Микшвачук А.Г., Огородник Я.Б., Садил Л.І1., Фреик А.Д.// Физика твердого тел-3.- 1390.- Т.32.Ю.- С.2742-2745.

7. Иссладсванж влияния альфа-излучения на структуру и

элетричоские свойства пленок PbSe, i'bïe, Snîe./ Фреик Д.М., Школьный А.К., Салка Я.П., Кежловж-я Л.И., Огородам Я.В., Иавлвк M.'i.// Ипв. All СССР. Шаргзн. матзриалы..- 1930.-T.26.NI2.- С.24ЭД-2502. .

8. П, ¡сфлль распределение радиационных дефектов в пленках

при альфа-обличении изотропными источниками./ Фрешс Д.М., Саяиа Я.Н., Возняк О.И., КаанлсЕскзя Л.К.// Украшскпа физический куриал,- 1881.- T.36.N3.- С.410-421. ■

9. Дефзхтогчіразованда в пленках PbSe при альфа оолучении. / Фреик Д.М., соли* Я.П., Соокович Р.И., Огородник Л.&.// Изв. АН СССР, Нзоргак. материалы,- 1392.- Т.23.Ш.- С.ЮІ7-ІЄ2І.

10. Ойр-asoBsHiw и о'лкйг радиационных дефектов в шелках p-Pbg ^gSiiQ.g^ïe при протонном облучении./ Фрэнк д.м., Самі Я.П., гувинския М.А., ї'оричок И.Я., !>рош; А.Д., Добровольская

A.М.// Физика к техн. полупроводников.- 1032.- Г.26,N12.-

0.2103-2106,. -

11. Радіаційні дефекти і- ГЦ_xSnxïe ирл протонному і електронному опроуДшнн1./ І>р5к Д.М., Салій Я.П., Чооанюк В.И., Межиловська Л.й., Ліщинсшія ЇМ.// Український фізичний , журнал.- 1993,- Г.ЗЗ.Ю,- С.30-39.

12. Моделирование йэфзжгов . в халькогенедах свинца облученных яльфа-тастидтш./ їрзик д.м., езлиа Я.П., Прокопив

B.Û., Школьный А.К,, Остапчук Л.И., Краьец В.И.// В кн.: Моделирование на SUM структури« дефзктсз а кристаллах. Сборник научных трудов. .Лзяинград.- IS88.- С.159.

13. Мцдэлирэданке профиля радиационных дефектов в пленках халькогеивдов свинца при альфг-осілу чевии./ Салил Я.П., Межиловская Л.й., фр&мк А.Д., Ссйксбич Р.К.// Ш Цсесошная конференция по физике и техшдагш тонких полупроводниковых пленок. Теэисы докладов. Ивано-Франковск,- 1900,- Ч.І.- 0.38.

14. Кодэлировзвив иоаюк гакізнтгции е многословные и

многокомпонентные мишени на основе метода Монте-Карло./- Зубко Е.И., Зубко Л.Р., Саяия Я.П., КлАяс li.il.// III Всесоюзная конференция по физике и технологии тонких полупроводниковых пленок. Тезисы докладов. Ивано-Франковск.- ЮТО.- Ч.І.- С.39.

■ 15. Салки П.П., Школьный Л.К., Ментовская Л.И. Влияние

радиационного облучения альфа-частицами на елекгрическиэ свойства пленок халькогенидов свинца.//III Всесоюзная конферэвция то физике и технологии тонких полупроводниковых щенок. Тезу, ы докладов. Ивано-Франковск.- 1050.- Ч.І.- С.216.

IS. RaSUatlon tierects modeling ln AI'rBVI f-Dltaxlal layers./FrelJc D.M., Sally Ya.P., KlanltchKa 7.M., ОдогойпІК Ya.V.// Theses oi reports ol international conference Factor 90. "The material research model1Іод". Lvov.- 1990.- P.64.

17. Дзфектообраоование в планках халькогенидов свинца при обучении альфа-частицами./ Фреик Д.М., Салил Я.П., Холевчук В.В., Лщинския И.М.// В кн. Ill Всесошная конференция па материаловедению халькогенидных полупроводников. Тезисы докладов. Черновцы.- 1991.- Ч.І.- C.IOI.

18. Саляя Я.П., Фреик А.Д. Распределение радиационных дефектов и электрические свойства пленок ABvi при альфа-облучении.// Семинар молода ученых "Радиационная физика1и химия твердого тела“. Тезисы докладов. Львов,- I9SI.- С.53.

19,Определение и олэвивание параметров изохронного отжига гюлуповоднйков статистическими методами./ Фргж Д.М.» Салка Я.ІІ., Добровольская А.М., Мшиловская Л.И.// X Научная конференция "Планирование и автоматизация екстрмкента в научных исследованиях. Тезисы докладов. М.: МЭИ.- 1992.- С.42.

20. Моделювання і експериментальне дослідкення радіаційних дефектів у плівках./ Фреік Д.М., Салія Я.П., Межиловська Л.й., Ліщинськия І.м.// В кн. Фізика 1 технологія тонких плівок складних напівпровідників. Матеріали доповідей V-1 Української конференції. Ужгород. - 1992. - С.29-31.

21. Фреик Д .М., Салия Я .П. Профиль радиационных дефектов в пленках PbSe при альфа-облучении изотропными источниками.// В кн. Материалы Xу! совещания но Физике взаимодействия заряжоных частиц с кристаллами. М.:МГУ.- 1992.- C.IDI-I53.

TV VT

22. Радиационные дефекты и термостабилъностъ шіепок ЛВ

при протонном облучении./ Фреик Д.М., Салил Я,П.Рувинскиа М.А.. Возник О.М., Горшок И.Я., Добровольская А.М.// В кн. Материалы XXII совещания по физике взаимодействия заражения частиц с кристалами. И, ¡¡ЛГУ.- І9Ж,- C.IG~-I04.

23. Fr elk D.M., Salir Га.P. Physical met&llurgу oí filma based on Pb and Sn cnalchugenlües.// Theses oi reports oí Ukrainian - French Symposium "Condensed Batter: Science ana Industry", r./lv.- 1993.- P. 144.

Zi. Сз.ліл Я.П. Ефект насичення концентрації носіїв заряду в плівках халгсогенідів свинцю 1 олова при радіаційному опроміненні.// В кк. IV Міжнародна конференція з фізики 1 технології тонких плівок. Матеріали. Івано-Франківськ.- 1993.-

Ч .1. - с .110. -

25. Салія Я.П. Вплив зарядового слину власних дефектів у плівках хальксенідів свинцю на температуру р-п переходу.// В кн. IV Міжнародна конференція з фізики 1 технології тонких плівок. Матеріали. іБано-Фраі.лі&ськ.- 1333. • Ч.1.- С.302.

26. Природа радіаційних дефектів у плівках селеніду свинцю

при альфа-опроміиенні./ возняк О.М., Салія Я.П., Галущак М.і., Теслешсо І.М., Запухляк Р.І.// в кн. IV Міжнародна конференція з фізики 1 технології тонких плівок. Матеріали. Івано-Франківськ.- 1903.- Ч.1.- с.зоз. -

27. Аномалії залежносте'? концентрації носіїв заряду в радіаційно опромінених плівках халькогенідів свинцю при ізохронному відпалі./ Рувінський М.А., Чобакак В.М., Салія Я.П.. Л1-щинський І.М., Куцій Я.П.// В кн. 17 Міжнародна конференція з фізики 1 технології тонких плівок. Матеріали. Івано-Франківськ,- 1ЭЭЗ,- Ч.І.- С.305.

28. Фре 1к Д.Ы., Салїй ЯЛІ., Досровольська Т. М. Моделювання структурного розвпорядкування в бінарних Г1Щ структурах .// І Українська конференція "Структура і фізичні властивості невпорядкиваних систем" Тези доповідей. Львів.- 1993,29. Дефектоутворення і структурна впорядкування у сполуках

АІУВ?І при радіаційній дії./ Фреік д М., Межиловська л .а.. Салі« Я.П., Лутчин Р.В.// І Українська конференція “Структура 1 фізичні властивості невпорядкованих систем" Тези доповідей. Львів.- 1933.- Ч.І.- с.62