Дислокационная электропроводность в германии и кремнии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

ШЕВЧЕНКО СВЕТЛАНА АНТОНОВНА

ДИСЛОКАЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ В ГЕРМАНИИ И КРЕМНИИ

01.04.07. - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ

на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Черноголовка • 2004

Работа выполнена в Институте физики твердого тела Российской Академии наук.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, академик Юрий Васильевич Гуляев

доктор физико-математических наук, профессор Алексей Алексеевич Гиппиус

доктор физико-математических наук, профессор Валерий Борисович Шикин

Ведущая организация:

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочис-тых материалов РАН

Защита состоится чОС/ » _2004 г. в 10 ча-

сов на заседании диссертационного совета Д 002.100.01 при Институте физики твердого тела РАН по адресу 142432, г. Черноголовка, Московская обл., ИФТТ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики твердого тела РАН.

Автореферат разослан «¿/<5" » ¿ЬЩ&ХЛ._.2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук

В. Н. Зверев

© С. А. Шевченко, 2004 © Институт физики твердого тела РАН, 2004

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Представление о воздействии дислокаций на электронную подсистему ковалентных полупроводников базируется на предложенной Шокли [1] модели ядра дислокации краевого типа, как ряда атомов с оборванными ковалентными связями на краю лишней полуплоскости. В зависимости от положения уровня Ферми в кристалле эти атомы могут захватывать дополнительные электроны или отдавать электроны некомпенсированных связей другим центрам, т. е. действовать подобно химическим акцепторам или донорам, соответственно. Вследствие линейной периодичности возмущающего потенциала для прямолинейных дислокаций состояния в ядре образуют одномерную частично заполненную зону, т. е. в электрическом поле по чистой дислокации возможен перенос заряда. Поэтому дислокации привлекательны в качестве объекта исследования для физики низкоразмерных систем и бурно развивающейся физики наноструктур.

Статистика заполнения электронами акцепторных состояний в ядре 60° дислокации была разработана Ридом в квазиклассическом приближении [2]. В представлениях Шокли-Рида в полупроводнике ^типа дислокация представляет собой отрицательно заряженную нить, которая при низких температурах окружена цилиндрической областью положительного заряда радиусом порядка 10-4 см (цилиндром Рида), образованной ионизированными примесями. В полупроводнике р-типа положительно заряженная дислокация окружена цилиндрической областью отрицательного заряда. Поэтому дислокации влияют на концентрацию и подвижность свободных носителей тока. При низких температурах, когда концентрация свободных электронов или дырок резко уменьшается, может проявиться электропроводность носителей, захваченных в ядра дислокаций. Гальваномагнитные свойства полупроводников с упорядоченно расположенными дислокациями должны быть анизотропными [2].

В 1950-1970-х годах были проведены многочисленные измерения проводимости свободными носителями тока и коэффициента Холла в пластически деформированных кристаллах германия и кремния с плотностью дислокаций 1 07-1 08см-2, которые, в общем, демонстрировали качественное согласие с представлениями Шокли-Рида. Исследовались также спектры фотопроводимо-

1'оС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ]

БИБЛИОТЕКА I 1

аПетервурги .—-I ' 09 \

сти, фотолюминесценции и оптического поглощения. При интерпретации полученных результатов использовались различные модели энергетического спектра дислокационных состояний [3, 4]. Однако результаты различных исследований не могли быть объяснены в рамках определенной модели.

В те же годы развивались новые методы исследования структуры и электронных свойств дислокаций и совершенствовались методы теоретических расчетов электронного спектра дислокаций. Оказалось, что в реальных кристаллах ситуация была более сложной, чем это представлялось вначале. Электронно-микроскопические исследования показали, что реальные дислокации составлены из прямолинейных расщепленных сегментов, которые разделены перегибами, ступеньками и другими структурными дефектами, нарушающими трансляционную симметрию вдоль оси дислокации. Из геометрических моделей и теоретических расчетов следовало, что ядра прямолинейных сегментов могут быть в нереконструированном (с оборванными связями) и реконструированном (без таких связей) состояниях. Было показано, что глубокие наполовину заполненные одномерные зоны соответствуют нереконструированному ядру, а пустая и заполненная одномерные зоны на краях запрещенной зоны - реконструированному ядру и состояниям, связанным дальнодействующим деформационным потенциалом дислокаций. В экстремумах одномерных зон находятся узкие пики плотности состояний, которые в эксперименте могут проявляться как уровни [5]. Поскольку количественные расчеты не дают точных параметров дислокационных зон, доказательство их существования и информация об их положении должны быть получены из эксперимента. Основная трудность на этом пути обусловлена тем, что изменение электронной подсистемы в пластически деформированных полупроводниках могло быть обусловлено разными дефектами - дислокациями разных типов, структурными дефектами на дислокациях, изолированными точечными дефектами и их кластерами, расположенными в объеме кристалла и вблизи дислокаций, а также примесями в ядре дислокаций [6].

Поскольку 60°-ная дислокация является простой дислокацией в решетке алмаза в системе скольжения <110>{111} и генерируется на начальных стадиях пластической деформации, представлялась необходимой постановка экспериментов, в которых проявляется

специфика этой дислокации как протяженного дефекта при минимальном воздействии других дефектов. Критерием проявления электронных состояний 60°-ной дислокации должны быть анизотропия гальваномагнитных свойств пластически деформированных ковалентных полупроводников в присутствии этих дислокаций и их стабильность при отжиге в определенном интервале температур. Представление о дислокации как проволочке с высокой проводимостью, которая вставлена в полупроводниковую матрицу, стимулировало поиск одномерной проводимости по дислокациям. К началу исследований, результаты которых представлены в данной диссертации, проводимость по дислокациям в пластически деформированных кристаллах германия и кремния не была обнаружена.

Интерес к исследованиям электронных свойств дислокаций не ослабевает до сих пор. Развитие знаний об этих свойствах очень важно для решения многих проблем современной электроники, связанных с генерацией дислокаций в процессе изготовления различных полупроводниковых приборов. В кристаллах с большой плотностью введенных дислокаций последние должны оказывать определяющее воздействие на кинетические и рекомбина-ционные процессы и появляется возможность создания приборов на основе пластически деформированных полупройодников, что является весьма актуальным с практической точки зрения.

Цель - исследование специфики электронных свойств 60°-ных дислокаций как протяженных дефектов в ковалентных полупроводниках.

Основные задачи:

- идентификация точечных дефектов, генерируемых при пластической деформации в германии, и определение условий существенного уменьшения их концентрации;

- исследование проводимости свободными носителями тока, эффекта Холла, фотопроводимости и фотолюминесценции в германии в присутствии параллельных 60°-ных дислокаций;

- определение параметров спектра электронных состояний, обусловленных 60°-ными дислокациями в германии;

- исследование электропроводности, эффекта Холла и фотолюминесценции в пластически сильно деформированных кристаллах германия и кремния;

- поиск и изучение проводимости носителей тока по дислокациям в германии и кремнии.

Научная новизна и практическая значимость работы.

В диссертационной работе проведены систематические исследования электропроводности и эффекта Холла в германии при изменении плотности введенных дислокаций в очень широком интервале значений (1О5-1О1Осм-2). Исследованы электронные свойства точечных дефектов, которые генерируются при низкотемпературной пластической деформации, и определены условия отжига, способствующие минимизации их влияния. Впервые выполнены комплексные исследования кинетических и рекомбинационных процессов в чистых кристаллах германия с относительно небольшой (ND<2*107cм-2) плотностью 60°-ных дислокаций, которые расположены преимущественно в одном направлении. Определена специфика влияния 60°-ных дислокаций как протяженных дефектов на проводимость свободными носителями тока, коэффициент Холла, фотопроводимость и фотолюминесценцию в германии. Обнаружена низкотемпературная СВЧ проводимость по прямолинейным сегментам 60°-ных дислокаций. Совокупность полученных результатов позволила доказать зонный характер электронных состояний, расположенных в нижней половине запрещенной зоны германия и обусловленных прямолинейными сегментами 90°-ных частичных дислокаций в составе расщепленных 60°-ных дислокаций. Полученные результаты свидетельствовали о неадекватности ранее используемой модели наполовину заполненной одномерной дислокационной зоны реальному спектру электронных состояний в германии в присутствии 60°-ных дислокаций и были использованы для определения параметров более подходящей модели трех зон, которая учитывает морфологию реальных дислокаций.

В пластически сильно (108<ND< 1 o10cм-2) деформированном германии выполнены систематические исследования электропроводности и эффекта Холла в широком интервале температур и изучена дислокационная структура. Показано, что в таких кристаллах формируется пространственно-неоднородная ячеистая структура. При определенной степени деформации образуется случайная дислокационная сетка, которая пронизывает весь кристалл и составлена из пересекающихся дислокаций, расположенных преимущественно в малоугловых границах многочисленных ячеек. При температурах ниже ЗОК обнаружена статическая дислокационная электропроводность (ДЭ), которая обусловлена движением носителей тока по случайной дислокационной сетке. Ис-

следовано влияние степени деформации, концентрации и типа легирующих примесей, условий деформации, высокотемпературного отжига и магнитного поля на величину ДЭ. Появление ДЭ объясняется в рамках модели трех зон.

Проведены систематические исследования статической электропроводности и дислокационной фотолюминесценции в кремнии с ячеистой дислокационной структурой. Изучена специфика влияния кислорода и типа легирующей примеси на дислокационную фотолюминесценцию. Объяснена причина отсутствия статической электропроводности по случайной дислокационной сетке в кремнии.

Результаты, полученные в данной работе, внесли существенный вклад в дислокационную физику полупроводников. Они расширяют круг наших представлений о свойствах дислокаций как протяженных дефектов и стимулируют дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования в этой области. В работе показана перспективность исследования кристаллов с упорядоченной и анизотропной дислокационной структурой. Обнаружение статической дислокационной электропроводности в германии было использовано для изготовления термометра сопротивления на основе пластически сильно деформированного германия, который работает в широком интервале температур. Результаты по влиянию кислорода, бора и фосфора на спектры дислокационной фотолюминесценции в кремнии могут быть использованы в работах по созданию светодиода на основе пластически деформированного кремния.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Экспериментальное определение природы преобладающих точечных дефектов, которые генерируются при низкотемпературной пластической деформации германия.

2. Экспериментальное доказательство существования цилиндров Рида в кристаллах германия ^типа с изолированными 60°-ными дислокациями, расположенными преимущественно в одном направлении, вследствие захвата электронов на эти дислокации.

3. Наблюдение в спектрах несобственной фотопроводимости и фотолюминесценции особенностей, которые являются проявлением одних и тех же оптических переходов электронов между зоной про-

водимости и акцепторными состояниями в нижней половине запрещенной зоны германия, обусловленных 60°-ными дислокациями.

4. Отсутствие статической и обнаружение СВЧ проводимости по изолированным 60°-ным дислокациям в германии и результаты исследовния зависимости ее величины от плотности дислокаций, концентрации и типа легирующих примесей.

5. Определение параметров модели трех зон для электронных состояний, обусловленных реальными 60°-ными дислокациями в германии. Делокализованным состояниям в ядре прямолинейных сегментов 90°-ных частичных дислокаций соответствуют заполненная электронами (донорная) зона 1 и пустая (акцепторная) зона 3, которые разделены щелью. Потолок зоны 1 и дно зоны 3 расположены на расстояниях ~0.07 и 0.25 эВ, соответственно, выше потолка валентной зоны Е„. На расстоянии Д12£0.03 эВ от потолка зоны 1 находится узкая акцепторная зона 2, которая отщепляется от зоны 1 и связывается с дырками, локализованными вблизи структурных дефектов на реальных дислокациях.

6. Обнаружение статической дислокационной электропроводности в пластически сильно деформированных кристаллах германия с ячеистой дислокационной структурой. ДЭ связывается с движением носителей тока по случайной дислокационной сетке, которая составлена из пересекающихся дислокаций, расположенных преимущественно в малоугловых границах многочисленных ячеек. Пересечения разрушают одномерную локализацию в случайном потенциале и способствуют появлению ДЭ. Зависимость ДЭ от плотности дислокаций, концентрации и типа легирующих примесей объясняется в рамках модели трех зон при условии де-локализации состояний в зоне 2 и слияния с зоной 1.

7. Результаты исследования статической электропроводности и дислокационной фотолюминесценции в пластически сильно деформированном кремнии. Определение специфики влияния кислорода, бора и фосфора на дислокационную фотолюминесценцию в кремнии. Отсутствие низкотемпературной ДЭ в кремнии связывается с сильной локализацией состояний, обусловленных деформационным потенциалом, в случайной дислокационной сетке в целом.

Личный вклад автора

В опубликованных вместе с соавторами работах личный вклад автора значителен и состоит в непосредственном участии автора в постановке цели и определении задач исследований, приготов-

лении объектов исследования, измерении статической электропроводности и эффекта Холла, в анализе, интерпретации и обсуждении полученных результатов, а также в написании статей; Диссертационная работа выполнена в лаборатории спектроскопии дефектных структур ИФТТ РАН в период с 1970 по 2003 гг.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на следующих совещаниях и конференциях:

1. Ill Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках (Новосибирск, 27-29 ноября 1978 г.).

2. V Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках (Новосибирск, 23-25 октября 1979 г.).

3. XXIII Всесоюзное совещание по физике низких температур (Таллин, 23-25 октября 1984 г.).

4. Международная конференция «Defects in Crystals» (Szcz'yrk, Poland, 22-27 May 1985 г).

5. X Всесоюзная конференция по физике полупроводников (Минск, 17-19 сентября 1985 г.).

6. V Международная конференция «Свойства и структура дислокаций в полупроводниках» Москва, Звенигород, 17-22 марта 1986 г.).

7. II Международная конференция «Science and Technology of Defect Control in Semiconductors» (Yokogama, Japan, September 17-22 1989).

8. Международная конференция «Gettering and Defect Engineering in Semiconductor Technology» (Garzau, DDR, 11-17 October 1987).

9. VII международная конференция «Intergranual and Interphase Boundaries in Materials» (June 26-29, 1995, Lisboa, Portugal). .

10. Международная конференция «Interfaces in Advanced Materials» (Черноголовка Московской области, Россия, 26-30 мая 2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 28 статьях (в том числе в двух обзорах). Список приведен в конце автореферата. Общее количество публикаций по теме диссертации - 37. Работы, вошедшие в диссертацию, были выполнены при частичной поддержке Международного научного фонда (International Science Foundation, Grant № NKU 000) и Российского Фонда фундаментальных исследований (гранты № 00-15-96703 и 02-02-17024).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из общей характеристики работы, предисловия, шести глав, основных результатов, выводов и библиографии. Общий объем диссертации - 221 страница текста, включая 58 рисунков и список литературы из 227 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 содержит обзор результатов теоретического и экспериментального исследования структуры ядра и морфологии дислокаций в решетке алмаза, энергетического спектра и статистики заполнения электронных состояний, обусловленных дислокациями в ковалентных полупроводниках. Проводится критический анализ результатов экспериментального исследования кинетических, реком-бинационных и других процессов в пластически деформированных кристаллах германия и кремния. Сформулирована основная цель исследований и намечены пути экспериментального решения задач, поставленных в диссертационной работе.

Глава 2 посвящена краткому описанию методов приготовления кристаллов германия и кремния с разной плотностью введенных дислокаций и разной дислокационной структурой, а также методов исследования кинетических и рекомбинационных процессов в пластически деформированных кристаллах (статическая электропроводность и эффект Холла, фотопроводимость, фотолюминесценция и СВЧ проводимость).

В главе 3 приведены результаты исследования проводимости свободными носителями тока и эффекта Холла в пластически деформированных кристаллах германия п- и р-типов, которые содержат в основном 60°-ные дислокации.

В § 1 приводятся результаты измерения электропроводности и коэффициента Холла в образцах чистого германия п-типа с концентрацией мелких химических доноров Nd<1013CM-3 после пластической деформации изгибом при 420° С и после закалки исходных и деформированных образцов от 860° С до комнатной температуры [1*, 2*]. Установлено, что после деформации появляются мелкие акцепторные центры (рис.1, кривая 1), которые способствуют инверсии типа проводимости и полностью маскиру-

ют влияние дислокаций на концентрацию свободных носителей тока. Концентрация этих центров при плотности дислокаций |\|о~2-107см-2 значительно превышает расчетную концентрацию оборванных связей в ядре 60° дислокаций.

16

6 и-1-1-

0 50 100

1000/Т, К'1

Рис. 1. Температурная зависимость концентрации дырок в германии п-типа с ЫЙ=9-1012СМ-3 после деформации (кривая 1, Мв~2-1 07СМ-2) и отжига деформированного образца при температурах: кривые 2 - 440, 3 - 480, 4 - 510, 5 - 600 и 6 - 680 °С

После изохронного отжига деформированных образцов в интервале температур 400+680 °С концентрация акцепторных центров значительно уменьшается, что способствует определению энергии активации уровней, создаваемых этими дефектами. Набор энергий активации оказался одинаковым в деформированных и закаленных образцах: Е01=0.01эВ, Еог=0.02эВ и Е03а0,04эВ. Показано, что деформационными и термическими точечными дефектами, которые находятся в преобладающем количестве, являются атомы меди с энергией Е03, расположенные в узлах решетки германия. Распад пересыщенного твердого раствора этих атомов и рост новой фазы (в виде преципитатов) в процессе отжига определяют температурный диапазон и скорость исчезновения этих дефектов. Обнаружена корреляция между присутствием деформа-

ционных точечных дефектов и появлением аномально больших значений ширины дефекта упаковки дислокаций с преимущественной винтовой компонентой [3*, 4*]. Проведенные эксперименты позволили определить условия термообработки, при которых свойства деформированных образцов определяются, в основном, мелкими легирующими примесями и 60° дислокациями с равновесным расщеплением. Отношение плотностей дислокаций на взаимно перпендикулярных плоскостях равнялось примерно 5:1.

В § 2 приведены результаты исследования статической электропроводности и эффекта Холла в образцах германия ^типа с концентрацией доноров Nd=2.4*1013CM-3, в которых 60° дислокации были расположены преимущественно вдоль оси изгиба, после отжига точечных дефектов [5*, 6*]. Было обнаружено, что в деформированных образцах при увеличении плотности 60° дислокаций удельная электропроводность о уменьшается по сравнению с контрольным образцом и тем сильнее, чем больше плотность дислокаций (рис. 2). При этом увеличивается и разница между значениями Оц (вдоль преимущественного направления дислокаций й) и (перпендикулярно Р), т. е. анизотропия проводимости.

_1_I___

80 120 160

Температура, К

Рис. 2.Температурная зависимость электропроводности в образцах германия п-тапа с 1\1й=2.4*1013смг3: контрольном (к) и деформированных при 11]О (кривые 1-3) и НО (кривые У-У). 1\1в, см 2: 3*1СР (1), 3.8*106 (2)

и 5.2-106(3).

В этих образцах была обнаружена предсказанная в [2] зависимость величины коэффициента Холла от угла между направлениями электрического тока I, магнитного поля Н и дислокаций й для ориентации 1Ю (при измерении на одном и том же образце) (рис.3).

4 6 8 10 12

1 ооо/т, к1

Рис. 3. Температурная зависимость коэффициента Холла в образцах германия п-типа с ^=2.4*1013СМ-3: контрольном (к) и в деформированном с N^2.6* 106СМ-2 (1 и 2) при 1Ю., Кривые 1 и 2 относятся к ориентации 0±Н и 0||Н соответственно

Поскольку цилиндры Рида практически непроницаемы для свободных электронов, а доля занимаемого ими объема q может изменяться примерно от 0.1 до 0.9, то пластически деформированный кристалл представляет собой неоднородную систему, состоящую из проводящей среды и диэлектрических пор, направленных вдоль й. Для экспериментально реализованных вариантов взаимной ориентации I, Н и й электропроводность вдоль (оц) и поперек преимущественного направления дислокаций и коэффициент Холла Я определяются формулами (1)-(4) [2, 7]:

ац=а0(1<|) (1)

о1=о0(1-я)Р(д) (2)

^=^(1-4) О)

^о (4)

Формулы (3) и (4) получены для 1Ю; 0±Н и 1Ю; 0||Н, соответственно. Здесь Р„=г/пе и о0=епц - коэффициент Холла и удельная электропроводность, соответственно, в исходном кристалле; е, п и ц - заряд, концентрация и подвижность электронов, г - Холл-фактор; функция Р(я) учитывает искривление траектории свободных электронов (вне цилиндров Рида) при диффузионном обтекании ими пор и рассеяние электронов на дислокациях. В соответствии с формулой (3) увеличение коэффициента Холла после введения дислокаций свидетельствует об акцепторном действии 60° дислокаций в германии п-типа. Доля объема, занимаемого дислокациями я, была определена из данных рис. 2 и 3 по формулам (1) и (3), т. е. двумя независимыми способами. Коэффициент заполнения дислокаций электронами . рассчитывался из соотношения 1=а(М(1/М0)д [2] и при Т=80К он достигает значения 1=0.15. Экспериментально определенные значения 1 были использованы для вычисления положения акцепторного уровня в приближении минимальной энергии теории Рида. Полученное значение свидетельствует о нахождении дислокационных состояний в нижней половине запрещенной зоны германия, однако отличается от значения полученного в [8]

для германия р-типа.

В § 3 приведены результаты систематических исследований спектров несобственной фотопроводимости (ФП), выполненных в [6*, 7*] на таких же образцах германия п-типа, что и в § 2. В представленных на рис. 4 спектрах ФП (отнесенной к темновой проводимости) при 165 и 200К наблюдаются отчетливо выраженные порог при энергии Еп~0.46 эВ и три ступеньки при более высоких энергиях Е1-Е2. Эти особенности наблюдались только в деформированных образцах. Было установлено, что при повышении температуры от 25 до 200К энергии этих особенностей уменьшаются в соответствии с уменьшением ширины запрещенной зоны. Наблюдалось уменьшение анизотропии проводимости при освещении и увеличение времени релаксации нестационарной ФП при понижении температуры. Показано, что под воздействием фотонов с энергией в этом диапазоне в зону проводимости возбуждаются электроны из дислокационных состояний в нижней половине запрещенной зоны. При этом положение порога в спектре ФП хорошо согласуется со значением Ео=Еу+0.25 эВ, определенным из электрических измерений (§ 2).

- 165 К ! 200

235

2/Г

1 п 1 1

0,45 0,50 0,55 0,60 Энергия, эВ

Рис. 4. Спектральная зависимость ФП в деформированном образце

германия ^типа (Ыа=2.4-1013см~3, ^=5.9-106см~2) при различных температурах измерения

Трем ступенькам в спектрах ФП соответствуют состояния в интервале энергий 0.1-0.2 эВ. Исследования пластически деформированных образцов германия р-типа методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней [9] также свидетельствуют о присутствии в этой области энергий нескольких уровней.

В § 4 приведены результаты исследования температурной зависимости концентрации свободных дырок р(1/Т) в деформированных образцах германия р-типа с концентрацией химических акцепторов Ма-1012см"3 [8*. 9*].

В контрольном и деформированных образцах р-типа с разными плотностями 60° дислокаций кривые р(1/Т) пересекаются при одной и той же температуре Т* (рис. 5). В модели наполовину заполненной одномерной дислокационной зоны, которая впервые привлекалась в [8] для интерпретации кривых р(1/Т) в пластически деформированных образцах, германия р-типа, эта температура разделяет области донорного (при Т<Т*) и акцепторного (при Т>Т*) действия дислокаций.

10ОО/Т, К"1

Рис. 5. Температурная зависимость концентрации дырок в контрольном (к) и деформированных (1-5) образцах германия р-типа (Na=1012CM-3) с различными значениями см-2: 1 - 5*105; 2 - 4.5*106; 3 - 7*106; 4 - 2*107 и 5 - 3*107

При температуре Т* дислокация становится нейтральной, что позволяет определить границу заполнения состояний в дислокационной зоне Е0о по положению уровня Ферми Ер в контрольном кристалле. В [8*, 9*] получено значение Е^Е^О.ОЭ эВ, которое хорошо согласуется со значением, впервые определенным в [8]. Близость этого значения к потолку валентной зоны способствует, изменению типа проводимости в образцах германия ^типа после введения определенной плотности дислокаций Ы0. При дальнейшем увеличении Ы0 концентрация свободных дырок увеличивается (рис. 6). В работе [9*] было обнаружено, что некоторые параметры экспериментальных кривых р(Т) на рис. 5 и 6 для небольших коэффициентов заполнения 60° дислокаций (эффективная плотность состояний, определенная экстраполяцией прямолинейных участков к 1/Т=0, и несовпадение энергии активации дырок со значением EDo) не согласуются с моделью наполовину заполненной одномерной дислокационной зоны. Этой модели противоречили также результаты, изложенные в § 2 и 3.

5 10 15 20 1000/Т, К"1

Рис. 6. Температурная зависимость концентрации дырок в образцах германия ^типа (Nc=3-1012CM-3) с различными значениями см-2: 1 - 5*106; 2 - 8.5*106; 3 - 6.5*107; 4 - 4.5*107 и 5 - 1 * 108

Поэтому в работе [9*] был проведен расчет статистики заполнения дислокационных состояний при низких (К10-2) коэффициентах заполнения для модели трех зон, которая в [10*] позволила объяснить результаты исследования СВЧ проводимости в деформированных образцах германия р-типа (см. ниже). В этой модели (рис. 7) с состояниями в ядрах дислокаций краевого типа связываются заполненная (донорная) зона 1 и две пустые (акцепторные) зоны (2 и 3) разной ширины, которые расположены над зоной 1. Некоторые параметры этой модели, в частности число состояний в зоне 2 (-5% от состояний в зоне 1) и энергия дна зоны 3 (Еу+0.25 эВ), были выбраны с учетом всей совокупности экспериментальных результатов, полученных нами для пластически деформированных образцов германия п- и р-типов после отжига точечных дефектов.

3

wwmmvmvm >

Л\\\Ч\Ч\\\Ч\\\\\\\\\\\\\\ Е»

Рис. 7. Предполагаемая энергетическая схема дислокационных состояний в германии, основанная на результатах измерений СВЧ проводимости

Расчет позволил оценить энергию верхней границы зоны 1 (~Е„+0.07 зВ) и величину щели между зонами 1 и 2 (Д12а0.03 эВ).

В главе 4 изложены результаты систематического исследования дислокационной фотолюминесценции (ДФЛ) в пластически деформированных образцах германия n- и р-типов, которые содержали преимущественно 60° дислокации после отжига точечных дефектов [7*. 11*] или винтовые и 60° дислокации после двухстадийной деформации сжатием [12*, 13*].

В спектрах ДФЛ при 4.2К для образцов германия n-типа регистрируются две полосы I и II в интервале энергий 0.48-0.62 эВ с некоторой структурой внутри полос (рис. 8). В согласии с результатами предыдущих исследований [10] установлено, что при низких уровнях возбуждения сначала появляется полоса I, а после ее насыщения регистрируется излучение с более высокими энергиями. Обнаружено, что присутствие точечных дефектов в деформированных образцах эквивалентно уменьшению уровня возбуждения в деформированных образцах после отжига точечных дефектов. При температурах выше 10К спектр ДФЛ сдвигается к меньшим энергиям в соответствии с температурным сужением ширины запрещенной зоны германия без существенного изменения формы спектра, аналогично спектрам ФП [6*, 7*].

0,50 0,55 0,60 Энергия, эВ

Рис. 8. ДФЛ в образцах германия ^тила (Nd=2*1012CM-3) после отжига точечных дефектов с различными значениями см-2: 1 -2*1 05;2-3*106;3 -1 *1 07

Исследования ДФЛ в образцах германия после второй стадии деформации [12*, 13*] позволили определить природу полосы I. Такая деформация способствует образованию длинных (более 1 мкм) сегментов 60° дислокаций с разными значениями ширины дефекта упаковки Д<Д0 (Д0=49±Ю А - равновесная ширина дефекта упаковки). В [12*. 13*] впервые доказано, что энергия Е=0.512 эВ соответствует излучению длинных прямолинейных сегментов 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций с равновесным значением Д0: Было показано, что для неравновесных значений Д>Д0 энергия излучения увеличивается, а для значений Д<Д0 - уменьшается. Неравновесные значения А исчезают после отжига деформированных образцов при температурах выше 150° С. Согласно [11], в дислокационном ансамбле, который формируется при охлаждении деформированных образцов без нагрузки, ширина дефекта упаковки зависит от длины L расщепленных сегментов. Прямолинейным сегментам с L>LC (LC~100HM - критическая длина) соответствует значение Д0, а сегментам с 1_<1_с - значения Ь0е<Ь0- Это должно быть справедливым и для ансамбля 60° дислокаций, который образуется после отжига точечных дефектов. Поэтому сдвиг максимума полосы I в

германии от значения 0.511 эВ к меньшим энергиям при увеличении плотности дислокаций на рис. 8 приписан в [14*] появлению сегментов 60° дислокаций с длинами L<LC и значениям Дп^Ап-

Рис. 9. Спектральная зависимость ФП и ДФЛ при ЗОК в деформированном образце германия п-типа (1Ч8=3*1013СМ-3) с N„=2* 106 см-2

В спектрах ФП и ДФЛ, измеренных на одном и том же образце при ЗОК (рис. 9), положение характерных особенностей в интервале энергий 0.48-0.62эВ практически совпадает [7*]. Это значит, что в спектрах ФП и ДФЛ проявляются одни и те же прямые оптические переходы электронов между зоной проводимости и акцепторными состояниями в нижней половине запрещенной зоны, которые обусловлены присутствием расщепленных 60° дислокаций. Близость энергий порога ФП, длинноволнового края полосы I в спектрах ДФЛ и положения акцепторного уровня (§ 2 главы 3) доказывает связь состояний в акцепторной зоне 3 на рис. 7 с состояниями в ядре прямолинейных сегментов 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций. Трем другим особенностям в спектрах ФП и ДФЛ должны соответствовать состояния между зонами 2 и 3, но в настоящее время их природа не доказана [7*].

Глава 5. Обнаружение нами высокой статической электропроводности в пластически сильно деформированных образцах германия р-типа [15*] стимулировало исследование СВЧ проводимо-

сти в образцах п- и р-типов с относительно небольшой (Nd<2- 1 07cm-2) плотностью 60° дислокаций, расположенных преимущественно вдоль оси изгиба [10*, 16*].

Результаты этих исследований приведены в § 1. После введения 60° дислокаций в образцы германия р-типа (^=2-1012см-3) статическая электропроводность ост при Т<80К (в области донорно-го действия дислокаций) уменьшается по сравнению с контрольном образцом, в основном, из-за компенсации части химических акцепторов неспаренными электронами в ядре дислокаций.

При температурах ниже 10К свободные дырки начинают вымораживаться. Поэтому в контрольном и деформированном образце с небольшой (5*105см-2) плотностью дислокаций электропроводность уменьшается экспоненциально при понижении температуры (рис. 10, кривые 1 и 2). При этом в СВЧ диапазоне регистрируется проводимость (кривая 3), которая весьма слабо зависит от температуры и при 4.2К на несколько порядков превышает ост в этом образце и в контрольном образце.

О 60 120 180 240 1000/Т, К"1

Рис. 10. Температурная зависимость СВЧ проводимости в образцах германия р-типа (1Ча=2*1012СМ-3): 1 - контрольный и 2 - деформированный с ыо=Б*10Бсм-2. Измерения на постоянном токе (кривые 1 и 2) и в СВЧ диапазоне (кривая 3 и светлые квадраты на кривой 1)

В [10*] исследована зависимость величины ои при 4.2К от плотности дислокаций при разной концентрации химических акцепторов в образцах германия р-типа. Неизменность значения аш при м0>2*106см-2 в образцах с Ыа=2*1012СМ-3 и линейный рост стм в образцах с Ыа=7*1013см-3 (рис. 11) свидетельствуют о том, что вклад в СВЧ проводимость дают дырки в ядре дислокаций, которые появились после ухода части неспаренных электронов на состояния химических акцепторов.

Рис. 11. Зависимость СВЧ проводимости при 4.2К от плотности дислокаций для деформированных образцов р-типа с Ыа=2*1012 (1) и 7*1013см-3 (2)

Насыщение значения ош на рис. 11 позволяет исключить из рассмотрения прыжковую проводимость по примесям вблизи дислокаций, которая при полной компенсации химических акцепторов должна исчезать.

СВЧ проводимость по дислокациям была обнаружена и в образцах германия п-типа при температурах ниже 10К, когда концентрация свободных электронов очень сильно уменьшается [16*]. Было установлено, что коэффициент анизотропии СВЧ проводимости (К=от||/ои1) с хорошей точностью соответствует анизотропии дислокационной структуры [12]. Однако, зависимость величины аш при 4.2К от плотности дислокаций в образцах п-типа

15

0

0 2 4 6 8 10

10"6Ыо, см"2

оказалась совсем иной по сравнению с образцами р-типа. При увеличении плотности дислокаций N от 2*106 до 107 см-2 СВЧ проводимость в образцах п-типа уменьшается, а после изменения типа проводимости перестает измеряться [16*].

Несимметричная зависимость оы от плотности дислокаций в деформированных образцах германия п- и р-типов противоречит модели наполовину заполненной одномерной дислокационной зоны и была объяснена в [10*, 16*] в рамках модели трех зон (рис. 7). Уменьшение СВЧ проводимости в образцах п-типа после инверсии типа проводимости до значений ниже предела чувствительности аппаратуры указывает на очень низкую подвижность носителей в акцепторной зоне 2, что свидетельствует о существовании локализованных дислокационных состояний. Таким образом, исследования СВЧ проводимости доказывают существование делокализованных (зоны 1 и 3) и локализованных (зона 2) состояний, создаваемых реальными 60° дислокациями.

Эксперименты на пластически деформированных образцах германия высокой чистоты, облученного тепловыми нейтронами [13], показали, что зависимость ош при Т=4.2К от концентрации и типа легирующей примеси при фиксированном значении N также объясняется в рамках модели трех зон. Этот факт подтверждает предположение о дислокационной природе СВЧ проводимости, наблюдаемой з пластически деформированном германии п- и р-типов.

В соответствии с современными представлениями о проводимости одномерных и квазиодномерных систем [ 14] отсутствие статической проводимости вдоль изолированных 60° дислокаций (рис. 10) обусловлено рассеянием электронов или дырок в ядре дислокаций на случайном потенциале, создаваемом перегибами, ступеньками и другими дефектами на дислокациях. Поэтому длина продольной локализации носителей тока в ядрах дислокаций оказывается намного меньше длины изолированной дислокации. В [14] из экспериментальных значений ош в германии получено

оценочное значение длины свободного пробега

В § 2 описаны результаты исследования дислокационной структуры пластически сильно деформированных образцов германия методами рентгеновской дифракции, оптической и электронной микроскопии [17*-20*]. Приведенные результаты свидетельствуют о формировании при высокотемпературной пластической дефор-

мации пространственно-неоднородной ячеистой дислокационной структуры. При этом дислокации расположены преимущественно в малоугловых границах ячеек в виде скоплений и двумерных сеток, причем доля последних увеличивается при увеличении 6. При некотором значении 60 многочисленные границы смыкаются друг с другом и образуется случайная дислокационная сетка, которая пронизывает весь кристалл. Она состоит из пересекающихся дислокаций, расположенных преимущественно в двумерных малоугловых границах, разделяющих ячейки. Связность этой сетки определяется степенью ее упорядочения, которая при фиксированной температуре деформации зависит от скорости и степени деформации, способности дислокаций к поперечному скольжению и других параметров. Исследованные образцы составлены из многочисленных ячеек микронного размера, а расстояние между частично упорядоченными рядами пересекающихся винтовых и 60° дислокаций в границах равно 500-1000 А

В § 3 представлены результаты систематического исследования статической электропроводности и эффекта Холла в пластически сильно деформированных образцах германия с различной концентрацией и типом легирующих примесей при различных условиях пластической деформации и после высокотемпературного отжига [15*, 17*—20*]. Измерения статической электропроводности в омическом режиме в образцах германия п-типа высокой чистоты (Ый=3*1012 см-3) после пластической

деформации при 750°С до максимально возможных степеней (рис. 12) свидетельствуют о том, что в деформированных образцах с 6>30 % проводимость при температурах ниже ЗОК отличается от проводимости свободными носителями тока более слабой зависимостью от температуры.

Измерения эффекта Холла показали, что во всех образцах германия п-типа после деформации произошла п-*р инверсия, т. е. знак термоЭДС и коэффициента Холла Я в интервале температур 4.2-300К соответствует проводимости дырочного типа, но зависимость Я(Т) кардинально отличается в образцах с 6^45 % и 6&50 % (рис. 13). При температурах ниже 10К коэффициент Холла не зависит от напряженности магнитного поля (при Н<0.7Т) и температуры (образцы 5 и 6).

О - б

1.0 1,5 2.0

|д(т,к)

Рис. 12. Температурная зависимость ост в германии п-типа (Ый=3-1012 см-3) при степенях деформации 6, %: 1 -10, 2 -16, 3 - 3Б, 4 - 4Б, Б - Б0 и 6 - 70

Рис. 13. Температурная зависимость коэффициента Холла в образцах германия п-типа (Ыс|=3*1012СМ-3) при различных степенях деформации &, %: 1 -10, 2 -16, 3 - 3Б, 4 - 4Б, Б - Б0 и 6 - 70

Экспоненциальное увеличение коэффициента Холла с энергией активации Еа=0.07эВ при 6=10% (рис. 13, образец 1) соответствует уменьшению концентрации свободных дырок вследствие их вымораживания на дислокационные состояния. При температурах ниже ЗОК концентрация свободных дырок становится очень низкой, а наблюдаемая электропроводность была приписана движению дырок по случайной дислокационной сетке и названа дислокационной электропроводностью (ДЭ).

Согласно [14], статическая электропроводность по дислокациям отлична от нуля только в структурах с пересечениями дислокаций, так как пересечения разрушают одномерную локализацию носителей тока в случайном потенциале. Статическая электропроводность случайной дислокационной сетки, однородной и изотропной на больших масштабах, экспоненциальным образом зависит от числа пересечений, длины свободного пробега вдоль дислокаций и связности сетки [14]. С этим согласуется пороговый характер ДЭ [15, 20*] и сильная зависимость ее величины при 4.2К от скорости деформации (рис. 14).

АД ■ >

▲ Ш ■ X

+

▲ +

■ ■ л

+ X -1

х + -2

А А -(¡Б

Л Д -ап

ш ■ ■ в ■ - йпа

О 20 40 60 80

степень деформации, %-

Рис. 14. Зависимость величины ДЭ при 4.2К от степени деформации в образцах германия р- и п-типов при низкой ^ и dn) и высокой скоростях деформации. Точки 1, 2 и dna соответствуют образцам d после отжига при 900 °С

ДЭ становится измеримой при достижении некоторого значения при котором число пересечений оказывается достаточным для образования проводящего кластера в дислокационной сетке. При постоянной температуре деформации число пересечений зависит от скорости деформации. При медленной деформации дислокационная система успевает понизить свою энергию и стать более упорядоченной. При быстрой деформации процесс накопления дислокаций преобладает над процессом упорядочения и получается весьма неупорядоченная дислокационная сетка. Поэтому при быстрой деформации в дислокационной сетке должно быть меньше пересечений, чем при медленной деформации. С этим согласуется сдвиг зависимости для быстро деформи-

рованных образцов в сторону более высоких значений на рис. 14. Быстрая деформация характеризуется сильно неоднородным распределением дислокаций и, начиная с некоторых значений б, появлением областей с большой запасенной энергией и большими градиентами углов разориентации между ячейками, 0. В этих местах возможно появление большеугловых границ, с которыми связывается зарождение новой (рекристаллизованной) фазы [16]. В кристаллах германия, деформированных до значений 6-20-30 % с разной скоростью величина дислокационной электропроводности при 4.2К различается на порядки (рис. 14). Существенно более низкие значения ДЭ в быстро деформированных кристаллах позволяют исключить из рассмотрения проводимость по большеугловым границам деформационного происхождения.

Уменьшение накопленной при быстрой деформации энергии происходит в процессе длительного отжига при высоких температурах и определяется процессом упорядочения в образцах с 6<50% и процессом рекристаллизации в образцах в германии с 6>60% (рис. 14). После отжига при 900 °С значение о42 увеличивается в первом случае и значительно уменьшается во втором (из-за возникновения рекристаллизованных областей размером до 100 мкм, которые ухудшают связность случайной дислокационной сетки) [20*]. Результаты этих и других исследований позволили выбрать условия приготовления деформированных образцов с весьма упорядоченной дислокационной сеткой и существенно понизить степень деформации, при которой появляется ДЭ (до значений &о~20 %). В [15, 17] показано, чтосуществу-

ет некоторое значение 6*>60, которое разделяет свойства деформированных образцов при низких (Т<30К) температурах на две области. Экспоненциальный характер зависимости ДЭ от температуры, отсутствие ЭДС Холла, зависимость ДЭ от частоты электрического поля и присутствие нелинейных участков на вольтам-перных характеристиках при 60<6<6* присущи прыжковой

проводимости, которая характеризует диэлектрическое состояние вещества при Т=0К. При 6*>60 исчезает активационный характер ДЭ и в интервале температур О.ОЗ-ЗОК она может быть описана зависимостью а(Т)~ТУ [15, 17]. Значения у, определенные в различных экспериментах, находятся в интервале 1.5-0.08 и уменьшаются с ростом 6. При у<0.3 в области ДЭ в образцах германия р-типа становится измеримой ЭДС Холла [17*]. Отсутствие акти-вационной зависимости ДЭ при низких температурах позволяет использовать образцы пластически сильно деформированного германия в качестве термометров сопротивления, которые работают в широком интервале температур [18, 21*].

Существование СВЧ проводимости по прямолинейным сегментам 60° дислокаций и присутствие этих дислокаций в двумерных границах пластически сильно деформированных образцов позволяют связать дислокационную электропроводность с переносом дырок по ядрам этих дислокаций. Однако, в отличие от СВЧ проводимости, которая насыщалась при ы0~107см-2 В образцах германия р-типа с Ыа=1012СМ-3 и не регистрировалась в образцах п-типа после п-»р инверсии, ДЭ растет при увеличении степени деформации и появляется в образцах п-типа с Ыд=3*1012 см 3 после п-»р инверсии. Эти факты были объяснены с помощью модели трех зон, которая получила свое дальнейшее развитие в [19]. В [19] было предположено, что ступеньки, места пересечений и другие структурные дефекты на дислокациях создают заполненные е, и пустые е2 состояния ниже потолка заполненной зоны 1 (рис. 15). Эти дефекты заряжаются отрицательно после перехода на них электронов из зоны 1. Зона 2 соответствует состояниям дырок в ядре, локализованных вблизи этих дефектов. Число состояний в зоне 2 зависит от концентрации этих дефектов Ы00.

Эта величина была определена из условия для значений

6(, при которых происходит инверсия типа проводимости, и при 6-30 % достигает значения 2*1016 см"3. При увеличении Ы00 с ростом 6

состояния в зоне 2 могут стать делокализованными и слиться с состояниями в зоне 1. В образцах германия р-типа при 4.2К уровень Ферми находится в «общей» зоне 1, а концентрация дырок в ядрах дислокаций определяется концентрацией химических акцепторов Ыа и структурных дефектов N,,,,, т. е. растет при увеличении 6, в согласии с экспериментом. В образцах п-типа с Мд~1012см~3 после п-»р инверсии уровень Ферми также находится в зоне 1, а концентрация дырок определяется концентрацией N,,. Поэтому в деформированных образцах п- и р-типов с (\1Д, Иа~1012см~3, приготовленных в одинаковых условиях, при фиксированных значениях 6 величины ДЭ и коэффициента Холла при 4.2К и параметр у практически не зависят от типа легирующих примесей.

Рис. 15. Энергетическая схема дислокационных состояний в германии с параметрами, определенными в главе 3. Здесь 1\1Е - плотность состояний, Д,=0.07эВ, Д12<0.03эВ. Д23=0.18эВ

Из схемы на рис. 15 видно, что при определенной концентрации доноров Ыд может наблюдаться электропроводность, обусловленная движением электронов по случайной дислокационной сетке. Для этого нужно подобрать такую степень деформации, чтобы уже образовался проводящий кластер, и такую концентрацию доноров, чтобы при этом сохранился электронный тип прово-

димости [19*]. Этим условиям удовлетворяет концентрация Ыд=2.4*1016 см 3. В деформированных образцах германия с 6s28.4 % сохраняется электронный тип проводимости и при Т<8К наблюдается слабо зависящая от температуры статическая электропроводность, которая в образцах с 6-23 % превышает таковую в контрольном образце и связывается движением электронов в ядрах дислокаций по случайной дислокационной сетке (рис. 1-6). При 6>30 % тип проводимости изменяется на дырочный и при низких температурах наблюдается ДЭ дырочного типа, как в германии р-типа. Результаты, полученные в [19*], свидетельствуют о немонотонном изменении величины а42 при увеличении 6 в образцах п-типа, т. е. о существовании щели в электронном спектре, и объясняются с помощью схемы, представленной на рис. 15.

О 100 200

1000/1", К1

Рис. 16. Температурная зависимость электропроводности в германии п-типа (N,=24*1016 см 3) при 6, %: 1 - 18 6, 2 -20 9, 3 - 21.5, 4 - 28 4

В образцах п-типа с 6^28.4 % зоны 1 и 2 полностью заполнены электронами, а уровень Ферми находится в акцепторной зоне 3. Рост концентрации дефектов Ы00 в образце с 6=28.4 приводит к уменьшению количества электронов в зоне 3. При дальнейшем увеличении концентрации структурных дефектов Ы00 зона 3 опустошается, а уровень Ферми перемещается в акцепторную зону 2,

слившуюся с зоной 1. Происходит инверсия типа проводимости деформированных кристаллов и при низких температурах появляется ДЭ дырочного типа (как в германии р-типа).

Независимость коэффициента Холла от температуры в области ДЭ (рис.13) связывается с нахождением уровня Ферми в области делокализованных состояний в зоне 1, а его уменьшение при увеличении 6 - с увеличением концентрации дырок в ядре.

В § 4 представлены результаты исследования влияния магнитного поля на ДЭ в интервале температур 0.1-10К в образцах германия р-типа высокой чистоты с

Было показано, что логарифмическая зависимость ДЭ в нулевом магнитном поле от температуры и характер изменения сопротивления деформированных образцов р-типа при увеличении магнитного поля при понижении температуры качественно согласуются с предсказаниями теорий слабой локализации электронов и электрон-электронного взаимодействия для двумерного вырожденного электронного газа (в пределе слабого беспорядка). Эти факты можно рассматривать как указание на возможное проявление двумерного характера проводящего дислокационного кластера, образованного пересекающимися дислокациями в двумерных малоугловых границах. Движение дырок вдоль отдельных дислокационных сегментов носит одномерный характер, но благодаря многочисленным пересечениям движение в границах происходит по плоским траекториям. В рамках рассматриваемой модели значения у<0.1 могли бы соответствовать металлическому состоянию квазидвумерной системы дислокационных сегментов, а слабое уменьшение ДЭ при понижении температуры обусловлено влиянием квантовых поправок. При уменьшении уменьшается связность дислокационного кластера и возрастает влияние макроскопических неоднородностей на ДЭ, что приводит к зависимости оСО-Ту с увеличивающимися значениями у при приближении к классическому переходу металл-диэлектрик [15, 19*].

Глава 6 посвящена описанию результатов экспериментов, направленных на поиск статической электропроводности по состояниям в деформационном потенциале 60°-ных дислокаций в образцах кремния [14*. 23*, 24*]. В § 1 приводятся результаты исследований, которые свидетельствуют о ячеистой структуре пластически сильно деформированных образцов кремния.

В § 2-4 представлены результаты систематического исследования статической электропроводности, эффекта Холла и дислокационной фотолюминесценции в образцах пластически сильно деформированного кремния с разным примесным составом.

Измерения статической электропроводности и эффекта Холла в кристаллах FZ Si, деформированных до степеней 6-20-30 %, показали, что при понижении температуры от комнатной до 200К проводимость уменьшается экспоненциально до значений ниже 10-70м-1см-1 вследствие уменьшения концентрации носителей тока. Энергии активации концентрации электронов в п-типе и дырок в р-типе равны «0.4-0.5 эВ при N.<6*10" см-3 (рис. 17) и -0.1 эВ при N3—1 о15 см-3 (рис. 18). Увеличение концентрации легирующей примеси до 2.1016 см-3, повышение температуры деформации до 1150° С и отжиг при этой температуре не способствовали появлению статической электропроводности, подобной ДЭ в германии, хотя в кремнии регистрируется СВЧ проводимость по состояниям в дальнодействующем деформационном потенциале прямолинейных сегментов 60°-ных дислокаций глубиной —0.1 эВ [3].

1 ооогг, к'

Рис. 17. Температурная зависимость электропроводности в контрольном (к) и деформированных образцах кремния п-типа (Ма=6-1013см~3, 6=27 %) и р-типа (N,=31013 см-3, 6=31 %)

Для выяснения причины отсутствия статической электропроводности по случайной дислокационной сетке в кремнии были проведены исследования спектров ДФЛ в деформированных об-

разцах с разным содержанием кислорода и легирующих примесей [14*6 23*, 25*]. Наблюдаемый рост интегральной интенсивности линий Д1 и Д2 при увеличении степени деформации 6 (рис. 19) согласуется с увеличением числа ступенек при формировании ячеистой структуры.

Приводятся аргументы для обоснования предположения о том, что линии Д1 и Д2 связаны со ступеньками на дислокациях, которые создают глубокие (~0.4эВ) уровни в запрещенной зоне, и являются местами зарождения преципитатов разных примесей. В образцах Cz Si р-типа взаимодействие дислокаций с кислородом способствует генерации ступенек и уменьшению длин прямолинейных сегментов, а упругие поля преципитатов влияют на энергию излучения линии Д1. Обнаружено появление максимума между линиями ДЗ и Д4 (см. вставку на рис. 19). По аналогии с германием это излучение приписывается коротким сегмен-

там 60°-ных дислокаций со значениями ширины дефекта упаковки Обнаружено также различное влияние бора и фосфора на интенсивность линий Д1 и Д2 при концентрациях выше 1016см-3. Гасящее действие фосфора на ДФЛ в кремнии может быть проявлением химического взаимодействия фосфора с дислокациями, предсказанного в [20].

Рис. 18. Температурная зависимость электропроводное™ в контрольном (к) и деформированных образцах кремния п-типа с ^=5*1014см-3 (6=22 %) и р-типа с N=2*1013 см-3 (6=30 %)

Из-за большой разницы энергий носителей в «деформационных» зонах реконструированных ядер прямолинейных сегментов 60°-ных дислокаций глубиной -0.1 эВ и на ступеньках (~0.4эВ) заряженные ступеньки действуют как сильные центры рассеяния для носителей тока в «деформационной» зоне [21]. Это приводит к локализации состояний связной системы дислокационных сегментов в целом и отсутствию статической электропроводности по состояниям в деформационном потенциале.

Рис. 19. Спектры ДФЛ при 4.2К в деформированных образцах Cz Si р-типа (NB=1.6*1016CM-3) при различных см~2: 1 - 8*106, 2 - выше 2*107 и 3 - ~109

Высокая температура деформации и последующее медленное охлаждение деформированных кристаллов до комнатной температуры способствуют преципитации кислорода и переходных металлов и уменьшению количества электрически активных дефектов, которые действуют как центры безизлучательной рекомбинации. Это способствует значительному расширению интервала температур, в котором регистрируются линии Д1 и Д2. Наблюдение электролюминесценции в окрестности линии Д1 при комнатной температуре указывает на перспективность использования кристаллов кремния, деформированных при температурах выше 1000 °С, для изготовления светодиодов и применения в оп-тоэлектроники [26*].

Д1

0,8 0,9 1.0 1,1 1.2 Энергия, эВ

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследовано влияние изохронного отжига на концентрацию и подвижность свободных дырок после деформации при 420о С и после закалки кристаллов германия от высоких температур. Определены энергии активации концентрации свободных дырок. Определена природа преобладающих точечных дефектов. Показано, что уменьшение концентрации точечных дефектов происходит в процессе распада пересыщенного твердого раствора атомов замещающей меди, зарождения и роста новой фазы (преципитатов) при отжиге. После завершения процесса преципитации различные физические свойства деформированных кристаллов определяются, в основном, мелкими легирующими примесями и дислокациями.

2. Впервые проведены измерения электропроводности, эффекта Холла, фотопроводимости, фотолюминесценции и СВЧ проводимости в кристаллах германия с 60°-ными дислокациями (Ыв<2.107 см-2), расположенными преимущественно в одном направлении, после отжига точечных дефектов. Совокупность полученных результатов позволила доказать зонный характер спектра электронных состояний, связанных с прямолинейными сегментами 90°-ных частичных дислокаций в составе расщепленных 60°-ных дислокаций.

3. В германии п-типа обнаружены увеличение анизотропии проводимости свободными электронами при увеличении плотности 60°-ных дислокаций и зависимость величины коэффициента Холла от взаимной ориентации электрического тока, магнитного поля и преимущественного направления 60°-ных дислокаций, предсказанные в [2]. Доказано существование областей пространственного заряда (цилиндров Рида) вокруг 60°-ных дислокаций, которые захватили часть свободных электронов. Двумя независимыми способами определена температурная зависимость доли объема, занимаемого цилиндрами Рида, и коэффициента заполнения (дислокаций электронами. Рассчитано положение акцепторного дислокационного уровня в приближении минимальной энергии теории Рида: Ер=Еу+(0.25±0.05) эВ.

4. Установлено, что характерными особенностями спектров несобственной фотопроводимости в германии п-типа при энергиях выше 0.45эВ являются порог и три ступеньки, положение которых изменяется в соответствии с изменением ширины запрещенной зоны.

5. Показано, что полоса I в спектрах фотолюминесценции при 4.2К соответствует излучению прямолинейных сегментов 90о-ных частичных дислокаций в составе расщепленных 60°-ных дислокаций с равновесными значениями ширины дефекта упаковки Д0в. При этом энергия в максимуме полосы I зависит от распределения сегментов 60°-ных дислокаций по длинам и, соответственно, по значениям ширины дефекта упаковки Д^.

6. Показано, что в спектрах ФП и ДФЛ проявляются одни и те же прямые оптические переходы электронов между зоной проводимости и акцепторными состояниями в нижней половине запрещенной зоны, которые обусловлены присутствием расщепленных 60°-ных дислокаций. При этом уровень Е0=Е<-|^)25эВ соответствует состояниям в ядре прямоли-

нейных сегментов 90о частичных дислокаций в составе расщепленных 60°-ных дислокаций.

7. Впервые обнаружена СВЧ проводимость при низких температурах в германии п- и р-типов по 60о-ным дислокациям. Изучена зависимость СВЧ проводимости от типа и концентрации легирующих примесей и от плотности дислокаций. Доказаны зонный характер донорных и акцепторных состояний, созданных прямолинейными сегментами 60°-ных дислокаций, существование щели между этими состояниями и существование локализованных состояний вблизи потолка донорной зоны.

8. Проведены измерения температурной зависимости концентрации свободных дырок в германии п-типа (после инверсии типа проводимости) и р-типа с разной плотностью 60°-ных дислокаций. Количественная обработка полученных зависимостей при низких значениях коэффициента заполнения в рамках модели трех зон позволила определить параметры этой модели в германии.

9. В пластически сильно деформированных кристаллах германия п- и р-типов высокой чистоты при температурах ниже ЗОК обнаружена статическая дислокационная электропроводность, которая при понижении температуры уменьшается по степенному закону о-Т".. При значениях у<0.3 в области ДЭ становится измеримой ЭДС Холла, знак которой соответствует проводимости дырочного типа, а коэффициент Холла при температурах ниже 10К не зависит от температуры. ДЭ связывается с движением дырок по случайной дислокационной сетке с многочисленными пересечениями, которые способствуют разрушению одномерной локализации носителей тока В германии п-типа с N¿=2.4 1016 см-3 обнаружена электропроводность при температурах ниже 8К, которая связывается с проводимостью электронов по случайной дислокационной сетке. Зависимость ДЭ от типа и концентрации легирующих примесей, а также ее рост при увеличении степени деформации качественно объясняются в рамках модели трех зон в предположении, что состояния в зоне 2 делокализуются при увеличении плотности дислокаций и сливаются с зоной 1. Обнаружено сильное влияние условий введения дислокаций и высокотемпературного отжига на ДЭ, что обусловлено влиянием различных факторов на степень упорядочения и связность проводящего дислокационного кластера. Результаты исследования влияния магнитного поля на ДЭ при низких (0.1-10К) температурах указывают на возможное проявление двумерного характера проводящего дислокационного кластера, что обусловлено спецификой дислокационной структуры пластически сильно деформированных кристаллов.

10. Проведены систематические исследования статической электропроводности и фотолюминесценции в кристаллах кремния с различным примесным составом, деформированных пластически при температурах выше 1000° С до степеней деформации в интервале 1-30 %. Показано, что отсутствие статической ДЭ по случайной дислокационной сетке в кремнии, в отличие от германия, обусловлено большей степенью локализации состояний в связной системе дислокационных сегментов в целом.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ'

1*. С.А. Шевченко, А.И. Колюбакин. Деформационные точечные дефекты в германии п-типа. ФТП 13, 1046 (1979).

2*. С.А. Шевченко. Рассеяние дырок в присутствии нейтральных атомов меди и атмосфер точечных дефектов вокруг дислокаций в германии. ФТП 20, 275 (1986).

3*. V.V. Aristov, Yu.A. Ossipyan, R. Scholz. I.I. Snighireva, I.I. Khodos, and S. A. Shevchenko. The effect of annealing on the defect structure and electrical properties of deformed single crystals of Ge. Phys. Stat. Sol. (a) 79,47 (1983).

4*. S.A. Shevchenko, I.I. Khodos, and I.I. Snighireva. Dislocation dissociation and electrical properties of plastically deformed germanium single crystals. Phys. Stat. Sol. (a) 91, 523 (1985).

5*. А.И. Колюбакин, С А Шевченко. Особенности электропроводности пластически деформированного германия п-типа. Письма в ЖЭТФ 30, 208 (1979).

6*. А. И. Колюбакин, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. О спектре дислокационных состояний пластически деформированного германия п-типа. ЖЭТФ 77, 975 (1979).

7*. А.И. Колюбакин, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационные состояния в германии. ЖЭТФ 93, 248 (1987).

8*. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Влияние дислокаций на электрические свойства р-германия. ЖЭТФ 65. 698 (1973).

9*. A.I. Kolyubakin, S.A. Shevchenko. On the spectrum of dislocation states in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 63. 677 (1981).

10*. Ю.А. Осипьян, В.Итальянский, С.А.Шевченко. Дислокационная СВЧ проводимость германия. ЖЭТФ 72, 1543 (1977).

11*. А.И. Колюбакин, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко, Э.А. Штейнман. Дислокационная фотолюминесценция в германии. ФТТ 26, 677 (1984).

12*. А.Н. Изотов, АИ. Колюбакин, С А Шевченко. Э.А. Штейнман. Дискретный спектр неравновесной дислокационной структуры в германии. ДАН 305, 1104 (1989).

13*. A.N. Izotov, A.I. Kolyubakin, S.A. Shevchenko, E.A Steinman. Photoluminescence and splitting of dislocations in germanium. Phys.Stat.Sol. (a) 130. 193 (1992).

14*. C.A. Шевченко, А.Н. Изотов. Дислокационная фотолюминесценция в кристаллах кремния с различным примесным составом. ФТТ 45, 248 (2003).

15*. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. О дислокационной проводимости германия. Письма в ЖЭТФ 20. 709 (1974).

16*. Ю.А. Осипьян, В.И. Тальянский, АА Харламов, С.А. Шевченко. СВЧ проводимость германия п-типа с дислокациями. ЖЭТФ 76, 1655 (1979).

17*. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационный эффект Холла в германии. Письма в ЖЭТФ 33, 218 (1981).

18*. В.А. Гончаров, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационная структура и дислокационная электропроводность пластически сильно деформированного германия. ФТТ 29. 1928 (1987).

19*. С.А. Шевченко. Электропроводность германия с сетками дислокаций. ЖЭТФ 115. 115(1999).

20*. С.А. Шевченко. Влияние отжига на дислокационную электропроводность германия. ФТП 34. 543 (2000).

21* В.Б. Ефимов, Л.П. Межов-Деглин, С А Шевченко. Широкодиапазонный термометр из пластически деформированного германия. ПТЭ 42,1 (1999).

22*. О.В. Жариков, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Об аномальном магнито-сопротив-лении пластически деформированного германия. Письма в ЖЭТФ 39, 249 (1984).

23*. S.A. Shevchenko, Yu.A. Ossipyan, T.R. Mchedlidze, E.A. Steinman, and R.A. Batto.

Defect states in Si containing dislocation nets. Phys. Stat. Sol. (a) 146, 745 (1994). 24*. Глава 2 «Электрическая активность дислокаций в германии» в кн. «Электронные свойства дислокаций в полупроводниках» под ред. академика Ю. А. Оси-пьяна. Москва. Эдиториал УРСС, 2000 г. (обзор). 25*. S.A. Shevchenko and A.N. Izotov. Structure of the photoluminescence spectra in the vicinity of the lines D1 and D2 in plastically deformed Si. Phys.Stat.Sol.(a) 148, K1 (1995). 26*. V.V. Kveder, E.A. Steinman, S.A. Shevchenko, H.G. Grimmeiss. Dislocation-related electroluminescence at room temperature in plastically deformed silicon. Phys. Rev. B51, 10520(1995-11). 27*. C.A. Шевченко. Инжекционные токи в пластически деформированном германии. ФТП 15, 160(1983). 28*. С.А. Шевченко. Дислокационная электропроводность германия и кремния. «Наука производству» № 2, 44 (2001) (обзор).

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. W. Schockley. Phys. Rev. 91, 228 (1953).

2. W.T. Read. Phil. Mag. 45, 775 (1954); 45, 1119 (1954); 46, 111 (1955).

3. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках. Под редакцией академи-

ка Ю.А. Осипьяна. М.: Эдиториал УРСС, 2000, гл.1 и 2.

4. W. Schroter and H. Cerva. Interaction of point defects with dislocations in Silicon and

Germanium: electrical and optical effects. Solid State Phenomena v. 85-86, p.67, Scitec Publications, Switzerland, 2002.

5. Ю.А. Осипьян, И.А. Рыжкин. ЖЭТФ 79, 961 (1980).

6. P.B. Hirsch. Dislocations in semiconductors. Materials Science and Technology 1,

666 (1985).

7. R.A. Logan, G.L. Pearson, D.A. Kleinman. J. Appl. Phys. 30, 885 (1959).

8. W.Schroter. Phys. Stat. Sol. 21. 211 (1967).

9. F.H. Baumann. W. Schroter. Phys. Stat. Sol (a) 79, K123 (1983).

10. A.A. Гиппиус. Излучательная рекомбинация на дислокациях в германии. Труды Физического института АН СССР 37. 3 (1966).

. 11. G. Packeiser and P. Haasen. Phil. Mag. 35. 821 (1977).

12. Ю.А. Осипьян, В. М. Прокопенко, В.И. Тальянский. С.А. Шевченко. Письма в ЖЭТФ 30, 123 (1979).

13. Ю.А. Осипьян, В.М. Прокопенко, В.И. Тальянский. Письма в ЖЭТФ 36, 64 (1982).

14. ИАРыжкин. ФТТ 20, 3612 (1978).

15. И.В. Кляцкина, М.Л. Кожух, СМ. Рывкин. В.А. Трунов, И.С. Шлимак. ФТП 13, 1089 (1979).

16. С.С. Горелик. Рекристаллизация металлов и сплавов. М.. Металлургия, 1967, гл. II-V.

17. К.Н. Зиновьева, М.Л. Кожух, В.А. Трунов, СМ. Рывкин, И.С. Шлимак. Письма в ЖЭТФ 30, 303 (1979).

18. М.Л. Кожух. СМ. Рывкин. В.А. Трунов, И.С Шлимак. ФТП 15, 795 (1981).

19. В.В. Кведер, Ю.А. Осипьян. ЖЭТФ 80, 1206 (1981).

20. R. Jones, A. Umerski, P. Sitch, M.I. Heggie, and S. Oberg. Phys. Stat. Sol. (a) 138, 369 (1993).

21. И.А. Рыжкин. ЖЭТФ 81. 2192 (1981).

Сдано в набор 7.04.2004 г. Подписано в печать 12.04.2004 г. Формат 60x90 1/16. Печать офсетная. Объем 2.25 п. л. Заказ 123. Тираж 100. Гарнитура «Ариал». Подготовлено и отпечатано в редакционно-иэдательском отделе ИПХФ РАН.

Изд. лицензия № 03894 от 30 января 2001 г. 142432, г. Черноголовка Московской обл., пр-т Академика Н.Н. Семенова, 5.

*-88 73

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА 1. Структура и свойства дислокаций в ковалентных полупроводниках (обзор)

1.1. Структура дислокаций в германии и кремнии

1.2. Дислокационные состояния в германии и кремнии (теория)

1.3. Статистика заполнения дислокационных состояний

1.4. Результаты экспериментальных исследований пластически деформированного германия

1.4.1. Электропроводность и эффект Холла в пластически деформированном германии

1.4.2. Фотопроводимость пластически деформированного германия

1.4.3. Фотолюминесценция в пластически деформированном германии

1.4.4. Оптическое поглощение в пластически деформированном германии

1.5. Результаты экспериментального исследования дислокационных состояний в кремнии

5.1. СВЧ проводимость в кристаллах германия с 60° дислокациями 122

5.2. Структура пластически сильно деформированных кристаллов германия 134

5.3. Статическая электропроводность и эффект Холла в пластически сильно деформированных кристаллах германия 139

5.4. Магнитосопротивление пластически сильно деформированных кристаллов германия 159

5.5. Выводы к главе 5 167 ГЛАВА 6. Электронные свойства кремния после деформации при температурах выше 1000 °С 170

Введение 170

6.1. Структура пластически сильно деформированных кристаллов кремния 172

6.2. Статическая электропроводность пластически сильно деформированного кремния 175

6.3. Влияние кислорода на дислокационную фотолюминесценцию в кремнии 180

6.4. Фотолюминесценция в деформированных кристаллах с разным типом легирующих примесей 188

6.5. Выводы к главе 6 194 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ 195 СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 203

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Представление о воздействии дислокаций на электронную подсистему ковалентных полупроводников базируется на предложенной Шокли [1] модели ядра дислокации краевого типа, как ряда атомов с оборванными ковалентными связями на краю липшей полуплоскости. В зависимости от положения уровня Ферми в кристалле эти атомы могут захватывать дополнительные электроны или отдавать электроны нескомпенсированных связей другим центрам, т.е. действовать подобно химическим акцепторам или донорам, соответственно. Вследствие линейной периодичности возмущающего потенциала для прямолинейных дислокаций состояния в ядре образуют одномерную частично заполненную зону, т.е. в электрическом поле по чистой дислокации возможен перенос заряда. Поэтому дислокации привлекательны в качестве объекта исследования для физики низкоразмерных систем и бурно развивающейся физики наноструктур.

Статистика заполнения электронами акцепторных состояний в ядре 60° дислокации была разработана Ридом в квазиклассическом приближении [2]. В представлениях Шокли-Рида в полупроводнике n-типа дислокация представляет собой отрицательно заряженную нить, которая при низких температурах окружена цилиндрической областью положительного заряда радиусом порядка 10"4см (цилиндром Рида), образованной ионизированными примесями. В полупроводнике р-типа положительно заряженная дислокация окружена цилиндрической областью отрицательного заряда. Поэтому дислокации влияют на концентрацию и подвижность свободных носителей тока. При низких температурах, когда концентрация свободных электронов или дырок резко уменьшается, может проявиться электропроводность носителей, захваченных в ядра дислокаций. Гальваномагнитные свойства полупроводников с упорядоченно расположенными дислокациями должны быть анизотропными

ИВ 1950-1970-ых годах были проведены многочисленные измерения проводимости свободными носителями тока и коэффициента Холла в пластически деформированных кристаллах германия и кремния с плотностью дислокаций 107-108см"2, которые, в общем, демонстрировали качественное согласие с представлениями Шокли-Рида. Исследовались также спектры фотопроводимости, фотолюминесценции и оптического поглощения. При интерпретации полученных результатов использовались различные модели энергетического спектра дислокационных состояний [3,4]. Однако результаты различных исследований не могли быть объяснены в рамках определенной модели.

В те же годы развивались новые методы исследования структуры и электронных свойств дислокаций и совершенствовались методы теоретических расчетов электронного спектра дислокаций. Оказалось, что в реальных кристаллах ситуация была более сложной, чем это представлялось вначале. Электронно-микроскопические исследования показали, что реальные дислокации составлены из прямолинейных расщепленных сегментов, которые разделены перегибами, ступеньками и другими структурными дефектами, нарушающими трансляционную симметрию вдоль оси дислокации. Из геометрических моделей и теоретических расчетов следовало, что ядра прямолинейных сегментов могут быть в нереконструированном (с оборванными связями) и реконструированном (без таких связей) состояниях. Было показано, что глубокие наполовину заполненные одномерные зоны соответствуют нереконструированному ядру, а пустая и заполненная одномерные зоны на краях запрещенной зоны - реконструированному ядру и состояниям, связанным дальнодействующим деформационным потенциалом дислокаций. В экстремумах одномерных зон находятся узкие пики плотности состояний, которые в эксперименте могут проявляться как уровни [5]. Поскольку количественные расчеты не дают точных параметров дислокационных зон, доказательство их существования и информация об их положении должны быть получены из эксперимента. Основная трудность на этом пути обусловлена тем, что изменение электронной подсистемы в пластически деформированных полупроводниках могло быть обусловлено разными дефектами - дислокациями разных типов, структурными дефектами на дислокациях, изолированными точечными дефектами и их кластерами, расположенными в объеме кристалла и вблизи дислокаций, а также примесями в ядре дислокаций [6].

Поскольку 60° дислокация является простой дислокацией в решетке алмаза в системе скольжения <110>{111} и генерируется на начальных стадиях пластической деформации, представлялась необходимой постановка экспериментов, в которых проявляется специфика этой дислокации как протяженного дефекта при минимальном воздействии других дефектов. Критерием проявления электронных состояний 60° дислокации должны быть анизотропия гальваномагнитных свойств пластически деформированных ковалентных полупроводников в присутствии этих дислокаций и их стабильность при отжиге в определенном интервале температур. Представление о дислокации как проволочке с высокой проводимостью, которая вставлена в полупроводниковую матрицу, стимулировало поиск одномерной проводимости по дислокациям. К началу исследований, результаты которых представлены в данной диссертации, проводимость по дислокациям в пластически деформированных кристаллах германия и кремния не была обнаружена.

Интерес к исследованиям электронных свойств дислокаций не ослабевает до сих пор. Развитие знаний об этих свойствах очень важно для решения многих проблем современной электроники, связанных с генерацией дислокаций в процессе изготовления различных полупроводниковых приборов. В кристаллах с большой плотностью введенных дислокаций последние должны оказывать определяющее воздействие на кинетические и рекомбинационные процессы и появляется возможность создания приборов на основе пластически деформированных полупроводников, что является весьма актуальным с практической точки зрения.

Цель - исследование специфики электронных свойств 60° дислокаций как протяженных дефектов в ковалентных полупроводниках. Основные задачи:

- идентификация точечных дефектов, генерируемых при пластической деформации в германии, и определение условий существенного уменьшения их концентрации; исследование проводимости свободными носителями тока, эффекта Холла, фотопроводимости и фотолюминесценции в германии в присутствии параллельных 60° дислокаций; определение параметров спектра электронных состояний, обусловленных 60° дислокациями в германии; исследование электропроводности, эффекта Холла и фотолюминесценции в пластически сильно деформированных кристаллах германия и кремния; поиск и изучение проводимости носителей тока по дислокациям в германии и кремнии.

Научная новизна и практическая значимость работы.

В диссертационной работе проведены систематические исследования электропроводности и эффекта Холла в германии при изменении плотности введенных дислокаций в очень широком интервале значений (105-Ю10см"2). Исследованы электронные свойства точечных дефектов, которые генерируются при низкотемпературной пластической деформации, и определены условия отжига, способствующие минимизации их влияния. Впервые выполнены комплексные исследования кинетических и рекомбинационных процессов в чистых кристаллах германия с относительно небольшой (ND<2-107 см"2) плотностью 60° дислокаций, которые расположены преимущественно в одном направлении. Определена специфика влияния 60° дислокаций как протяженных дефектов на проводимость свободными носителями тока, коэффициент Холла, фотопроводимость и фотолюминесценцию в германии. Обнаружена низкотемпературная СВЧ проводимость по прямолинейным сегментам 60° дислокаций. Совокупность полученных результатов позволила доказать зонный характер электронных состояний, расположенных в нижней половине запрещенной зоны германия и обусловленных прямолинейными сегментами 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций. Полученные результаты свидетельствовали о неадекватности ранее используемой модели наполовину заполненной одномерной дислокационной зоны реальному спектру электронных состояний в германии в присутствии 60° дислокаций и были использованы для определения параметров более подходящей модели трех зон, которая учитывает морфологию реальных дислокаций.

В пластически сильно (108<Nd<1010 см") деформированном германии выполнены систематические исследования электропроводности и эффекта Холла в широком интервале температур и изучена дислокационная структура. Показано, что в таких кристаллах формируется пространственно-неоднородная ячеистая структура. При определенной степени деформации образуется случайная дислокационная сетка, которая пронизывает весь кристалл и составлена из пересекающихся дислокаций, расположенных преимущественно в малоугловых границах многочисленных ячеек. При температурах ниже 30 К обнаружена статическая дислокационная электропроводность (ДЭ), которая обусловлена движением носителей тока по случайной дислокационной сетке. Исследовано влияние степени деформации, концентрации и типа легирующих примесей, условий деформации, высокотемпературного отжига и магнитного поля на величину ДЭ. Появление ДЭ объясняется в рамках модели трех зон.

Проведены систематические исследования статической электропроводности и дислокационной фотолюминесценции в кремнии с ячеистой дислокационной структурой. Изучена специфика влияния кислорода и типа легирующей примеси на дислокационную фотолюминесценцию. Объяснена причина отсутствия статической электропроводности по случайной дислокационной сетке в кремнии.

Результаты, полученные в данной работе, внесли существенный вклад в дислокационную физику полупроводников. Они расширяют круг наших представлений о свойствах дислокаций как протяженных дефектов и стимулируют дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования в этой области. В работе показана перспективность исследования кристаллов с упорядоченной и анизотропной дислокационной структурой. Обнаружение статической дислокационной электропроводности в германии было использовано для изготовления термометра сопротивления на основе пластически сильно деформированного германия, который работает в широком интервале температур. Результаты по влиянию кислорода, бора и фосфора на спектры дислокационной фотолюминесценции в кремнии могут быть использованы в работах по созданию светодиода на основе пластически деформированного кремния.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Экспериментальное определение природы преобладающих точечных дефектов, которые генерируются при низкотемпературной пластической деформации германия.

2. Экспериментальное доказательство существования цилиндров Рида в кристаллах германия n-типа с изолированными 60° дислокациями, расположенными преимущественно в одном направлении, вследствие захвата электронов на эти дислокации.

3. Наблюдение в спектрах несобственной фотопроводимости и фотолюминесценции особенностей, которые являются проявлением одних и тех же оптических переходов электронов между зоной проводимости и акцепторными состояниями в нижней половине запрещенной зоны германия, обусловленных 60° дислокациями.

4. Отсутствие статической и обнаружение СВЧ проводимости по изолированным 60° дислокациям в германии и результаты исследования зависимости ее величины от плотности дислокаций, концентрации и типа легирующих примесей.

5. Определение параметров модели трех зон для электронных состояний, обусловленных реальными 60° дислокациями в германии. Делокапизованным состояниям в ядре прямолинейных сегментов 90° частичных дислокаций соответствуют заполненная электронами (донорная) зона 1 и пустая (акцепторная) зона 3, которые разделены щелью. Потолок зоны 1 и дно зоны 3 расположены на расстояниях ~0.07 и 0.25эВ, соответственно, выше потолка валентной зоны Ev. На расстоянии Л]2<0.03эВ от потолка зоны 1 находится узкая акцепторная зона 2, которая отщепляется от зоны 1 и связывается с дырками, локализованными вблизи структурных дефектов на реальных дислокациях.

6. Обнаружение статической дислокационной электропроводности в пластически сильно деформированных кристаллах германия с ячеистой дислокационной структурой. ДЭ связывается с движением носителей тока по случайной дислокационной сетке, которая составлена из пересекающихся дислокаций, расположенных преимущественно в малоугловых границах многочисленных ячеек. Пересечения разрушают одномерную локализацию в случайном потенциале и способствуют появлению ДЭ. Зависимость ДЭ от плотности дислокаций, концентрации и типа легирующих примесей объясняется в рамках модели трех зон при условии делокализации состояний в зоне 2 и слияния с зоной 1.

7. Результаты исследования статической электропроводности и дислокационной фотолюминесценции в пластически сильно деформированном кремнии. Определение специфики влияния кислорода, бора и фосфора на дислокационную фотолюминесценцию в кремнии. Отсутствие низкотемпературной ДЭ в кремнии связывается с сильной локализацией состояний, обусловленных деформационным потенциалом, в случайной дислокационной сетке в целом.

Личный вклад автора.

В опубликованных вместе с соавторами работах личный вклад автора значителен и состоит в непосредственном участии автора в постановке цели и определении задач исследований, приготовлении объектов исследования, измерении статической электропроводности и эффекта Холла, в анализе, интерпретации и обсуждении полученных результатов, а также в написании статей. Диссертационная работа выполнена в лаборатории спектроскопии дефектных структур ИФТТ РАН в период с 1970 по 2003 г.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на следующих совещаниях и конференциях:

1. III Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках (Новосибирск, 27-29 ноября 1978 г.).

2. V Всесоюзное совещание по дефектам структуры в полупроводниках (Новосибирск, 23-25 октября 1979 г.).

3. XXIII Всесоюзное совещание по физике низких температур (Таллин, 23-25 октября 1984 г.).

4. Международная конференция "Defects in Crystals" (Szczyrk, Poland, 22-27 May 1985 г.).

5. X Всесоюзная конференция по физике полупроводников (Минск, 17-19 сентября 1985 г.).

6. V международная конференция "Свойства и структура дислокаций в полупроводниках" Москва, Звенигород, 17-22 марта 1986 г.).

7. II международная конференция "Science and Technology of Defect Control in Semiconductors" (Yokogama, Japan, September 17-22 1989).

8. Международная конференция "Gettering and Defect Engineering in Semiconductor Technology" (Garzau, DDR, 11-17 October 1987).

9. VII международная конференция "Intergranual and Interphase Boundaries in Materials" (June 26-29, 1995, Lisboa, Portugal).

10. Международная конференция "Interfaces in Advanced Materials" (Черноголовка Московской области, Россия, 26-30 мая 2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 28 статьях (в том числе в двух обзорах). Список приведен в конце автореферата.

Общее количество публикаций по теме диссертации -37. Работы, вошедшие в диссертацию, были выполнены при частичной поддержке Международного научного фонда (International Science Foundation, Grant № NKU ООО) и Российского Фонда фундаментальных исследований (гранты № 00-15-96703 и 02-02-17024).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из общей характеристики работы, предисловия, шести глав, основных результатов и выводов и библиографии. Общий объем диссертации - 221 страниц текста, включая 58 рисунков, и список литературы из 227 наименований.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Результаты работ, представленных в данной диссертации, отражают развитие представлений об электронных свойствах 60° дислокаций в германии по мере накопления экспериментальных фактов и для удобства изложения представлены по темам исследований, а не в хронологическом порядке. Глава 1 содержит обзор результатов теоретического и экспериментального исследования структуры ядра и морфологии дислокаций в решетке алмаза, энергетического спектра и статистики заполнения электронных состояний, обусловленных дислокациями в ковалентных полупроводниках. Сформулирована основная цель исследований и намечены пути экспериментального решения задач, поставленных в диссертационной работе. Глава 2 посвящена краткому описанию методов приготовления кристаллов германия и кремния с разной плотностью введенных дислокаций, а также методов исследования кинетических и рекомбинационных процессов в пластически деформированных кристаллах.

В главе 3 определены условия приготовления деформированных образцов германия, физические свойства которых определяются, в основном, мелкими легирующими примесями и 60° дислокациями, расположенными преимущественно в одном направлении. Приведены результаты исследования влияния 60° дислокаций после отжига точечных дефектов на проводимость свободными носителями тока и эффект Холла в германии п- и р-типов и на фотопроводимость в германии п-типа.

В главе 4 представлены результаты исследования дислокационной фотолюминесценции в образцах германия с 60° дислокациями.

Глава 5 посвящена исследованию переноса носителей тока при низких температурах по дислокациям в германии: в СВЧ диапазоне по изолированным 60° дислокациям, а в статическом электрическом поле - по случайной дислокационной сетке, сформированной в пластически сильно деформированных кристаллах. Исследовано влияние магнитного поля на статическую проводимость в этих кристаллах при низких температурах. Глава 6 посвящена поиску статической проводимости по случайной дислокационной сетке в кремнии и выяснению причин отсутствия таковой. Исследована дислокационная фотолюминесценция в кристаллах кремния, деформированных при температурах выше 1000°С.

В конце диссертации перечислены основные результаты работы и сформулированы выводы.

Основные результаты и выводы.

1. Исследовано влияние изохронного отжига на концентрацию и подвижность свободных дырок после деформации при 420 °С и после закалки кристаллов германия от высоких температур. Определены энергии активации концентрации свободных дырок. Определена природа преобладающих точечных дефектов. Показано, что уменьшение концентрации точечных дефектов происходит в процессе распада пересыщенного твердого раствора атомов замещающей меди, зарождения и роста новой фазы (преципитатов) при отжиге. После завершения процесса преципитации различные физические свойства деформированных кристаллов определяются, в основном, мелкими легирующими примесями и дислокациями.

2. Впервые проведены измерения электропроводности, эффекта Холла, фотопроводимости, фотолюминесценции и СВЧ проводимости в кристаллах германия с 60° дислокациями (ND<2.107 см"2), расположенными преимущественно в одном направлении, после отжига точечных дефектов. Совокупность полученных результатов позволила доказать зонный характер спектра электронных состояний, связанных с прямолинейными сегментами 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций.

3. В германии n-типа обнаружены увеличение анизотропии проводимости свободными электронами при увеличении плотности 60° дислокаций и зависимость величины коэффициента Холла от взаимной ориентации электрического тока, магнитного поля и преимущественного направления 60° дислокаций, предсказанные в [2]. Доказано существование областей пространственного заряда (цилиндров Рида) вокруг 60° дислокаций, которые захватили часть свободных электронов. Двумя независимыми способами определена температурная зависимость доли объема, занимаемого

Рассчитано положение акцепторного дислокационного уровня в приближении минимальной энергии теории Рида: ED=Ev+(0.25±0.05) эВ.

4. Установлено, что характерными особенностями спектров несобственной фотопроводимости в германии n-типа при энергиях выше 0.45 эВ являются порог и три ступеньки, положение которых изменяется в соответствии с изменением ширины запрещенной зоны.

5. Показано, что полоса I в спектрах фотолюминесценции при 4.2 К соответствует излучению прямолинейных сегментов 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций с равновесными значениями ширины дефекта упаковки Дое. При этом энергия в максимуме полосы I зависит от распределения сегментов 60° дислокаций по длинам и, соответственно, по значениям ширины дефекта упаковки Дое.

6. Показано, что в спектрах ФП и ДФЛ проявляются одни и те же прямые оптические переходы электронов между зоной проводимости и акцепторными состояниями в нижней половине запрещенной зоны, которые обусловлены присутствием расщепленных 60° дислокаций. При этом уровень Ео=Еу+0.25 эВ соответствует состояниям в ядре прямолинейных сегментов 90° частичных дислокаций в составе расщепленных 60° дислокаций.

7. Впервые обнаружена СВЧ проводимость при низких температурах в германии п- и р-типов по 60° дислокациям. Изучена зависимость СВЧ проводимости от типа и концентрации легирующих примесей и от плотности дислокаций. Доказаны зонный характер донорных и акцепторных состояний, созданных прямолинейными сегментами 60° дислокаций, существование щели между этими состояниями и существование локализованных состояний вблизи потолка донорной зоны.

8. Проведены измерения температурной зависимости концентрации свободных дырок в германии n-типа (после инверсии типа проводимости) и р-типа с разной плотностью 60° дислокаций. Количественная обработка полученных зависимостей при низких значениях коэффициента заполнения в рамках модели трех зон позволила определить параметры этой модели в германии.

9. В пластически сильно деформированных кристаллах германия п- и р-типов высокой чистоты при температурах ниже 30 К обнаружена статическая дислокационная электропроводность, которая при понижении температуры уменьшается по степенному закону <т~Т3'. При значениях у<0.3 в области ДЭ становится измеримой ЭДС Холла, знак которой соответствует проводимости дырочного типа, а коэффициент Холла при температурах ниже 10 К не зависит от температуры. ДЭ связывается с движением дырок по случайной дислокационной сетке с многочисленными пересечениями, которые способствуют разрушению одномерной локализации носителей тока. В германии n-типа с Nd=2.4-10 см" обнаружена электропроводность при температурах ниже 8 К, которая связывается с проводимостью электронов по случайной дислокационной сетке. Зависимость ДЭ от типа и концентрации легирующих примесей, а также ее рост при увеличении степени деформации качественно объясняются в рамках модели трех зон в предположении, что состояния в зоне 2 делокализуются при увеличении плотности дислокаций и сливаются с зоной 1. Обнаружено сильное влияние условий введения дислокаций и высокотемпературного отжига на ДЭ, что обусловлено влиянием различных факторов на степень упорядочения и связность проводящего дислокационного кластера. Результаты исследования влияния магнитного поля на ДЭ при низких (0.1-10 К) температурах указывают на возможное проявление двумерного характера проводящего дислокационного кластера, что обусловлено спецификой дислокационной структуры пластически сильно деформированных кристаллов.

10. Проведены систематические исследования статической электропроводности и фотолюминесценции в кристаллах кремния с различным примесным составом, деформированных пластически при температурах выше 1000 °С до степеней деформации в интервале 1-30%. Показано, что отсутствие статической ДЭ по случайной дислокационной сетке в кремнии, в отличие от германия, обусловлено большей степенью локализации состояний в связной системе дислокационных сегментов в целом.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность академику Ю.А. Осипьяну за предоставленную возможность заниматься дислокационной тематикой в созданной им лаборатории, за его значительное и плодотворное участие в наших совместных работах, за постоянное внимание к моей деятельности.

Автор признателен проф. В.В. Кведеру за полезные дискуссии по дислокационной тематике.

Особую благодарность и признательность хочу выразить А.И. Колюбакину за многолетнее творческое сотрудничество и помощь.

Благодарю Н.Г. Мартыненко, М.Г. Дубинину и Ю.Н. Колбанова за неоценимую помощь при подготовке и проведении экспериментов, а также всех сотрудников лаборатории спектроскопии дефектных структур за поддержку на разных этапах моей работы.

Благодарю также моих соавторов и сотрудников ИФТТ РАН, деятельность которых способствовала выполнению данной работы.

1. Письма в ЖЭТФ 20, 709 (1974). 16*. Ю.А. Осипьян, В.И. Тальянский, А.А. Харламов, С.А. Шевченко. СВЧпроводимость германия п-типа с дислокациями. ЖЭТФ 76, 1655 (1979). 17*. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационный эффект Холла в германии.

2. Список цитированной литературы

3. W. Schockley. Dislocations and edge states in the diamond crystal structure. Phys. Rev. 91, 228 (1953).

4. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках. Под редакцией академика Ю.А. Осипьяна. М.: Эдиториал УРСС, 2000. -320 с.

5. W. Schroter and Н. Cerva. Interaction of point defects with dislocations in silicon and germanium: electrical and optical effects. Solid State Phenomena v. 85-86, p.67, Scitec Publications, Switzerland, 2002.

6. Ю.А. Осипьян, И.А. Рыжкин. Спектр дислокационных состояний в полупроводниках. ЖЭТФ 79, 961 (1980).

7. Р.В. Hirsch. Dislocations in semiconductors. Materials Science and Technology 1, 666 (1985).

8. J. Hornstra. Dislocations in the diamond lattice. J. Phys. Chem. Solids, 5, 129 (1958).

9. Д. Хирт, И. Лотте. Теория дислокаций. М., Атомиздат, 1972, с. 489.

10. Н. Alexander. Dislocations in semiconductors. Springer Proc. in Physics, v.54, Polycrystalline semiconductors-II, Eds: J.H. Werner, H.P. Strunk, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1991.

11. I.L.F. Ray and D.J.H. Cockayne. The observation of dissociated dislocations in silicon. Phil. Mag. 22, 853 (1970).

12. A. Gomez, D.J.H. Cockayne, P.B. Hirsch, V. Vitek. Dissociation of near-screw dislocations in germanium and silicon. Phil. Mag. 31, 105 (1975).

13. P.B. Hirsch. Electronic and mecanical properties of dislocations in semiconductors. In: Defects in semiconductors (ed. J. Narayan and T.Y. Tan), 257,1981. New York, North. Holland.

14. Р.В. Hirsch. Recent results on the structure of dislocations in tetrahedrallycoordinated semiconductors. J. Phys. 40, C6-27 (1979). 14.S. Marklund. Electron states associated with partial dislocations in silicon.

15. M. Heggie, R. Jones. Atomic structure of dislocations and kinks in silicon. Inst. Phys. Conf. Ser. 87, 367 (1987).

16. J.F. Justo, M.Z. Bazant, E. Kaxiras, V.V. Bulatov, S.Yip. Interatomic potential for silicon defects and disordered phases. Phys. Rev. В 58, 2539 (1998-1).

17. F. Louchet and J. Thibault-Desseaux. Dislocation cores in semiconductors. From the «shuffle or glide» dispute to the «glide and shuffle» partnership. Revue Phys. Appl. 22, 207 (1987).

18. J.F. Justo, M. de Konig, W. Cai, V.V. Bulatov, S.Yip. Vacancy interaction with dislocations in silicon: the shuffle-glide competition. Phys. Rev. Lett. 84,2172(2000).

19. M. Heggie, R. Jones. A theoretical interpretation of dislocation glide in silicon. Inst. Phys. Conf. Ser. 67, 45 (1983).

20. R.A. Brown. Electron and phonon bound states and scattering resonances for extended defects in crystals. Phys. Rev. 156, 889 (1967).

21. Г. JI. Бир, Г.Е.Пикус, Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. М., Наука, 1972, 584 с.

22. R. Landauer. Bound states in dislocations. Phys. Rev. 94, 1386 (1954).

23. V. Celli, A. Gold, R. Thomson. Electronic states on dislocations in semiconductors. Phys. Rev. Lett. 8, 961 (1962).

24. A. Claesson, Bound electron states in the strain field of a 60° dislocation in germanium, Phys. Stat. Sol. (b), 61,599 (1974).

25. A. Claesson. Effect of disorder and long range strain field on the electron states. J. Physique Colloq. 40, C6-39 (1979).

26. S. Winter. Bound electron states close to the conduction band in germanium due to 60° dislocations. Phys. Stat. Sol. (b) 79, 637 (1977).

27. S. Winter. Electron states below the conduction band in germanium originated from dissociated 60° dislocations. Phys. Stat. Sol. (b) 90, 289 (1978).

28. B. JI. Бонч-Бруевич. К теории электронных состояний, связанных с дислокациями. Винтовые дислокации. ФТТ 3, 47 (1961).

29. Н. Teichler. Effect of dislocation dissociation on the localized electron and hole states at screw dislocations in germanium J. Phys. (Orsey) 40, C6, suppl. #6, 43 (1979).

30. R. Jones. Electronic states associated with the 60° edge dislocations in silicon. Phil. Mag. 35, 57 (1977).

31. R. Jones. Electronic states associated with the sixty-degree dislocations in germanium. Phil. Mag. 36, 677 (1977).

32. R. Jones. Theoretical calculations of electron states associated with dislocations, J. Phys. (Orsey), 40, C6, suppl. #6, 33 (1979).

33. Alstrup, S. Marklund. The electron states associated with the core region of the 60° dislocations in silicon. Phys. Stat. Sol. (b) 80, 301 (1977).

34. S. Marklund. Electron states associated with the core region of the 60° dislocations in silicon and germanium. Phys. Stat. Sol. (b) 85, 673 (1978).

35. И.А. Рыжкин. Глубокие дислокационные состояния в германии и кремнии. ФТТ 21, 1805 (1979).

36. И.А.Рыжкин. Влияние внуриузельных корреляций на энергетический спектр дислокационных электронов. ФТТ 24, 50 (1982).

37. И. Е. Дзялошинский, А. И. Ларкин. О воможных состояниях квазиодномерных систем. ЖЭТФ 61, 791 (1971).

38. P. Hubbard. Electron correlations in narrow energy bands. III. An improved solution. Proc. R. Soc. (A) 281, 401 (1964).

39. Н.Ф. Мотт. Переходы металл-изолятор. М.: Наука, 1979, 160 с.

40. Р. Пайерлс. Квантовая теория твердых тел. М.: ИЛ, 1956,129 с.

41. Р. W. Anderson. Absence of diffusion in certain random lattices. Phys. Rev. 109, 1492 (1958).

42. V.A. Grazhulis, V.V. Kveder, V.Yu. Mukhina. Investigation of the energy spectrum and kinetic phenomena in dislocated Si crystals. Phys. Stat. Sol.a) 43, 407 (1977).

43. H. Teichler and H. Veth. Deep electron levels and further effects of topological disorder by dislocations. J. Phys. 44, C4, suppl. # 4, 93 (1983).

44. Тайхлер X. и Мархайн К. «Расчет связанных электронных состояний на не реконструированных 90° частичных дислокациях в кремнии методом LCAO в приближении четырех координационных сфер» Известия Академии наук СССР, серия физическая 51, 663 (1987).

45. Yong-Liang Wang and Н. Teichler. LCAO recursion approach for the bound electron states at the 90° partial dislocation in silicon. Phys. Stat. Sol.b) 154, 649 (1989).

46. J.R.K. Bigger, D.A. Mclnnes, A.P. Sutton, M.C. Payne, I. Stich, R.D. King-Smith, D.M. Bird, and L.J. Clarke. Atomic and electron structure of the 90° partial dislocation in silicon. Phys. Rev. Letts. 69, 2224 (1992).

47. M. S. Duesbery, B. Joos, and D. J. Michel. Dislocation core studies in empirical models. Phys. Rev. В 43, 5143 (1991).

48. R. Jones and S. Marklund. Structure and energy levels of the glide 60° partial in silicon. Phys. Stat. Sol. (b) 101, 585 (1980).

49. H. Veth and H. Teichler. Deep electron level calculations for dislocations in Si and Ge. Recursion approach exploiting the translational symmetry. Phil. Mag. В 49, 371 (1984).

50. В. Л. Бонч-Бруевич, В. Б. Гласко. К теории электронных состояний, связанных с дислокациями. Линейные дислокации. ФТТ 3, 36 (1961).

51. Ю.В. Гуляев. Статистика электронов и дырок в полупроводниках с дислокациями. ФТТ 3,1094 (1961).

52. Н. Alexander. Dislocations. In: "Materials Science and Technology", v. 4 Electronic structure and properties of semiconductors. Ed. W. Schroter, 1991, VCH p. 252.

53. S. Marklund and Yong-Liang Wang. Electron states of a vacancy in the core of the 90° partial dislocation in silicon. Phys. Stat. Sol. (b) 189, 473 (1995).

54. P.A. Варданян. Сечение захвата дырок заряженной дислокацией в полупроводнике. ЖЭТФ 73, 2313 (1977).

55. В.Б. Шикин, Ю.И. Шикина. Заряженные дислокации в полупроводниковых кристаллах. УФН 165, 887 (1995).

56. W. Schroter, R. Labusch. Electrical properties of dislocations in Ge and Si. Phys. Stat. Sol. 36, 539 (1969).

57. W. Schroter. Influence of dislocations on the Hall effect in silicon and germanium. J. Phys. 40, C6, suppl. #6, 51 (1979).

58. Г. Матаре. Электроника дефектов в полупроводниках. М.:Мир, 1974, 464 с.

59. R.A. Logan, G.L. Pearson, D.A. Kleinman. Anisotropic mobility in plastically deformed germanium. J. Appl. Phys. 30, 885 (1959).

60. R.M. Broudy. The electrical properties of dislocations in semiconductors. Advances in Physics 12,135 (1963).

61. Ю.В. Шикина, Н.И. Шикина. О роли дырок в формировании коэффициента заполнения заряженных дислокаций в полупроводниках. ФТП29, 507(1995).

62. С.J. Gallagher. Plastic deformation of germanium and silicon. Phys. Rev. 88, 721 (1952).

63. G.L. Pearson, W.T. Read, F.G. Morin. Dislocations in plastically deformed germanium. Phys. Rev. 93, 666 (1954).

64. В. Podor. Effect of dislocations on galvanomagnetic properties of n-type Ge. Acta Phys. Hungar. 23, 393 (1967).

65. J.H.P. van Weeren, G. Koopmans, J. Blok. The position of the dislocation acceptor level in n-type Ge. Phys.Stat.Sol. 27,219 (1968).

66. J. Krylow, J. Auleytner. Electric properties of dislocations in n-type Ge. Phys. Stat. Sol. 32, 581 (1969).

67. P. Gondi, S. Mantovani, F. Schintu. Point defect associates and inhomogenity effects in deformed germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 7, 91 (1971).

68. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Влияние дислокаций на электрические свойства германия. ЖЭТФ 61, 2330 (1971).

69. Р. Gondi, A. Cavallini, A. Castaldini. Hall effect results on Ge deformed at relatively low temperatures. J. Phys. 40, C6, suppl.#6, 71 (1979).

70. L. Bleik, W. Schroter. Akzeptorwerkung von Versetzungen in p-Germanium. Phys. Stat. Sol. 14, K55 (1966).

71. W. Schroter. Die elektrischen eingenschaften von versetzungen in germanium. Phys. Stat. Sol. 21, 211 (1967).

72. R. Labusch and R. Schettler. On the electronic states at dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 9,455 (1972).

73. R. Wagner. Elektronenzustande von schrauben versetzungen in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 24, 575 (1974).

74. A.JI. Асеев, Ю.Д. Ваулин, С.И. Стенин и Ф.Л. Эдельман. Система дислокаций в изогнутом германии. ФТТ 11(3?), 758 (1969).

75. A.L. Aseev, Yu. N. Golobokov, and S.I. Stenin. Dislocation processes during plasic deformation of Si and Ge in the range 0.50 to 0.95 of the melting temperature. Phys. Stat. Sol. (a) 28, 355 (1975).

76. A.A. Гиппиус, Л.И. Колесник. Влияние дислокаций на электрические и оптические свойства полупроводников. В сб.: Дислокации и физические свойства полупроводников. Л: Наука, стр. 66, 1967.

77. Л.И. Колесник. Рекомбинация на линейных дислокациях в германии. ФТТ4, 1449(1962).

78. Л.И. Колесник, Ю.А. Концевой. Нелинейная фотопроводимость в германии. ФТТ 6, 164 (1964).

79. W. Barth, G. Langhorn. Spectral dependence of the stationary photoconductivity and the relaxation process plastically deformed germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 3, K289 (1970).

80. D. Mergel, R. Labusch. Optical excitation of dislocation states in germanium. 1. Experiments. Phys. Stat. Sol. (a) 41, 431 (1977). 2. Analysis of the experimental results. Phys. Stat. Sol. (a) 42, 165(1977).

81. M. Jastrebska, T. Figielski. Kinetics of photoconductivity in plastically deformed germanium. Phys. Stat. Sol. 7, K101 (1964).

82. M. Jastrebska, T. Figielski. Trapping processes at dislocations in plastically bent germanium. Phys. Stat. Sol. 14, 381 (1966).

83. M. Jastrebska, T. Figielski. Investigation of photoelectric phenomena on p-type germanium with dislocations. Phys. Stat. Sol. 32, 791 (1969.

84. M.H. Miles. Extrinsic photoconductivity from edge dislocations in germanium. J. Appl. Phys. 40, 2720 (1969).

85. E. Kamieniecki. Effect of edge dislocations on extrinsic photoconductivity in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 4, 257 (1971).

86. K. Elsasser, E. Kamieniecki. Relaxation of extrinsic photoconductivity in plastically n-Ge. Phys. Stat. Sol. (a) 26, КЗ7 (1974).

87. H.R. Weber. Photoleitung und photohalleffect in verformten germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 25, 445 (1974).

88. S.R. Morrison. Recombination of electrons and holes at dislocations in germanium. Phys. Rev. 104, 619 (1956).

89. Ю.В. Гуляев. К теории рекомбинации носителей тока на линейных дислокациях в полупроводниках. ФТТ 4, 1285 (1962).

90. Т. Figielski. Theory of carrier recombination at dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. 6, 429 (1964).

91. Т. Figielski. Dislocations as traps for holes in germanium. Phys. Stat. Sol. 9, 555 (1964).

92. T. Figielski, A. Morawski. Position and nature of electron states associated with dislocations in Ge. Phys. Stat. Sol. 6, 617 (1971).

93. T. Figielski. Recombination at dislocations. Solid. State Electronics 21,1403 (1978).

94. W. Schroter. Recombination of charge carriers at dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 19, 159 (1973).

95. F.H. Baumann, W. Schroter. Deformation-induced point defects in germanium. Phil. Mag. В 48, 55, 1983.

96. F.H. Baumann, W. Schroter. Deformation-induced defects in p-type germanium. Phys. Stat. Sol (a) 79, K123 (1983).

97. R. Newman. Recombination radiation from deformed and alloyed germanium p-n junction at 80 K. Phys. Rev. 105, 1715 (1957).

98. C. Benoit a la Guillaume. Recombination radiative par l'intermediaire des dislocations dans le germanium. J. Phys. Chem. Solids 8, 150 (1959).

99. А.А. Гиппиус. Излучательиая рекомбинация на дислокациях в германии. Труды Физического института АН СССР 37, 3 (1966).

100. W. Barth, М. Bettini, U. Ostertag. Radiative recombination with high dislocation densities. Phys. Stat. Sol. (a) 3, K177 (1970).

101. Ю.Л. Иванов. Излучательная рекомбинация на линейных дислокациях в германии. ФТТ 7, 788 (1965).

102. W. Barth, К. Elsesser, W. Guth. The optical absorption of 60° dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 34, 153 (1976).

103. S. Winter. A comment on the optical absorption in germanium with 60° dislocations. Phys. Stat. Sol.(b) 85, K95,1978.

104. H. Schaumburg, F. Willman. Optical absorption of plastically deformad germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 34, K173 (1976).

105. H. Weber, W. Schroter, P. Haasen. Elektronenzustande von versetzungen in silizium. Helv. Phys. Acta 41, 1255 (1968).

106. В.Г. Еременко, В.И. Никитенко, Е.Б. Якимов. Зависимость электрических свойств кремния от температуры пластической деформации и отжига. ЖЭТФ 73, 1129 (1977).

107. В.А. Гражулис. Исследование спиновых цепочек в кремнии. Диссертация на соискание ученой степени доктора физмат наук, Черноголовка, 1978 г.

108. D. Mergel and R. Labusch. Optical excitations of dislocation states in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 69, 151 (1982).

109. W. Schroter, E.Scheibe, H. Schoen. Energy spectra of dislocations in silicon and germanium. J.Microscopy 118,23, 1980.

110. R. Labusch and W.Schroter. Electrical properties of dislocations in semiconductors. В книге "Dislocations in Solids", Ed. F.R.N. Nabarro, Nort Holland Publ. Co., Amsterdam, 1980.

111. Е.Б. Якимов, H.A. Ярыкин, В.И. Никитенко. Исследование фотоэлектретного состояния в кристаллах кремния с высокой плотностью дислокаций. ФТП 14, 295 (1980).

112. Е.Б. Якимов, Н.А. Ярыкин. Электретное состояние в дислокационных р-п-переходах. ФТП 15, 1852 (1981).

113. L.C. Kimerling, J.R. Patel. Defect states associated with dislocations in silicon. Appl. Phys. Lett. 34, 73 (1979).

114. V.V. Kveder, Yu.A Ossipyan, W. Schroter, G. Zoth. On the energy spectrum of dislocations in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 72, 701 (198).

115. F.D. Wohler, H. Alexander, W. Sander. The annealing of the EPR-signal produced in silicon by plastic deformation. J. Phys. Chem. Sol. 31, 1381 (1970).

116. H. Кроневиц, В. Шретер. Нестационарная емкостная спектроскопия 60° дислокаций в кремнии. Известия АН СССР, серия физическая 51,682 (1987).

117. O.V. Kononchuk, V.I. Nikitenko, V.I. Orlov, and E.B. Yakimov. Effect of dislocation loop size on the deep level transient spectrum in Si. Phys. Stat. Sol. (a) 143, K5 (1994).

118. Yu.A. Ossip'yan. Dislocations and electronic properties of semiconductors. Sov. Sci. Rev. A4, 219 (1982).

119. H.A. Дроздов, A.A. Патрин, В.Д. Ткачев. Рекомбинационное излучение на дислокациях в кремнии. Письма в ЖЭТФ 23, 651 (1976).

120. R. Sauer, Ch. Kisielowski-Kemmerich and H. Alexander. Dislocation-width-dependent radiative recombination of electrons and holes at widely split dislocations in silicon. Phys. Rev. Letts. 57,1472 (1985).

121. В.И.Никитенко, А.И.Полянский. Влияние дислокаций на электрические свойства кремния. Материалы Всесоюзного совещания по дефектам структуры в полупроводниках, Новосибирск, ч. I, 382 (1970).

122. В.Н. Ерофеев, В.И. Никитенко, В.И. Половинкина, Э.В. Суворов, Исследование особенностей рентгенодифракционного контраста в геометрии дислокационных полупетель в кремнии. Кристаллография 16,190(1971).

123. V.V. Aristov, Yu.A. Ossipyan, R. Scholz, I.I. Snighireva, I.I. Khodos, and S.A. Shevchenko. The effect of annealing on the defect structure and electrical properties of deformed single crystals of Ge. Phys. Stat. Sol. (a) 79,47 (1983).

124. K. Wessel and H. Alexander. On the mobility of partial dislocations in silicon. Phil. Mag. 35, 1523 (1977).

125. C.M. Рыбкин. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М.: Физматгиз, 1963, 494 с. *

126. С.А. Шевченко, А.И. Колюбакин. Деформационные точечные дефекты в германии п-типа. ФТП 13, 1046 (1979).

127. Б.И. Болтакс. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. JL, Наука, 1972, гл.З.

128. С.Н. Абдурахманова, Н.А. Витовский, М. Максимов, Т.В. Машовец. Исследование термодефектов в германии высокой чистоты. ФТП4, 2298(1970).

129. Н.А. Витовский, М. Максимов и Т.В. Машовец. Исследование у-радиационных дефектов в германии высокой чистоты. ФТП 4, 1030 (1970).

130. A.G. Tweet. Precipitation of Си in Ge. I. Phys. Rev. 106, 221, 1957; II. 111,57, 1958; III. 111,67(1958).

131. C.A. Шевченко. Рассеяние дырок в присутствии нейтральных атомов меди и атмосфер точечных дефектов вокруг дислокаций в германии. ФТП 20, 275 (1986).

132. Е.Е. Haller, W.L. Hansen, F.S. Goulding. Physics of ultra-pure germanium. Advances in Physics 30, 93 (1981).

133. В.И. Фистуль. Распад пересыщенных полупроводниковых растворов. М., 1977.

134. С. Erginsoy. Neutral impurity scattering in semiconductors. Phys. Rev. 79, 1013(1950).

135. RA. Swallin, R.D. Weltzin. Defect interaction and precipitation in semiconductors. In: Progress in solid state chemistry v.2, 175, 1965. Ed. Reiss, Pergamon Press.

136. S.A. Shevchenko, I.I. Khodos, and I.I. Snighireva. Dislocation dissociation and electrical properties of plastically deformed germanium single crystals. Phys. Stat. Sol. (a) 91, 523 (1985).

137. А.И. Колюбакин, C.A. Шевченко. Особенности электропроводности пластически деформированного германия п-типа. Письма в ЖЭТФ 30,208 (1979).

138. А. И. Колюбакин, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. О спектре дислокационных состояний пластически деформированного германия п-типа. ЖЭТФ 77, 975(1979).

139. А.И. Котобакин, Ю.А. Осипьян, С. А. Шевченко. Дислокационные состояния в германии. ЖЭТФ 93,248 (1987).

140. J. Hess and R. Labusch. ID conduction and photoconduction measurements at dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 138, 617 (1993).

141. R. Labusch and J. Hess. Photoconductivity at dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 146, 145 (1994).

142. Ю.А. Осипьян, C.A. Шевченко. Влияние дислокаций на электрические свойства р-германия. ЖЭТФ 65, 698 (1973).

143. A.I. Kolyubakin, S.A. Shevchenko. On the spectrum of dislocation states in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 63, 677 (1981).

144. А.И. Колюбакин, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко, Э.А. Штейнман. Дислокационная фотолюминесценция в германии. ФТТ 26, 677, 1984.

145. Ю.С. Леликов, Ю.Т. Ребане, Ю.Г. Шретер. Одномерный экситон в кристаллах германия. ФТТ 32, 2778 (1990).

146. В.Я. Кравченко. Спектр фотолюминесценции в пластически деформированных полупроводниках и электронные состояния на расщепленных дислокациях. ЖЭТФ 107, 2048 (1995).

147. А.Н. Изотов, А.И. Колюбакин, С.А. Шевченко, Э.А. Штейнман. Дискретный спектр неравновесной дислокационной структуры в германии. ДАН 305, 1104 (1989).

148. A.N. Izotov, A.I. Kolubakin, S.A. Shevchenko, E.A. Steinman. Peculiarities of dislocation luminescence of covalent semiconductors. Solid State Phenomena 19-20, 335 (1991).

149. A.N. Izotov, A.I. Kolyubakin, S.A. Shevchenko, E.A. Steinman. Photoluminescence and splitting of dislocations in germanium. Phys. Stat. Sol. (a) 130, 193 (1992).

150. G. Packeiser and P. Haasen. Constrictions in the SF of dislocations in Ge. Phil. Mag. 35, 821 (1977).

151. С. А. Шевченко, А.Н.Изотов. Дислокационная фотолюминесценция в кристаллах кремния с различным примесным составом. ФТТ 45, 248 (2003).

152. G. Landwehr and P. Handler. Galvanomagnetic properties of grain boundaries in germanium bicrystals from 1,25 to 240 K. J. Phys. Chem. Solids 23, 891 (1962).

153. Ю.А. Осипьян, C.A. Шевченко. О дислокационной проводимости германия. Письма в ЖЭТФ 20, 709 (1974).

154. Ю.А.Осипьян, В.И.Тальянский, С.А.Шевченко. Дислокационная СВЧ проводимость германия. ЖЭТФ 72, 1543 (1977).

155. Ю.А.Осипьян, В.Итальянский, А.А.Харламов, С.А.Шевченко. СВЧ проводимость германия п-типа с дислокациями. ЖЭТФ 76, 1655 (1979).

156. Ю.А. Осипьян, В. М. Прокопенко, В.И. Тальянский, С.А. Шевченко. Анизотропия дислокационной СВЧ проводимости в германии. Письма в ЖЭТФ 30, 123 (1979).

157. Ю.А. Осипьян, В.М. Прокопенко, В.И. Тальянский. Исследование СВЧ дислокационной проводимости в Ge, легированном посредством облучения тепловыми нейтронами. Письма в ЖЭТФ 36, 64 (1982).

158. И.А. Рыжкин. Проводимость по дислокациям при низких температурах. ФТТ 20, 3612 (1978).

159. V.V. Kveder, R. Labusch, Yu. A Ossipyan. Frequency dependence of the dislocation conduction in Ge and Si. Phys. Stat. Sol. (a) 92, 293 (1985).

160. B.A. Гражулис, B.B. Кведер, В.Ю. Мухина, Ю.А. Осипьян. Исследование высокочастотной проводимости дислокаций в кремнии. Письма в ЖЭТФ 24,164 (1976).

161. V.A. Grazhulis, V.V. Kveder, V.Yu. Mukhina. Investigation of the energy spectrum and kinetic phenomena in dislocated Si crystals. II Microwave conductivity. Phys. Stat. Sol. (a) 44, 107 (1977).

162. A. Gleitz, H.V. Helberg. Microwave conductivity of dislocations in deformed silicon single crystals. Phys. Stat. Sol. (a) 90, K209 (1985).

163. M. Brohl, M. Dresssel, H.W. Helberg and H. Alexander. Microwave conductivity investigations of plastically deformed silicon. Phil. Mag. 61,97 (1990).

164. B.A. Гончаров, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационная структура и дислокационная электропроводность пластически сильно деформированного германия. ФТТ 29, 1928 (1987).

165. С.А. Шевченко. Электропроводность германия с сетками дислокаций. ЖЭТФ 115, 115 (1999).

166. F. Louchet. Organized dislocation structures. Solid State Phenomena 35-36, 57 (1994).

167. Г.А. Малыгин. Эволюция параметров ячеистых дислокационных структур с деформацией в металлах. ФММ 5, 22 (1990).

168. Г.А. Малыгин. Самоорганизация дислокаций и локализация скольжения в пластически деформируемых кристаллах. ФТТ 37, 3 (1995).

169. Н. G. Brion and P. Haasen. Screw dislocation networks generated in Ge and Si by stage IV compression. Phil. Mag. A 51, 879 (1985).

170. Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Дислокационный эффект Холла в германии. Письма в ЖЭТФ 33,218(1981).

171. С.А. Шевченко. Влияние отжига на дислокационную электропроводность германия. ФТП 34, 543 (2000).

172. Б.И. Шкловский, A.JI. Эфрос. Электронные свойства легированных полупроводников. М., Наука, Гл. ред. Физмат лит. 1979, 416 с.

173. И.В. Кляцкина, M.JI. Кожух, С.М. Рывкин, В.А. Трунов, И.С. Шлимак. О механизме проводимости «по дислокациям» в пластически деформированном германии. ФТП 13, 1089 (1979).

174. С.С. Горелик. Рекристаллизация металлов и сплавов. М., Металлургия, 1967, гл. II-V.

175. F.J. Humpreys and М. Harthley. Recrystallization and related annealing phenomena. Pergamon, Elsevier Science Ltd, Copyright 1996, ch. V.

176. K.H. Зиновьева, M.JI. Кожух, В.А. Трунов, C.M. Рыбкин, И.С. Шлимак. Проводимость пластически деформированного германия при сверхнизких температурах. Письма в ЖЭТФ 30, 303 (1979).

177. В.Б. Ефимов, Л.П. Межов-Деглин, С.А. Шевченко. Широкодиапазонный термометр из пластически деформированного германия. ПТЭ 42, 1 (1999).

178. М.Л. Кожух, С.М. Рывкин, В.А. Трунов, И.С. Шлимак. Сверхширокодиапазонный полупроводниковый термометр сопротивления. ФТП 15, 795 (1981).

179. В.В. Кведер, Ю.А. Осипьян. Исследование дислокаций в кремнии методом фото-ЭПР. ЖЭТФ 80, 1206 (1981).

180. ИВ. Кляцкина, М.Л. Кожух, С.М. Рывкин, В.А. Трунов, И.С. Шлимак. Взаимодействие примесей и дислокаций в легированном пластически деформированном n-германии. Письма в ЖЭТФ 29, 268 (1979).

181. О.В. Жариков, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Об аномальном магнитосопротивлении пластически деформированного германия. Письма в ЖЭТФ 39, 249 (1984).

182. О.В. Жариков, Ю.А. Осипьян, С.А. Шевченко. Квантовые эффекты в низкотемпературной проводимости пластически деформированного германия. Тезисы Всесоюзного Совещания по физике низких температур, Таллин, 23-25 октября 1984, с. 72.

183. М.Л. Кожух, С.М. Рывкин, И.С. Шлимак, А.Б. Алейников, Л.И. Зарубин. Магнитосопротивление пластически деформированного германия. ФТП 15, 1423 (1981).

184. Б.Л. Альтшуллер, А.Г. Аронов, А.И. Ларкин, Д.Е. Хмельницкий. Об аномальном магнитосопротивлении. ЖЭТФ 81, 768 (1981).

185. Б.И. Шкловский. Прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка в сильном магнитном поле. Письма в ЖЭТФ 36, 43 (1982).

186. Б.Л. Альтшуллер, А.Г. Аронов, А.И. Ларкин, Д.Е. Хмельницкий. Об отрицательном магнетосопротивлении в полупроводниках в области прыжковой проводимости. Письма в ЖЭТФ 36, 157 (1982).

187. А.И. Ларкин, Д.Е. Хмельницкий. Андерсоновская локализация и аномальное магнитосопротивление при низких температурах. УФН 136, 758 (1982).

188. W.F. Brinkman and Т.М. PUce. Hall effect in the presence of strong spin-disorder scattering. Phys. Rev. 4, 1566 (1971).

189. А.Г. Аронов, M.E. Гершензон, Ю.Е. Журавлев. Квантовые эффекты в системах с протеканием. Гранулированные пленки. ЖЭТФ 87,971 (1984).

190. М.Н. Золотухин, В.В. Кведер, Ю.А. Осипьян. К вопросу об отжиге дислокационного сигнала ЭПР в кремнии. ЖЭТФ 81, 299 (1981).

191. V.V. Kveder, Yu.A. Ossipyan, I.R. Sagdeev, A.I. Shalynin, and M.N. Zolotukhin. The effect of annealing and hydrogenation on the dislocation conduction in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 87, 657 (1985).

192. S.A. Shevchenko, Yu.A. Ossipyan, T.R. Mchedlidze, E.A. Steinman, and R.A. Batto. Phys. Stat. Sol. (a) 146, 745 (1994).

193. S.A.Shevchenko and A.I.Shalynin. Electric activity of dislocation networks in Si and Ge. Material Science Forum 207-209, 677 (1995).

194. И.А. Рыжкин. Локализованные и делокализованные состояния на пересекающихся дислокациях. ЖЭТФ 81, 2192 (1981).

195. S.A. Shevchenko and A.N. Izotov. Structure of the photoluminescence spectra in the vicinity of the lines D1 and D2 in plastically deformed Si. Phys. Stat. Sol.(a) 148, K1 (1995).

196. N.A. Drozdov, A.A. Patrin, and V.T. Tkachev. On the nature of the dislocation luminescence in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 83, K137 (1977).

197. N.A. Drozdov, A.A. Patrin, and V.T. Tkachev. Modification of the dislocation luminescence spectrum by oxygen atmospheres in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 64, K63 (1981).

198. M. Suezawa and K. Sumino. The nature of photoluminescence from plastically deformed silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 78, 639 (1983).

199. A.H. Изотов, Э.А. Штейнман. Влияние закалки на дислокационные спектры фотолюминесценции в кремнии. ФТТ 28, 1172(1986).

200. O.V. Feklisova, G. Mariani-Reguta, В. Pichaud, Е.В. Yakimov. Oxygen effect on electrical and optical properties of dislocations in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 71, 341 (1998).

201. W. Wijaranakula. A quantitive model for an interaction between extended dislocation loops and impurities in Czochralski silicon based upon the photoluminescence analysis. J. Appl. Phys. 70, 3018 (1991).

202. C. Clayes, E. Simoen and J. Vanhellemont. Electrical and structural properties of oxygen-precipitation induced extended defects in silicon. J. Phys. Ill France 7, 1469 (1997).

203. S. Pizzini, M. Guzzi and G. Borinetti. About the photoluminescence emission in the 0.7-0.9eV range from oxygen precipitates, thermal donors and dislocations in silicon. J. of Phys.: Condens. Matter 12, 10131 (2000).

204. Ж. Фридель. Дислокации. M.: Мир, 1967, 644 с.

205. В.И. Вдовин, Н.А. Соболев, A.M. Емельянов, Е.И. Шек, Т.Г. Югова. Структурные дефекты и фотолюминесценция в слоях (100)Si:Er, полученных методом твердофазной эпитаксии. Известия АН, серия физическая 66, 279 (2002).

206. H. Gottschalk. Precipitation of copper silicide on glide dislocations in silicon at low temperature. Phys. Stat. Sol. (a) 137, 447 (1993).

207. B. Shen, T. Sekiguchi, J. Jablonski, and K. Sumino. Gettering of copper by bulk stacking fault and punched-out dislocations in Czochralski-grown silicon. J. Appl. Phys. 76, 4540 (1994).

208. K. Sumino. Interaction between dislocations and impurities in semiconducting crystals. Phys. Stat. Sol. 171, 111 (1999).

209. A. Cavallini, M. Vandini, F. Corticelli, A. Parisini and A. Armigliato. Inst. Phys. Conf. Ser. 134, section 3, 115 (1993).

210. T. Sekiguchi and K. Sumino. Cathodoluminescence study on dislocations in silicon. J. Appl. Phys. 79, 3253 (1996).

211. A.T. Blumenau, R. Jones, S. Oberg, P.R. Briddon, T. Frauenheim. Dislocation related photoluminescence in silicon. Phys. Rev. Letters 87, 187404-1.

212. G. Packeiser and D. Gwinner. The formation mechanisms of dislocation networks in twisted silicon. Phil. Mag. A 42, 661 (1980).

213. W. Wijaranakula. Morphology of oxide precipitates in Czochralski silicon degenerately doped with boron. J. Appl. Phys. 72,4026 (1992).

214. K. Minowa, I. Yonenaga, K. Sumino. Climb of extended dislocations in silicon caused by oxygen precipitation. Materials Letters 11,164 (1991).

215. I. Yonenaga and K. Sumino. Influence of oxygen precipitation along dislocations on the strength of silicon crystals. J. Appl. Phys. 80, 734 (1996).

216. H. Moller, L. Long, M. Werner, D. Yang. Oxygen and carbon precipitation in multicrystalline solar silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 171, 175 (1999).

217. E.C. Lightowlers and V. Higgs. Luminescence associated with the presence if dislocations in silicon. Phys. Stat. Sol. (a) 138, 665 (1993).

218. V. Higgs, M. Goulding and A. Brinklow, P. Kightley. Characterization of epitaxial and oxidation-induced stacking faults insilicon. The influence of transition-metal contamination. Appl. Phys. Lett. 60,1369(1992).

219. E.A. Steinman, V.I. Vdovin, T.G. Yugova, V.S. Avrutin, N.F. Izyumskaya. Dislocation structure and photoluminescence of partially relaxed SiGe layers on Si (001) substrates. Semicond. Sci. Technol. 14, 582 (1999).

220. S. Hahn, F.A. Ponce, W.A. Tiler, V. Stojanov, D.A.P. Bulla, W.E. Castro, Jr. Effect of heavy boron doping upon oxygen precipitation in Czochralski silicon. J. Appl. Phys. 64, 4454 (1988).

221. M. Imai, K. Sumino. In situ X-ray topography study of the dislocation mobility in high-purity and impurity-doped silicon crystals. Phil. Mag. A47, 599 (1983).

222. R. Jones, A. Umerski, P. Stich, M.I. Heggie, and S. Oberg. Density functional calculations of structure and properties of impuritiesand dislocations in semiconductors. Phys. Stat. Sol. (a) 1381, 369 (1993).

223. V.V. Kveder, E.A. Steinman, S.A. Shevchenko, H.G. Grimmeiss. Dislocation-related electroluminescence at room temperature in plastically deformed silicon. Phys. Rev. B51-II, 10520 (1995).

224. Wai Lek Ng, M. A. Lourenco, R. M. Gwilliani, S. Ledain, G. Shao, & K.P. Homewood. An efficient room-temperature silicon-based light-emitting diode. Nature 410, 192 (2001).