Електричнi i фотоелектричнi ефекти в кристалах CdS, пов'язанi з наявнiстю рухомих i метастабiльних центрiв тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМШ НАУК УКРА1НИ 1НСТИТУТ Ф13ИКИ НАП1ВПР0ВЩЖ1В

1.

На правах рукопису УДК 621,315.592

,ДРОЗДОВА.IЛГА АНАТОЛПВНА

ЕЛЕКГРИЧН1 I ФОТОЕЛЕКГРИЧНГ ЕФЕКТИ В КРИСТАЛАХ саБ. ПОВ'ЯЗАН! 3 НАЯВН1СТЮ РУХОМЙХ I МЕТАСТАБГЛЬНИХ ЦЕНТР1В

01.04.10 - ф!зика нап1впров1дник1в та д!елекгрик1в

АВТОРЕФЕРАТ . дисерггацН на здобуття вченого ступени кандидата ф1зико-математичяиг наук

КШв -- 1993

Роботу виконано в 1нститут1 ф!зики нап1впров1дник1в Академ!I наук Украпи

Науковий к8р1виик: доетйр ф1зико-математичних наук Корсунська Н.О.

0фЩ1йн1 опоненти: доктор ф1зико-математичних наук Шешльський Г.А.

Сгоц1ал1зованоГ науково! ради К 016.25.01 при 1нстигуг1 ф!зики нап1впров1дник1в АН Укра1ни за адресою: 252650, КиКв-28, проспект Науки, 45.

3 дасерггац1ею можна ознагомитись у б1бл1отец! 1ФН АН Укра1ни.

В1дгуки на автореферат у двох прим!рниках, засв!дчен1 почетною, прохання надсилати за вказаною адресою на 1м'я вченого секретаря Спец1ал1зовано][ рада.

. Автореферат роз!слано (О % 1993р.

кандидат ф1зико-математичних наук Верцимаха ЯЛ.

Пров1даа орган1зац1я:Ки1вськиа державний ун!версетвт !м. Т.Г.Шевченка

_год. на зас1данн!

/

Вчения секретар Споц!ал1зованоГ ради доктор ф1зихо-математичних наук

Беляев О.е

ЗАГАЛЫ1А ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуа»ьн1сть теми. В тепер1шн1й час метастаб!льн! та рухом! дефекта е об»ектами Интенсивного вивчення в усьому свМ. Такиа Интерес драйдаик!в обумовлганий, в пвршу черту, там, що присутнЮть цих дофекг!в мош приводит до зм1ни практично важливих характвристшс нал!впров1дникових матэр!ал!в (лроБ1даост1, фоточутливост!, лш!несцэнтних та огггачних властивостэа) п!д д!ею р!зпих зозн!шн1х фактор!в. Ц1 зм!ни можуть грата як негативку роль,, приводячи до двградацП прилад!в, так 1 гозитшйу, тому що можуть бути використан! для виготовлвння матер1ал!в .1з заданими властивостями, а також, наприклад, д«я запису хнформацН.

3 другого боку, великий 1нтерес викликаотъ природа 1 шхан!зм вказаних яввд. Встановлвыо, що, як правило, причинами зм!н властивоствй матер1ал!в е викликан! д!ею яких-небудь зовн!шн!х фактор!в зм!на: положения дефекта в гратц!, у творения чи розпад . комшвкс!в, вхдх!д дефект!в в!д сток!в чи повернекня до них, а також горэрозподгл грфэкт!в по об'ему кристала н!д д1ею елвктричних або механ!чних пол!в. Протыкания цих процес!в зумовлэно двома факторами: зм!нои взаемод!I м!ж дефектами, або дефектами та атомами гратки, а також наявн!стю рухомюс дафекг!в, як! е складрвою частиною комшвкс1в або основою мэтастаб!льних цэнр!в. В л!тератур! описан! процвси шребудови та перерозпод!лу дефект!в в р1зних нап!впров!дниках (Б1., А2В0, А3В5> п!д д}сп св!тла, жорсткого випром!нювання, зовн!шнього елэктричного поля, акустичниг хвиль. Нэщодавно в кристалах сав було в1дкршп шэ одиэ незвичайш явищэ, коли горебудова цвнтр!в • отимулюеться охолодоэнням Ш. Було показано, що на поверхн! гран! (0001) кристал1в саз !снупть датастаб!льн! цэнтри, як! в процэс! охолодаення шретворшгься в водавопод1бн1 донори,. що приводить до р!зкого зростання пров1даост1 гран! при понижэнн! температури в!д 300 до 77К (аномально!! твипзратурно! залэжност! пров1даост! ~ АТЗП).

Разом з тим, рад гагтань стосовно природа та махая!зму таких процэс!в а також монимвих насл1дк!в присутност! рухомкх дефект!в залишвся не з'ясовашш. До них налагать:

1.3'ясування умов та механ!зму формування мэтастаб1льних цэнтр1в, геребудова яких приводить до по яви водневогод!бни1 донср!в на базисн!й гран! кристал!в саз при охолодженн!.

2.3'ясування впливу на процэси шребудови та шрерозпод!лу дефект!в фактор!в, що д1юггь на кристал п!д час п!дготовки та провадатя вкспвримвнту, а також в процэс1 виготовлэння прилаД1в, зокрема, нанесения елоктрод!в.

З.Бэдрстатньо з,ясоване 1 питания про роль даслокац!й в процэсах геребудови та дрейфу дефэкт!в, а також в фотопров!дност! та пров!дност! кристал!в.В той жо час 5£х роль може бути ввлыга р!зномзн!тною, наприклад: 1)дислокац1я моя® бута причиною метаетаб!льност! розтэшованого поруч дефекту внасл!дрк порушення регулярност! його граткового оточэння; 2)оск1лъки дислокац!я можэ бути ефективним стоком для дефекПв, зм!на п!д д1ею зовн!шн!х факгор!в сил взаемод!* м!ж дефектами 1 дислокац!ями може привести до в!дходу вхд них дефект!в, або, навпаки, до посилзння гетерування; 3)поблизу даслокац1й внасл!док *х гетерушо! д11 зб{лыпуеться 1мЬв!рн!сть утворення кластер!в дефект!в 1, отжа, !мов!рн!сть прот!кання процэс!в !х розпаду чи утворення; 4)вздовж дислокацН може мати м!сцэ прискорена дифуз1я дзфект!в. .

З'ясування вказаних вищз питань 1 е метою дано! робота.

В якост! об'екту досл1даення були вибран! кристали саз, оск!льки вони, з одного боку, с основою для ц!лого ряду прилад!в. а з другого,- в них 1снують 1 добре вивчен! рухом! дефекта ! ц!лиа ряд процэс!в шребудови, що голегшуе розв'язання поставлэних .' завдань. ■

В робот! були проведен! дрсл!даення елэктричних, фотоеленггричних та лш!несцэнтних властивостей кристал!в саэ з р!зною густиною дислокац!й, а також вшшв на ц! властивост! р!зних зовн1шн!х фактор!в: атмосфери. в1дпал1в, травлвння, електричного поля, ультразвукових (УЗ) , хвиль. Оск!льки можна чекати, що ультразвуков! хвил! будуть вшивати гареважно на дислокацН, то вивчення *х вгшшу на кристали з р!зною густиною дислокац!й може сприяга з'ясуванню не т!льки питания про внесок даслокац!я або придаслокацШних областей в електричн! та фотоелвктричн! характеристики кристал!в, алэ в питакня про механизм вяливу

ультразвука на систему точкових дефвкт!в.

Наукова новизна. При виконанн! дано* робота одержано ряд нови* результатов. Основа! з них так!:

- Встановлзно, що в!дкриге ран!ше явищэ аномально! темго-ратурно! залвжност! пров!даост1 (АТЗП) гран! (0001) кристал!в Ссш в!дсутнс на св!жосколвн!й поверти! ! виникав внасл!док утворення метастаб!лъних цзнтр!в на поверхн! гран! з часом п!еля сколу. Енврг!я акгивацП цього процэсу становить 0.6- 0.7 вВ.

- Показано, що ц! мвтастаб!льн! цэнтри являкггь собою скупчоння атон!в кадм!ю, що утворгаться внасл!док вшсоду осташих на поверхню з об*ему кристала.

- В кристалах сйэ, що м!стять значну концэнтрац!ю рухомих донор!в, в!дкрито ефект формування п!д д!ею елэктричного похл про-в!дних канал!в, що обумовлюс виникнэння ан!зотроп1! пров! дноот!.

- Показано, що пров!да! канали являть собою дэкорован! донорами дислокацИ, чи1х скупчвння. З'ясовано махан!зм формування канал!в.

- Показано, що в кристалах cds п!д д!ей короткого 1мпульса ультразвука мае н!сцэ процэс перэрозпод!лу точкових дефект!в поблизу дислокац!й, набагато шввдк!шиа, н!м процэси, обумовлвн! дируз!еи рухомих дафект!в.

- Встановлвно, що наявн! в кристалах рухон! дрнори в!д!граить суттеву роль в формуванн! контакту, обумовлюши пог!ршвння характеристик ом1чних 1 змвншння огору несм!чних контакт!в а часом.

Практична ц!нн!сть результат!в роботи полягае в тому, що

- Проведан! досл1дакення впливу дислокац!а на пров!Дн!сть та фотопров!да!сть кристал!в саэ можуть бути вюсористан! при розройц! прилад!в.

- Досл!даення впливу рухомих дефект!в на процэс формування елвктричних контакт!в мае безпосередне в!дношення до гоггань стаб!льност! та над!яност1 нап!впров!даикових прилад!в.

- Одержан! в робот! результата по впливу ультразвуку на характеристики кристал!в можуть бути викориотан! для д!агностики над!аност! та якост! прилад!в.

1х-596в

ОСНОВЫ! ПОЛОЖЕНИЯ, ЩО ВИНОСЯТЬСЯ НА ЗАХИСТ

1.Явищэ аномально! темшратурно! аалежност! пров1дкост! гран! (0001) кристал!в cds в1дсутне на св!жосколвн1й поверхн! 1 виникае внасл!док утворення мотастаб1льних цэнтр1в, що являють собою скупчення атом!в кадм!ю, на повархп! гран!' з часом п!сля розколтвання кристала.

2.Виникнення ан!зотроп1Х пров1дност1 п!д д!ею елэзсгричного шля в кристалах С113, що м1стять рухом! дрнори, пов'язанэ з наявн1стю в них дэкорованих донорами дислокац!й, що утворшгь "с!тку" пров1дних л!н1й, розд!лэних високоомними пром1жками.

3.Формування канал!в обумовлене дрейфом донор!вв едвкгричноэду пол! в високоомних пром!жках, що приводить до зменшення 1х опору в результат! 1нжэгсц11 елэктрон1в та д!рок, а такой зб!льшенняк пров!даост1 првдислокац!йпих областей.

4.Зменшення пров1дност! кристал!в саэ п!д д!ею короткого 1мпульса ультразвука нов'язане з! зменшенням концэнтрац!! донор!в в првдислокац!йних областях, при чому цзй процвс е значно б!льш шввдким, н!ж процэс дифузП рухомих дрнор1в.

5.Зм1ни з часом характеристик контакт!в до кристал!в МБ, що м!стять рухом! дефекта, гов'язан! з дрейфом останнИ в пол1 приконтактного вигину зон.

Апшбаи1я робота. Найб!льш важлив! результата допов!далися на XVI М1жнародн1я конференцП по дефектам в нап1впров1даихах (США, 1991) , ш Всесоюзна конференц!! "Матер!алознавство халькогея1д-них нап1впров1дяик1в" (Чврн!вц!, 1991), и науков1й коференцП "Фотовлвктричн! явица в нап1в1фов!дниках" (Ашхабад, 1991), науко-вкх сом!нарах 1ФН АН УкраЛни.

Публ1канП. Основн! результата дисертац!ино1 робота в!дображе-н! в 4 опубл1кованих роботах, список ягах наводиться в к!нц!

автореферату..' ■■-'';' "'■■■'■ ■ '

Структура■■лисартац!У. Дисертаи1я складаеться з встуцу, п'яти

розд!л1в. загалышх висновк!в та списку л!тератури.

КОРОТКИЙ ЗМ1СГ РОБОТИ

Партий розд!л м!стить огляд акспвриментальншс результат!в та !снуючих теоретичних уявлэнь про алвктронно-стимульсван! 1онв1 продеси в нап!впров!днжах. Розглянут! як локальн! пробей структурного парэтворекня цэнтр!в, що магать м!сцэ в межах одно* чи дек!лькох посПйних гратки (так звана матэстэб!льн!сть дефект!в), так 1 процзеи, пов'язан! з довгопросЯжною м!грзц!ею дёфокпв (роз-пад та утворення асоциат!в, довгопроб!жна дифуз!я 1 такэ traue), а також продаси горорозпод!лу дефект!в п!д д!ею механ!чних напрут та елэктричних пол!в.

Яругий розд!л присвячениа з'ясувапню прлроди матастаб^лъних цэнтр!в, що в1дпов1дэють за аЕомальну темпэратурну заложл!сть пров1дност1 гран! (0001) кристал!в eds та мэхан!зму Ix утворлндя та пвребудови. 3 ц!вю штою були проведен! досл!даання залажност! алектричних, фотоелзктричних та лш!несцентних властивостей грая! (0001) викокоомних (^IC^-IO^OHiCH) кристал!в c<is в!д часу, щп яройшов п!сля розколввання кристаду, а такош п!д д! ею р!зних вовн!шн!х факгор!в.

Результата досл!даэнь показали, що на св!жосколвн!а поверхн5 мвтастаб1льн1 цзнтри (МЦ) в!дсугн!: яйцо одразу л!сля розколювання зразок зануриги в р!дкия азот, твмяова лров1дн!сть грая?: (0001), як 1 1ншх граней кристаду, виявлявться етвим!рно малою, тобто АТЗП в!дсутня. Вшримування зразка п!сля розколювання при 300К на пов!тр! впродовж часу At=20-30c приводить до появи пом!т-но1 тамновоI пров!даост! на гран! (0001). 3 ростом At вт773с эростае ! при At=20-30 годинам досягав насичення {"талх). 3 такс» ж швидк!стю в!дЗуваеться зростанвя e*T(At) t в тону випадау, коли зразок разколюеться 1 витримуеться в атмосфер! !шртного газу (гал!ю) . Шдвищання темпврзтури приводить до прискорення процвсу. Енерг!я його активац!* становигь 0.6-0.7 аВ.

Зростакня ат на гран! (0001) супроводауеться зб!льшнням 1нт0нсивност1 л!н!й випром!ншання екситон!в, зв'язавих на наат-ральних водаевопод1бних донорах (л!н!я ig) по в!дношвнню до

2-598»

1нтенсивност1 л!нН випром!нювання ексигон!в, зв'язаних на неятральних м!лких акцепторах (л!н!я 1^), що св!дчигь про зб!льшення копцзнтрацП незкомгонсованих донор!в в приповврхневому шар! гран! (0001) з часом п!сля розколювання кристалу,

Надя!н!йн!сть вольт-амшрних характеристик темнового току, вишрянного на гран! (0001) при 77К, яка спостер!гаеться при на лих 1 дарех!д П до лШйност! по м!р! того, як »т наближаеться да дае змогу припу стати, що водневоподЮн! донори, що утворюються при охолодаенн!, спочатку розпод!лвн! шоднор!дно по поверхн! гран! у вигляд! окремих остр!вц!в, м!ж якими !снують .високоомн! пром!жки. 31 зб!льшенням ль к1льк1сть таких остр!вц!в зростэе, !, нарешт!, вони зливаються в суц!льний пров!дпиа шар.

Оск!льки при с>г=атта* конирнтрац1я м!лких донор!в в приповврхневому шар! гран! (0001) приблизно однакова для вс!х досл!даених кристал!в ("чистих", легованих р!зними дом!шками, об» емких 1 пластинчатих), не заложить в!д оточуючо* кристал атмо-

ТО О

сфери ! досягав значноХ величини 10 см , можна дум эти, що ц! донори не пов'язан1 з залишховими дом!шками або адсорбованими поверхнею частками, а являкггь собою власн! дефекта грзтки. Такими дефектами в ш , можуть бути V або се!.. Остэннб в б!льш !мов!рним,тому що кристалл сйэ, як низышомн!, так 1 високоомн!, заввди м!стять значну к!льк!сть атом!в сих, як!, на в!дм!ну в!д vs, мають високу рухлив!сть в гратц! сиз 1 приамашъ участь в ,ц!лому ряд! фотостимульованих реакц!й дефекпв в цйх 'сристалах с23. 3 !ншого боку, в!домо, що на сколен!й поверхн! саэ звичайно сшстер!гаюггься прецип!тати кадм!ю, як! можуть зм!нювати свою величину ! конф!гурац!ю п!д д!ею рхзних зовн!ших фактор!в гЗЗ.

Дня перев!рки наявност! зв'язку метастэб!льних цантр!в з атомами си була проведана обробка кристалу селвктивним травником, що ввдаляе кадм1й з поверхн! сйз. Виявилося, що така обробка приводить до зкпшення ефекту АТЗП на гран! (0001), 3 часом ефект в!дновлюеться, однак величина <?ттах виявляеться меншою, н!ж до травления. Повтори! обробки приводить до подальшого зменшення стп,ах . Треба в!дзначиш, шр часи угворення ИЦ п!сля розколввання кристалу в!дпов!дають часу формування збагзченого кэдм!бм приповерхневого шару в результат! дреафу атом!в Сек з об»ему до

л

поверхн! в пол! приповархневого випгау зон Е4].

Таким чином, проведен! досл!даэння приводить до висновку, що МЦ маюггь сл!дуюч! властивост!:

1)в!дсутн! на св!нгасколэн1й поверти! 1 утворюгатьс* поступово з к!н0тикою, що в!дпов!дав тнетиц! дрейфу атом1в кадм!ю з об*ему до поверхн! кристалу в пол! припоЕерхневого вигину зон;

2)зникагать п!сля вытравливания прецип!тат!в када!ю з поверхн! кристала;

3)поновлюються з часом п!сля травления, при цьому 1х концвнтрац!я зменшуеться з кожним наступним вшравлювйнням;

4)перетворюклъся у водаевопод!бн! донори при охолодаекн!, при цьому обласТ!, в яких спочатку заявляться'.«! донори, являюггь собою окрем! остр!вц!, як! з! збМъпшшян конца ятрац.!? МЦ зливаються в суц!лыша пров1дниа шар.

Наведеш результата дозволять зробиги вксповок, що МЦ нанять собою кластер« атом!в са, як! утвориоться на поверхн! внаслтдок дафузИ кадм!ю з об*ему кристала. В процес! охолодаеаня, наговне,в!д5уваеться, IX дисоц!ац!я, що приводить до зб!лыпеаяя концэнтрацП атом!в с<г в облаот!, що оточуе кластер, тобто да утворення остр!вця з п!деиденою пров!да!стю.

В третьому розд!л! представлен! результате досл!даення впливу зовн!шнього елэктричного поля на характеристики кристал!в сй5 » р!зною густиною дислокац!а. Кристалл саз з малою густинога даслокац!а (К^-И^см-2) були вирощэн! по технолог!!, розроблен!а в 1ФН АН УкраКни.

Було в!дкрито, щр при прикладанн! пост!йного електричного поля ЕМСГ^В/см (тягнучого) при к!мнатн!й чи б!льш висок!й температурах в рад! кристал!в спостер!гавться зб!льшення з часом фотоструму 1 темнового струму, якэ пот!м досягав насичення. При цьому пров!дн!сть кристалу поперек напр ямку тягнучого поля, вим!ряна пра короткочасному прикладанн! такого « по величин! шля, зм!нюеться слабо. Таким чином, пров1да!сть кристалу вздовж напрямку тягнучого паяя виявлявться сутгева вицою, н!и пошрек, тобто виникае ан!зотроп!я пров!двост!, яка, одаак, часто не спостер!гаеться, якщо вим!ри проводиться при Е<10В/см. Цэа ефекг наведення елетричним подам ан1зотропИ пров!дност! спостер!гавться

2*-59вв

неззлвжно в!д шрв!сно! ор!ентацН кристаду 1 визначаеться т!лыш напрямком прикладання електричниго поля. Нагр!вання до 400К або тривалв витримування кристала при К1мнатн1и температур! приводить до зникнення наведено! ан!зотроп!! пров!даост!.

Для виявлвння механ!зму П формування 1 природа пров1дних канал!в були проведан! досл!дження ампл!тудно-частотних характеристик (АЧХ) темново! та фотопров!даост! таких кристал!в, вольт-амдарних характеристик (ВАХ) фотоструму 1 сп!вставляння цих характеристик для кристал!в, що в!др!зняються густиною дислокац!й, а також типом та концантрац1Е!о рухомих донор!в (сс^ та ир.

Виявилось, що кристалл, в яких формукггься пров1дн! канали, характеризугаться такими особливостями: 1)в них е низькоомн! пров!дн1. д!лянки, розд1лен! високоомними пром1жками, про що св!дчигь надл!н!йн!сть ВАХ з нахилом 1<о<<2 при Е<102В/см 1 вигляд АЧХ <пров!дн!сть спочатку зростае з! зб!льшвнням частота прикладано! капруги, а пот!м виходить на полку; тобто кристал можна уявиги як сукута1сть посл!довно включэних смностей, що в1доов!дагаъ високоомним пром!жкам, та /ом!чних опор!в, що в1дпов!даюггь низькоомним д1лянкам); 2)спостер!гаеться залишкова пров!дн!сть на високочастотн!Я д!лянц! АЧХ; 3)присутня значна концэнтрац!я рухомих донор!в, як! спостер!гались як за допомогою сшктр!в лш!несцэяц11 зв'язаних екситов!в, так 1. по наявност! !х дреафу в елэктричному пол!; 4>температурн! 1нтервали формування та розсмокгування ан!зотроп1! пров1даост! в!даов1дають тенотратурним !нтэрвалам дрейфу рухомих донор!в; 5)формування пров!дних канал!в приводить до зб!лыпення пров!даост! на високочастотн!й д!лянц! АЧХ 1 зростання величина посл!довно вклшених емностей, . про щр св!дчигь зм!на пахиду АЧХ.

Наявн!сть затишково! пров!даост! св!дчигь про те, щр пров!да! д1лянки яаляпгь собою д!ляшш достатньо тонких лров!даих ниток чи плошин. ,

Як випливае з пункт!в 3 та 4, формування пров!даих кавал!в пов'язанэ з дрейфом рухомих дрнор!в в едвктричному пай, що приводить до двох лроцэс!в: зб!лывення пров!даост! низькоомних д!лянок та зб!льшвння емност! високоомних пром1жк!в, що в!дпов1дав зменшэнню !х ефективно! товщини. Поява кругах д!лянок ВАХ фото-

струму (сЛЗ) п!сля проводапня дрейфу та формування канал!в, а також зб!лъшення емност! високоомних пром1шк!в св!дчать про те, що причиною появи каналу в виникнення подв!йно? 1гокекцН нос Ив струму до високоомних д!лянок, що обумавлюеться модуляц! ею 1'х пров!дност! та товщшш внасл!док дрейфу та гарерозпод!лу в них рухомих донор!в. При цьому високоомний пром!жок стае неоднор!дним: в ньому виникае вузька область 1з значно зниженою пров!дн!стю, на як!й в1д5уваеться основне пад!ння напруги, в той час як пров!дн!сть 1нщо1' частини Шдвищуеться. Це створюе умови для виникнення подв1йно1 1нжекц!1. Шд час виникнення ; подв1йно! !нжекц!1 оп!р високоомних пром!жк!в зменшувться, що 1 дае можлив!сть спостер1гати канали. 5 цими уявленнями узгодауеться 1 той факт, що канали часто не спостер!гаються при Е<ЮВ/см. Ца в!дпов1дае випадку, коли ВАХ при Е<10В/см мае нахил а<2 1 подв!йна !нжекц!я не мае м!сця. Як св!дчать наведен! нижче результата I впливу ультразвуку на пров!дн!сть кавал!в, зб!льшення пров1даост! | низькоомних д!лянок канала можэ бути пов'язане з! зб!льшенням в них концэнтрац!1 водневопод!бних донор!в.

Як показали досл!ди, канали не спостэр!гаються в високоомних, одэржаних в!дпалом в с!рц! або вирошрних при п!двишэному тиску с!рки кристалах, в яких, як показують досл1ди по дрейфу, концэнтрац! я рухомих донор!в незначна. 3 1нпгого боку, в кристалах 1з значною концентрац!сю и4 або Ссг, але малою .густотою дислокац!й (г-Ю^см ) канали також не утворотгься. Кр!м того, вйявилось, що 1з зростанням густини дислокац!й в кристалах з прШлизно однаковою кояцэнтрац!ен рухомих дэфект1в величина пров!дност! низькоомних д!лянок зростав. Щ факта, а також мала товщина канал!в дають змогу пршуспгги, що вони пов'язан! з дэкорованими донорами даслокац!ями, або 1х скупченнями. Для перев!рки цього припущення ми зменшували (шляхом низысотемшратурних в!дпал!в) концэнтрац!*) рухомих донор!в в кристалах з каналами, або п!двищували густину дислокац1а в малодаслокац!йних кристалах !з значною концэнтрац!ев рухомих донор!в, в яких канали нэ спостер!гались. Виявилось, що в тршому випадку канали переставали спостэр!гатись, а в другому з'являлись при прикладанн! елэктричного поля.

Таким чином, виникнення пров!даих канал!в 1 поява наведано! елвкфичним полем ан!зотропИ пров!дност1 пов'язан! з пров!дн!стю придаслокац^йних областей 1 являть собою щэ одан наел!док наявност! в пристал! рухомих дефектов, що не спостар!гався ран!ше.

Як вигшшае з наведених вица разультат1в, дислокац!I при наявност! рухомих донор!в можуть давати сутгевий внесок в пров!дц!сть 1 фотопров!дн!сть кристал!в саз.

Виявлена наявн!сть кореляцИ м!ж зм!нами пров!дност1 гран! кристала, що була катодом эбо анодом, п!сля проведения дрейфу 1 зм!нами сгокгр!в дом!шково! люм!насцэнц!1 та випром1нювання зв'язаних екситон!в з ц!е! гран!. Цэ св!дчигь про те, що дрейф дефекг!в з малими енэрг!ями активац!* (0.3-0.4 еВ), в!дпов1дае ЗЕх руху в "об'ем!" кристалу, а не вздовж дислокац1й, тому що за проведенный оц!нками площа шрер!з!в придислокац!йних пров!дних областей складае незначну частину ("ЧО^-Ю"5) площ! гран!, з яко! рееструвться люм!нвсцэнц1я.

В четвертому розд!л! наведен! результата досл!даення впливу короткого (10~~ьс) цугу ультразвуковых !мпульс!в на фотоелвкгричн! та лш!нвсцэнтн! характеристики кристал!в саз. 1мдульс ультразвуку утворювався !мпульсом св!тла руб!нового лазера при удар! через м!дау фольгу, нэклеену на поверхни зразка. Виявилося, що в результат! д!1 таких !млульс!в зменшуеться величина фотоструму, низькотемшратурного (~60К) п!ку термостимульовано! пров!даост!, пов'язаного з водаавошд!бними донорами, сп!вв!дношення !нтенсивностей випром1нювання ексигон!в. зв'язаних на нейтральних донорах та акцзпторах.

Величина ефекгу задэжить в!д конца нтрац!! рухомих донор!в гд: зменшення ^ р результат! терм!чних обробок (надавив, внасл!док збирання яа 'стоки* приводить до зменшення в!даошення фотострум!в до ! п!сля ульт^звуково 1 обробки.

Прогр!вашя до 400К або тривалэ вигримування при 300К приводить до в!даовлвння вих!даого стану кристала. При цьому чао в1дновлення виявився близьким до часу процэс!в, пов'язаних а дифуз!ею рухомих донор!в в пол! приповерхневого вигину зон.

Наведен! результата св!дчать про те, що причиною зменшення величини фотоструму при ультразвуков!а обробц! е зменшення

концэнтрац!I водневопод!бних донор!в.

Величина зменшення фотоструму п!д д! ею ультразвуку залежить не т!льки в!д алв а в!д густини дислокац!я в кристал!: при густан! дислокац!й ~102см~2 ефвкт не спостар!гасться.

Суттевим е також те, ¡до в кристалах, в яких п!д д!ею елэктричного поля виникае эн!зотроп!я пров!дност! 1 зб!льшуеться пров!дн!сть прицислокац!яиих областей, д!я ультразвука приводить до стирания ц!е! п1двищэно1 пров!дност!. Обидва ц! факта св1дчать про те, що ультразвук викликав зм!ни в ансамбл! точкових дефект1в через вплив на даслокац!*.

0ск1льки, як випливае з результат!в вшшву ультразвуку на пров!дн!сть канал1в, зменшення концэнтрац!! донор!в в!дЗуваеться поблизу дислокац1й, можна думати, що в цьому випадку не в1дбувэБТься 1х сПкання в првдислокац1йну область, як цэ спостер!галося в.ЕБЗ. Можливо, що в досл!даеяому випадку п!д д!бю ультразвуку мае м!сцэ утворення асощатгв донор ¡в або 1х ст!кання на !нш! стоки.

. Треба в!дзвачити, що цэй процес як при ЗООК, так 1 при 77К в1д3увавться за.час, не б1льший за 20с (час, що пройшов в!д моменту опром!нтання до моменту вим!рювання), тобто, наговне, мае безактавэц!яний характер I. не залежито в1д температури Ь'З обробки.

В п'ятому розд1л! розглянуто вплив наявност! в кристал! рухомих дефекПв на характеристики контакт!в. Для цього нэ зразки, що м!стять ! не м!стять рухом! донори (що контролювалося за допомогою методу дрейфу) достатньо шввдко (за 30с) наносились як антизап!рн! (1п-Ба паста), так 1 зап!рн1 (Си) елекгроди 1 досл!даувались змгни вольт-амгорних характеристик ! величини фотоструму з часом. Другий контакт завжди був зроблвний з вашгэвленого 1п. Виявилось, що в кристалах, що не м!стять рухомих дефект!в, у випадку, коли один електрод зроблвно з лп-ва паста, а 1нший - з Iл, ВАХ е л!н!шими, симетричними ! не зм1нюгаться з часом. У випадку зап!ряого контакту (один електрод з 1п, друтай -з си) ВАХ мае характерная! для зап!рного контакту вигляд ! також не зм!юовться з часом.

В кристалах, що М!стять рухом! дефекта, як ВАХ, так 1 величина фотоструму зшлююггься з часом п!сля нанесення контакту. У

випадку «электрод!в з Гп та 1п-еа пасти величини фотострум!в в "прямому" та "обернэному" напрямку не однаков! за величиною 1 зменшуються з часом в обох напрямках не однаково, так що з часом величини струм!в в "прямому" та "оберненому" напрямку зр!внютъся (налруга и=2В подавалася т!дыш в момент вим!рювання, щоб запоб!гти дрейфу дефект!в в зовн!шньому пол1). Нор1вняння час1в цих процэс1в в кристалах, що м!стять р!зн! рухом! дефекта <и-, в легованих, та с^ - в нелвгованих кристалах) виявляе кореляцИо з рухлив!стю дэфект!в: у випадку кристал!в, легованих 1л, процэс прсгпкае за к!лька хвилин, а в нелагованих - за к!лька годин, що в!дпов!дае б!льш1й рухливост! сбз. У випадку зап!рного

контакту струм через кристал, що М1 стать рухом! дефекта, з часом зростае, тобто оп!р заШрнрго контакту зменшуеться. В!дпов!дао зманшуеться з часом ! величина фото-е.р.с., що обумовлена бартером на цьому контакт!. Зм!ни характеристик контакт!в з часом можна поясюгги дрейфом рухомих дефекг!в в пол! приконтактного вигину зон. Таким чином, присутн!сть в кристал! рухомих дефект!в утрудшое одержашш омхчного контакту.

Насл!дком виникнэння бар'ер!в а часом п!сля нанесення антизап!рних контакПв в кристалах з рухомими дефектами е таком в!дарита нами заложи 1сть величини та спектру фотоструму в!д способу 1х осв!тлвння: з того боку, на якиа нанесен! контакта, чи з протилежного. В останньому випадку величина фотоструму виявляеться пом!тно б!льшою, що обумовлено зниженням приконтактних бар'ср!в п!д д1ею св!тла, коли осв!тлюеться пршлекгродна область.

В загальних висновках сформульован! результата, що одержан! в ; дасерггац!йн!й р'^бот!:

1.ВстонсЗлэно, до в!дкрит! ран!шв метастаб!льн! цэнтри, як! в!дпов!дать за £ГЗП гран! (0001) кристал!в саз, в!дсутн! на св1жосколан!Е повврхн! ! утворюеться з часом п!сля розколювання кристала.

2.Показано, що ц! мвтастаб!льн! цэнтри являть собою скупчення атом!в кадм!ю, що утворються внасл!док виходу останн!х на гюворхню з об«ему кристала.

3.Встановлэно, щр геребудрва иетастаб1льних цэнтр!в на гран!

(0001) кристал!в cas при охолодвэнн! в1д!увасться п!д д!ело п!рополя. :

. 4.Показано, що виникнення ан!зотроп!1 пров1даост! в кристалах CdS п!д д1ею влектричного поля пов'язанв з присутн!стю в них двкорованих донорами дислокац!«, що утворюють "с!тку" пров!дних л!н!й, як! розд!лэн! високоомними пром!жкэми.

Б.Встановлвно, що формування пров!дних канзл!в обумовлене ЗМЭНШвННЯМ опору ВИСОКООМНИ1 пром!жк1в, що розд!ляить пров!дн! д!лянки, в результат! íhhbhuíí электронIb та д!рок.

в.Показано, що дрейф м!жвузлових дефект!в з мзлими енерг!ями активацИ (С.3-0.4 еВ), що спостер!гався ран!ше, в!дпов!дае íx дрейфу через об'ем кристала, а не вздовж дислокац!й.

?.Показано, що в результат! д!! !мцульс!в ультразвуку мае м!сцэ швдцке (т<20с) зменгоння концэнтрац!! водневопод!бних донор!в в придислокац!йних областях кристала.

в.Встановлено, що рухом! дефекта, як! присутн1 в кристал!, в1д!грахггь суттеву роль в формуванн! контакта внасл!док ix дрейфу в пол! прикоятакгного вигину зон. В результат! цього оп!р ом!чного контакту зб!льшуЕться, а зап!ряого - зменшуеться.

Э.Встановлено, що при осв!тлвнн! кристала cds, що м!стить рухом! дефекта, св!тлом з облает! прозорост! величина фотоструму залежигь в!д того, з якого боку осв!тлюеться кристал:. з боку электрод!в, чи з протяжного, що обумовлено модуляц!ею висоти приконтактних бар'ср!в при осв!тлвнн!.

V .; ПЕРЕЛ1К Р0Б1Т, ЩО ВВ1ЙШ ДО ДИСЕРТАЦИ.

X.N.E.Korsunskaya, I. V.Markevlch, E.P.ShuIqa, I.A.Orosdova дп<) M.K.Sheinkman. . Generation of metastable shallow donors under cooling in hexagonal semiconductors. Mat. Sei. Forum, v.83-e7, part .3, p.1263-1270.

. 2.И.А.Дроздова, Н.Е.Корсунскзя, . И.В.Мэркэвич, . Е.П.Шульгз,

М;К.Иейнкман. Образование структуры, ответственной за аномальную

; температурную зависимость проводимости грани (0001) кристаллов CdS. ФТП, 1991, Т.25, В.9, . с.1629-1633.

3.И.А.Дроздова, Н.Е.Корсунская, И.В.Маркович, Е.П.Шульга. Свойства сколотых поверхностей базисных граней кристаллов cds. Материалы hi Всесоюзной конференции "Матвриалове дениэ халькогенидных полупроводников" . Черновцы, 1991, часть 2, с.23.

4.И.А.Дроздова, Н.Е.Корсунская, И.В.Маркович, Е.П.Шульга. Фотости-мулировзнное усиление и гашение "аномальной" проводимости кристаллов cds. Материалы 2-й научной конференции "Фотоэлэктрическиэ явления в полупроводниках", Ашхабад, 1991, с.58.

ЦИТОВАНА Л1ТЕРАХУРА

i.N.E.Korsunskaya, I.V.Markevich, E.P.Shulga and M.K.Sheinlcman. Generation of motaetable shallow donors induced by cooling in hexagonal II-VI semiconductors. Seaicond. Sci. Tech., 1992, v.7, p.72-96.'

2.0изика соединений AgBg. Под ' ред. Георгобиани А.Н., Шэйшдазна U.K. И.: Наука, 1986, 320 с.

3.В.С.Бабинчук, В.В.Сердок. Элэктронноиикроскошчвское исследова-нда монокристаллов cds, подвергнутых термической обработка. ФТ1, 1988 T.10, в.28, С.845-847.

4.А.П.Ахоян, Н.Е.Корсунская, И.В.Иаркэвич. Эффект аккумуляции дефектов на поверхности полупроводника вследствие их дрейфа в паю приповерхностного изгиJa зон. Письма в ИГФ, 1885, т.П, в.1, С.41-46.

Б.А.П.Здэбский, Н.В.Миронюк, С.С.Остапенко, А.У.Савчуж, М.К.Шванк-нан. Механизм стимулированного ультразвуком изиэнения фотоэлэктри-чвсгсих и люкинесцэнтных свойств сульфида кадмия. ФТП, 1988, т.20, в.Ю, с.1861-18^.

в.Н.Е.Корсунская, И З.Маркович, И.Ю.Шаблий, М.К.Юэйнкман. Дрейф тштувехша. егрфв в ааэктрическом поле в чистых и легированных-ll кристаллах CdB. ФТП, IBM, т.15, в.2, 0.279-282.