Структура и свойства дефектов с глубокими уровнями в эпитаксиальных слоях фосфида галлия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РГБ ОД

На правах рукописи УДК 621.315.592

Сказочигн Александр Викторович

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ДЕФЕКТОВ С ГЛУБОКИМИ УРОВНЯМИ В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЯХ ФОСФИДА ГАЛЛИЯ

01.04.10.- Физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте материалов электронной техники г.Калуга

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук профессор Бондаренко Г.Г. Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук профессор Поспелов В.В. кандидат физико-математических наук Масляев С.А.

Ведущая организация -

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Защита состоится "Л? " ИЮЛ^Ш 1996 г. в Щ часов на заседании диссертационного Совета Д 063.6S.04 В Московском государственном институте электроники и математики по адресу: 109028, Москва, Б.Трехсвятительскии пер., 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИЭМ Автореферат разослан шШ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат ф,- м.н. доцент

Сезонов Ю.И.

СВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Развитие оптоэдектроники в настоящее время существенно зависит от технологии получения полупроводниковых материалов с заданными параметрами. Дефекты с глубокими уровнями участвуют в процессах захвата, генерации и рекомбинации неравновесных носителей заряда, определяют квантовый выход светодиодов, влияют на быстродействие и обратные токи диодов, на чувствительность фотоприемников, и другие характеристики полупроводниковых материалов и приборов.

Для определения параметров глубоки уровней разработаны различные способы, в том числе ряд емкостных методик. При этом среди прочих методов наибольшее развитие и распространение получил так называемый метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней (РСГУ). Метод позволяет определять энергию активации термической эмиссии, сечения захвата основных и неосновных носителей на глубокий уровень, концентрацию центров. Однако метод РСГУ не позволяет непосредственно определять, природу фиксируемых глубоких центров.

В настоящее время фосфид галлия находит применение в основном для изготовления светодиодов зеленого и желто-зеленого цвета свечения. Решение проблемы повышения качества структур (ЗаР требует дальнейшего развития технологии изготовления однородных, структурно совершенных эпитаксиальных слоев большой площади с малыми концентрациям! легирующих и остаточных примесей. Существующие теоретические и экспериментальные исследования фосфида галлия показали, что дефекты с глубокими уровнями, возникающие при отклонении состава от стехиометрии, обусловленные выбором условий выращивания кристалла (состава раствора-расплава или газовой фазы, температуры, давления и др.), при некоторых условиях определяют важнейшие свойства этого материала такие, как концентрация носителей, диффузионная длина неосновных носителей заряда, эффективность люминесценции. В типичных коммерческих светодиодах желто-зеленого цвета свечения, изготовленных из

6аР:Н, в свет преобразуется меньше IX поступающей энергии, так как доминируют безызлучательные рексжЮиналионные процессы через' глубокие центе«. Природа этих центров неизвестна. В связи с этим актуальной остается проблема выявления и идентификации глубоких центров, возникающих на разных стадиях изготовления СИД.

Цель работы.

Делыо настоящей работы является определение структуры и исследование рекомбинационных свойств некоторых электронных и дырочных глубоких центров в эпитаксиальных слоях п-ОаР, выращенных методами газовой и жидкостной эпитаксии, при использовании методов РСГУ, вторичной ионной масс-спектроскопии, и фотолюминесценции. Исследования проводили на образцах, подвергнутых отжигу в парах фосфора и потоке водорода, выращенных при: варьировании потоков аммиака и кислорода, а также при изменении уровня легирования слоев п-ВаР теллуром и диспрозием.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые

- экспериментально установлено, что концентрация глубокого центра Ес-0.24 эВ в газофазных слоях 6аР при изменении давления Р паров фосфора (Р4) при отжиге изменяется по закону Р~1/4, что указывает на связь этого центра с вакансиями фосфора;

- определен коэффициент диффузии одной из компонент дефекта Ес-0.24 эВ, ответственной за профиль концентрации этого глубокого центра после отжига;

- экспериментально обнаружена связь между концентрацией дефекта Ес-0.24 эВ и фоновым кремнием;

- обнаружена экстремальная зависимость концентрации дефекта Ес-0.24 эВ от потока кислорода при росте слоев слоев п-ВаР и дано объяснение этой зависимости;

- предложены структура глубокого центра Ес-0.39 эВ в газофазных эпитаксиальных слоях п-БаР.-Н и реакция образования этого центра;

- обнаружен эффект "статистического взаимодействия" глубоких центров Ес-0.1б эВ и Ес-0.24 эВ и дано объяснение этому эффекту;

- экспериментально обнаружено, что по мере увеличения потока аммиака при росте эпитаксиадышх газофазных слоев GaP концентрация всех глубоких центров, креме связанных с азотом, уменьшается;

- предложена структура глубокого центра Ev+0.75 эВ;

- определена температурная зависимость сечения захвата для дырок на глубокзй цептр Ev+0.13 зВ;

- экспериментально показано, что введение диспрозия в расплав при росте эпитаксиальных слоев n-GaP методом жидкостной эпитаксии уненьгает концентрацию глубоких центров донорного типа и приводит к генерации дефектов акцепторного типа;

- экспериментально определены сечения захвата для электронов и дырок па глубогай акцепторный центр Ev+0.70 зВ и'их температурная зависимость. ■

Практическая значимость работы.

- проведенные исследования влияния отлита в парах фосфора и потоке водорода на глубокие центры у поверхности в газофазных слоях GaP позволяют, оптимизировать процессы послеростового охлаждения и диффузии.

- моделированием ситуации натекания воздуха в зону роста является вырацивание слоев GaP в присутствии кислорода. По трансформации спектров РСГУ можно идентифицировать этот процесс.

- установленная связь глубоких центров Ес-0.24 эВ и Ev+0.75 зВ с фоновой примесью я собственными дефектами, а также определение рексыбннационных свойств глубокого центра Ev+0-13 эВ, позволяет использовать информация о концентрации этих центров при оптимизации условий роста слоев GaP, выращенных из газовой фазы.

- исследование влияния введения диспрозия в расплав на глубокие центры в жндкофазных слоях n-GaP помогло определению роли этой операции в общем технологическом процессе.

Научные подсекенкя выносимые на защиту.

1. Дефект, создаиий глубокий уровень Ес-0.24 эВ в фосфиде' галлия, является слсшшм комплексом и иаеет структуру Slca-Vp, что является обобщением экспериментов по отжигу в парах фосфора и потоке водорода, изменения температуры подложи, потока ашиака, потока кислорода при росте- зпитаксиальных слоев, легированию 6аР диспрозием и теллуроы.

2. Структура глубокого центра Ес-0.39 зВ в газофазных эпитачсиальных слоях 6aP:N имеет вид (N2)p-SlGa, что не противоречит всей известным экспериментальным данным.

3. Структура глубокого центра Ev+0.75 эВ имеет вид комплекса, состоящего из собственных дефектов VpYGaGapVp, что не противоречит всем известным экспериментальным данным и оценкам дефектообразоваиия в GaP.

4. Исследование влияния введения диспрозия в расплав при росте слоев n-GaP на концентрацию и рекомбинационные свойства глубоких центров.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на 1-й и 2-й Российских конференциях по физике полупроводников (Н.Новгород, 1993 г.; Зеленогорск, 1995 г.), 3-м Российско-китайском Симпозиуме "Advanced Materials and Processes", Калуга, 1995 г., 6-м Межнациональном Совещании "Радиационная физика твердого тела", Севастополь, 1996 г.

Публикации.

По материалам диссертаций опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, содержит 159 страниц текста, включая 9 таблиц, 50 рисунков, а также список литературы, насчитывающий 136 наименований.

СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается общий взгляд на проблемы дефектообразования в фосфиде галлия и использование, информации о глубоких центрах для оптимизации условий роста эпитаксиальных слоев, обоснована актуальность темы, указана цель и предмет исследования,'новизна и практическая значимость работы.

* .

В первой главе на основании анализа научно-технической литературы рассмотрены вопросы роли точечных дефектов в безызлучателькой рекомбинации в■светоизлучахиих ■ диодах, влиянии релаксации решетки на свойства глубоких центров, влиянии легирования изовалентными примесями, кислородом и редкоземельными, элементами на образование глубоких центров в (ЗаР. Определены условия, при которых точечные дефекты определяют безызлучательный канал, рекомбинации в эпитаксиальных слоях фосфида галлия. Анализируется процесс идентификации глубоких центров, фиксируемых РСГУ, в различных работах. Методом РСГУ нельзя непосредственно, определить природу дефектов. Поэта,<у любые предложенные модели должны являться обобщением совокупности экспериментальных данных о поведении глубоких центров в проведенных опытах. Обосновано, Л что наиболее перспективным способом идентификации глубоких центров, фиксируемых РСГУ, является проведение исследований на;' серии образцов, подвергнутых последовательному технологическому воздействию. Варьируя какой-либо один технологический параметр й поддерживая остальные неизменными, можно попытаться выяснить природу глубоких центров, исходя из общих закономерностей дефектообразования. Приведены экспериментальные'-данные, служащие обоснован™ существующее- моделей глубоких центров в фосфиде галлия. Для большинства глубоких центров, фиксируемых РСГУ в ОаР, существуют только косвенные качественные свидетельства о том, что они содержат собственные дефекты. Показано, что в настоящее время существуют две альтернативные модели дефекта, связанного с азотом, не противоречащие имеющимся экспериментальным данным,-Согласно одной модели, этот дефект существует в виде пары атомов.

- б -

азота, расположенных на иесте фосфора и растепленных в направлении <100> (цодель Ференцн). Согласно другой модели, этот глубокий центр представляет собой комплекс ((Ю2)рУса)" (модель Кашшски).

Также существуют два предположения о структуре дефекта Ес-0,24 эВ. Согласно одному из ни*, дефект Ес-0,24 эВ представляет собой < одиночную вакансия фосфора.. Это предположение основано на анализе изменения концентрации дефекта Ес-0,24 эВ при изменении температуры подложки. Нами показано, что такое предположение не корректно, так как если дефект Ес-0,24 эВ представляет собой сложный комплекс, то при изменении температуры в зоне роста нужно учитывать изменение концентрации всех компонент комплекса. Согласно другому предположения, глубокий центр Ес-0,24 эВ имеет структуру Б1са-Ур. Однако это предположение не основано ни на каких экспериментальных данных или расчетах, а сделано только по аналогии с предполагаемой структурой дефекта Ес-0,16 эВ в 6аР и также не обоснованной. В главе предложены пути решения указанных проблем. Обоснована необходимость исследования поведения глубоких центров при отжиге и изовалентном легировании.

В конце главы определены проблемы образования глубокоуровневых состояний, возникающих при легировании 6аР редкоземельными элементами (РЗЭ). Показано, что кроме процессов взаимодействия примесей с РЗЭ в расплаве и вхождения атомов РЗЭ в замещающее положение, необходимо учитывать и возможность генерации глубокоуровневых дефектов, вызванных напряжениями, образующимися вокруг РЗЭ-атомов. В настоящий момент проблема увеличения дефектообразования, обусловленная вхождением РЗЭ-атомов в узловое или межузельное положение, в отношении соединений А^5 носит только характер предположений.

Во второй главе изложены физические принципы РСГУ, способы определения сечения захвата основных и неосновных носителей, проведено сравнение различных методов определения энергии активации термической эмиссии. Описан способ Су и Фармера,

рэалиаоваяЕьй - прогрггдггг! срглсгпгг! з ксслодователъской установке. Дало одпсажэ зютери'зитагъиого оборудования, гспользозанкого при проведекзЕ! кссаадовазий, а тгкр.э созданного прогргмшгсго обеспечения.

В третьей гда^е представлены результату исследования глубоких центров з газофазных структурах 6аР:К. подвергнутых отдачу в парах фосфора (700 °С) и потока водорода (650 °С). Дан ачачиз изменения концентрации некоторых точечных дефектов. При помоги РСГУ-измерений зафиксированы два основных глубоких уровня Т1 (Ее*0.24 эВ) и ТЗ (Ес-0/39 эЗ). Концентрация Т1 при изменении давления Р паров фосфора (Р4) изненялась по эачону Р"1/4. что указывает на связь этого центра с вакансиями фосфора. Модель для Т1, включающая в себя ваканс;» фосфора, объясняет изменение профиля концентрации Т1 после отззп-а в потоке водорода. Определен коэффициент диффузии компоненты дефекта II, ответственной за профиль концентрации при отжиге в парах фосфора. Он оказался равен 3-Ю"14 см2/с (700 °С). что находится в хорозеы соответствии с величиной коэффициента диффузии для вакачеий элементов группы 5 в А3В5.

Экспериментально установлено, что концентрация глубокого центра Ес-0.39 эВ, связанного'с азотом, в газофазных слоях баР:Н не изменяется при отжиге в парах фосфора при температуре 700 °С и потоке водорода при тешературе 650 °С. Обсуддается соответствие поведения ловушки ТЗ моделям, предложенным в разных работах. Поведение ловушки ТЗ в экспериментах по отжигу соответствует модели, не содержащей вакансий галлия или фосфора. На1«! предложена новая модель дефекта ТЗ в виде (КгЭр-Б!^, отвечающая всем экспериментальным данным. В таксу виде дефект ТЗ существует в слоях 6аР:Н, в которых фоновый кремний является доминирующей фоновой примесью. Эта модель также предполагает существование семейства дефектов ТЗ, отличаогцися типом донорного атома, участвующего в комплексообразовачии, и объясняет разброс значений энергии активации, имеющийся в разных работах.

- в -

В четвертой главе исследовано воздействие изменения потока ашиака на концентрата фонового кремния и точечные дефекты в эпитаксиальных слоях GaP:N, выращенных методом газовой эпитаксии. На основании полученных экспериментальных результатов построены феноменологические модели двух глубоких центров (Ес-0,24 эВ и Еу+0,75 эВ) и предложена гипотеза структуры другого (Еу+0.13 эВ). Также исследованы рекоыбкнациошше свойства дефекта. Ev+0-13 эВ.

Показано, что по мере увеличения потока ашиака уменьшается концентрация фонового кремния, измеренного НИМС, что согласуется с теорией амфотерности. В нелегированноы и слаболегированном азотом образцах кремний является основной фоновой примесью и концентрация свободных носителей Nd-Na уменьшается из-за уменьшения Si. Когда концентрация Si становится меньше концентрации остального фона, Nd-Na не зависит от увеличения потока ашиака.

Экспериментально зафиксировано уменьшение концентрации всех глубоких центров, • кроме связанных с азотом, по мере увеличения потока аммиака. Теоретический анализ и экспериментальные работы показали, что имеет место изменение стехиометрии кристалла соединения А^5 при изовалентном легировании, и . его главной причиной является изменение давления паров наиболее летучего компонента над растущим кристаллом. Показано, что по мере увеличения потока аммиака парциальное давление паров фосфора над растущим кристаллом падает и растет концентрация вакансий фосфора, однако концентрация ловушки Т1 (Ес-0,24 эВ) уменьшается. Поэтому дефект Т1 представляет собой не одиночную вакансию, а является комплексом, и уменьшение концентрации . Т1 может быть обусловлено уменьшением второй компоненты комплекса. Обнаружена сложная, состоящая из трех участков, зависимость концентрации Т1 от концентрации фонового Si. Дано объяснение такой зависимости исходя из предположения, что дефект Т1 состоит из двух компонент Vp и Si, и рассматривая вероятность образования комплекса Т1 в зависимости от соотношения концентраций [Vp] и [Si]. Используя

структуру дефекта Т1 в таком виде, в главе объясняются экспериментальные данные других работ и. в частности, поведение центра Т1 в эпитаксиальных слоях ГпбаР, легированных кремнием в диапазоне 1017-1018 см-3, и эпитаксиальных слоях (ЗаР при изменении температуры подлога™. Таким образом, структура дефекта Т1 в эпитаксиальных слоях 6аР в виде БАса-Ур объясняет изменения концентрации этого глубокого центра в экспериментах по отжигу в парах фосфора, потоке водорода, по изменению потока аммиака и температуры подложки.

В главе подробно исследован глубокий центр Н4 (Еу+0,75 эВ), определяющий безызлучательную рекомбинацию в качественных слоях 6аР, выращенных методами жидкостной и газовой эпитаксии. Проанализирована гипотеза Пккера и Гамильтона о том, что однократно заряженный акцептор Еу+0,75 эВ состоит из собственных дефектов, одним из которых является вакансия фосфора. Опираясь на описание дефектообразования (работы . Ван-Вехтена, Ту, Янсена и Сенки) дана оценка концентраций собственных дефектов и их комплексов з (ЗаР, а также изменение их концентраций при увеличении потока аммиака при росте слоев. Показано, что уменьшение концентрации дефекта Н4 при увеличении потока аммиака может быть связано с уменьшением вакансий галлия. Если глубокий центр Н4 представить в виде комплекса (Ур^^бар2^"^)", то такая модель дефекта Еу+0,75 эВ не будет противоречить полученным здесь результатам и всем известным экспериментальным данным и оценкам. В конце главы экспериментально определено сечение захвата для дырок бр на глубокий центр Н1 (Еу+0,13 эВ), концентрация которого возрастала по мере увеличения потока аммиака. Величина бр при 300 К оценена, как лежащая в диапазоне (5-10)-Ю-15 см2. Исходя из этой оценки и учитывая, что концентрация Н1 в сильнолегированных азотом образцах значительно превосходит суммарную концентрацию остальных глубоких центров, сделано предположение, что' в таких образцах центр Н1 может вносить значительный вклад в безызлучательную рекомбинацию. Предложена гипотеза о природе глубокого центра Еу+0,13 эВ в

п-6сР. Этот яефгкт,. вероятно, вкизчаот в себя атош азота в атом фонового углерода.

В пятой главе нсследов&но влияние легирования теллурои, кислородом н диспрозием на образование глубоких центров в п-6аР. Введение элементов 6 группы (в частности теллура) применяют для управления характеристиками светодиодов желто-зеленого цвета свечения. В частности атомы Те вводят в зпитаксиальные слои для уменьшения последовательного сопротивления светодиодов. Для этих целей используют и фоновый Б!, попадающий в растувде слои в результате реакции газа-носителя с кварцевой оснасткой. Однако легирующие и остаточные примеси активно взаимодействуют с собственными дефектами, образуя глубокие центры. Для выяснения механизма образования тага« центров в процессах выращивания, легирования и их возможной природы мы исследовали влияние легирования теллуром в различной степени на спектры глубоких уровней в газофазных слоях (ЗаР:Те. .

При исследовании влияния легирования теллуром на концентрацию двух глубоких центров Т1 (Ес-0.24 эВ) и Т8 (Ес-0.16 эВ) обнаружен эффект "статистического взаимодействия" этих центров, который проявляется в виде увеличения концентрации центра Т8 по мере увеличения концентрации теллура в слоях при одновременном уменьшении концентрации глубокого центра Т1. Вероятность образования комплекса Ур с выше, чем с элементе« 6 группы. Это связано с тем, что элемент 4 группы занимает подрешетку галлия, когда он является донором, и находится по отношению к V? в первой координационной сфере, а элемент 6 группы располагается во второй координационной сфере. Предполагая, что два комплекса содержат Ур, между ними возможно "статистическое взаимодействие" в том смысле, что по мере . увеличения степени легирования теллуром вероятность образования комплексов на основе теллура возрастает по сравнению с вероятностью образования комплексов, содержащих другую примесь. Таким образом, обнаруженную корреляцию изменения концентрации центров Т1 и Т8 можно объяснить, предполагая, что

дефект Т8 содержит вакансию фосфора и процессы образования этих . дефектов обусловлены вероятностны}! характером взаимодействия атомов примесей Б1, Те и вакансий фосфора.

Смещение в область низких температур максимума пика ТЗ (Ес-0.39 эВ) объясняется существованием семейства дефектов ТЗ. отличгящихся атомом примеси (Те или Б!), участвующим в образовании ТЗ вместе с атомами азота.

Неконтролируемое натекание воздуха в процессе роста , зпитаксиадьных слоев ОаР является часто встречающимся нарушением технологии при промышленном производстве. Причины натекания разнообразны, их поиск в каждом отдельном случае бывает сложен, но появление кислорода воздуха при росте. слоев приводит к уменьшению силы света светодиодов желто-зеленого цвета свечения. Моделированием ситуации натекания воздуха в зону роста является выращивание слоев БаР в присутствии кислорода. Мы исследовали трансформацию спектров РСГУ на образцах, выращенных при изменяющемся потоке кислорода. •

По мере увеличения потока . кислорода наблюдалось увеличение концентрации глубоких центров, связанных с собственными дефектами, что свидетельствует о возрастании концентрации последних. С другой стороны, по мере увеличения потока кислорода уменьшается концентрация фонового кремния в растущих слоях. Экстремальная зависимость концентрации ловушки для электронов с энергией активации Ес-0.24 эВ от потока кислорода объясняется, если исходить из структуры этой ловушки, в виде 31са-Ур. Вероятнее всего, введение кислорода в реактор влияет на концентрацию дефектов косвенно. С одной стороны, образование НгО может блокировать доставку ростообразующих компонентов. С другой стороны, кислород взаимодействуя с исходными для роста и реакторными материалами (в частности кремнием), может приводить к попаданию в растущий слой БаР различных включений.

Методом РСГУ нами было изучено влияние легирования диспрозием жидкофазных слоев (ЗаР на спектры глубоких уровней. Показано, что введение диспрозия в расплав, во-первых, уменьшает концентрацию

центров донорного типа, связанных с и Б, в растущих слоях БзР; во-вторых, приводит к генерации структурных дефектов акцепторного типа.

Появление новых глубоких акцепторных центров при введении 13у в расплав и возрастание концентрации этих центров по мере увеличения содержания Бу объясняется тем, что наряду с процессом взаимодействия.примесей с РЗЭ в расплаве и вхождением атомов РЗЭ в замещающее положение возможна генерация глубокоуровневых .дефектов, вызванных напряжениями, образующимися Еокруг РЗЭ-атомов. Действительно, уже сам факт введения в соединение заметного количества примесей, соизмеримых с. концентрацией собственных точечных дефектов и замещающих узлы в подрешетке одного либо другого элемента, приводит к появлению стехиометрических дефектов. А различие размеров атомов соединения БаР и вводимых атомов Оу должно сопровождаться генерацией собственных точечных дефектов в растущих слоях 6аР. Используя емкостные методы, экспериментально определены сечения захвата для электронов и дырок на глубокий акцепторный центр Еу+0.70 эВ, концентрация которого возрастала по мере увеличения 13у в расплаве. Зависимость от температуры сечения захвата для электронов хорошо описывается выражением

бп«4.6-10~18ехрН).094/КТ), то есть бп®=4.6-10"18 см2 и Еь=94 мэВ. Из полученной зависимости следует, что при Т=300 . К бп(300)=1.2-10~19 см2. Зависимость сечения захвата для дырок бр от 1/Т тоже хорошо описывается выражением экспоненциального вида: 6р=3.6-10"13ехр(-0.28/КТ), то есть бр»=3.6-10~13 см2, Еь=280 мэВ и бр(300)=7.1-10~18 см2. Исходя из полученных зависимостей и значений, можно сделать вывод,, что этот дефект характеризуется большой релаксацией решетки, являющейся следствием электрон-фонового ' взаимодействия. Равновесная энергия связи дефекта Н4 Е^=0.42 эВ.

В заключении кратко изложены основные результаты работы.

1. Згперю/ектагьно установлено, что концентрация глубокого центра Ес-0.24 зВ в газофазных слоях 6аР при изменении давления Р пароз фосфора (Р4) при отжиге изменяется по закону Р"1/4, что указывает на связь этого центра с вакансиями фосфора.

2. Определен коэффициент диффузии одной из компонент дефекта Ес-0.24 эВ, ответственной за профиль концентрации этого глубокого центра после отжига (предположительно, вакансии фосфора).

3. Исследование влияния изменения потока аммиака на точечные дефекты при росте газофазных слоев 6аР:N показало, что глубокий уровень Ес-0.24 эВ является сложным комплексом, а не одиночной вакансией.

4. Экспериментально обнаружена связь между концентрацией дефекта Ес-0.24 эВ и фоновым кремнием.

5. Обнаружена экстремальная зависимость концентрации дефекта Ес-0.24 эВ от потока кислорода при росте слоев п-СаР и дано объяснение этой зависимости.

6. Обнаружен эффект "статистического взаимодействия" глубоких центров Ес-0.24 зВ и Ес-0.16 эВ, что объясняется вероятностным характером взаимодействия атомов примесей Те, Б1 и вакансий фосфора.

7. Экспериментально установлено, что концентрация глубокого центра Ес-0.39 эВ в газофазных слоях 6аР:М не изменяется при отжиге в парах фосфора при температуре 700 °С и потоке водорода при температуре 650 °С.

8. Предложена структура глубокого центра ТЗ (Ес-0.39 эВ) в газофазных эпитаксиальных слоях ОаР:И, не легированных элементами 6 группы, в виде (^р-Б!^, не противоречащая всем известным экспериментальным данным. Обоснована реакция образования такого дефекта. При легировании слоев (ЗаР^ элементами 6 группы предполагается существование семейства дефектов ТЗ, отличающихся атомом примеси (Те, Б или Б1), участвующем в дефектообразовании вместе с атомами азота.

9. Экспериментально показано, что в нелегированных и.

слаболегированных ьзотш эгштаксиалышх слоях GaP, выращенных метсаоы газовой эшгтаксии, кремний является доминирующей фоновой примесью, определятся й концентрацию свободных носителей. Концентрация фонового S1 в слоях уменьшается по хере увеличения потока аммиака.

10. Экспериментально обнаружено, что по мере увеличения потока аммиака при росте зпитаксиальных газофазных слоев GaP концентрация всех глубоких центров, кроме связанных с азотом, уменьшается.

11. Предложена структура глубокого центра Ev+0.75 эВ в виде комплекса, состоящего из собственных дефектов "Vp-VGa-Gap-Vp, не противоречащая результатам исследования зависимости концентрации этого дефекта от времени отжига, изменения потока аммиака при росте сдоев и оценке процессов дефектосбразования в GaP.

12. Предложена гипотеза о структуре глубокого центра Ev+0.13 эВ в n-GaP. Этот дефект, вероятно, включает в себя атомы азота и атом фонового углерода.

13. Определена температурная зависимость сечения захвата для дырок на глубокий центр Ev+0.13 эВ. Высказано предположение, что в образцах n-GaP, сильнолегированных азотом, глубокий центр Ev+0.13 эВ может вносить значительный вклад в безызлучательную рекомбинацию.

14. Экспериментально показано, что введение диспрозия в расплав при росте зпитаксиальных сдоев n-GaP методом жидкостной зпитаксии, во-первых, уменьшает концентрацию глубоких центров донорного типа, во-вторых, приводит к генерации структурных дефектов акцепторного типа. Предложено объяснение этим эффектам.

15. Экспериментально определены сечения захвата для электронов и дырок на глубокий акцепторный центр Ev+0.70 эВ, а также их температурные зависимости.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Skazochkin А.V., Krutogolov Yu.K. and Kunakin Yu.L Nature of scene electron traps in GaP. - Semicond. Sei. Technol., 1995, v.10, N5, p.634-638.

2. Skazochkin A.V., Krutogolov Yu.K. and Bondarenko G.G.

• Models of deep centers in gallium phosphide - Semicond. Sei." Technol., 1996, v.ll, H4. p.495-501.

3. Сказочкин A.B., Крутоголов Ю.К., Кунакин Ю.И., Бовдаренко Г.Г. Влияние отжига б парах фосфора и потоке водорода на глубокие центры у поверхности в фосфиде галлия - Поверхность, ' 1996, N5, с.75-82. .

4. Сказочкин A.B., Алешн В. Д., Крутоголов Ю.К., Петлицкий В.Н. Глубокие центры в фосфиде галлия, легированном диспрозием -Тез. доклада на 1-й Российской конференции по физике полупроводников, Н.Новгород, 1993, т.2, с.349.

5. Сказочкин A.B., Крутоголов Ю.К., Бондаренко Г.Г.,. Кунакин Ю.И. Идентификация глубоких центров в фосфиде галлия - Тез. доклада на 2-й Российской конференции по физике полупроводников, Зеленогорск, 1995, т.1, с.151.

6.! Сказочкин A.B., Крутоголов Ю.К., Алешин' В.Д., Петлицкий В.Н., Бондаренко Г.Г. Влияние легирования диспрозием на образование глубоких центров в фосфиде галлия - Физика и химия обработки материалов, 1996, N3, с.132-136.

7. Сказочкин A.B., Крутоголов Ю.К., Бондаренко Г.Г., Майор В. И., Рогунович К. Б., Кунакин ЮЛ1. Дефектно-примесное взаимодействие при образовании глубоких центров в GaP:Te,N и 6aP:N - Физика и химия обработки материалов, 1996, N3,. с.137-140.

8. Skazochkin A.V., Krutogolov Yu.K. and Bondarenko G.G. Deep centers of nonradiative recombination in pallium phosphide, Proc. 3-rd Russian-Chinese Symp. "Advanced materials and processes", Kaluga, 1995, p.111.

9. Slazcchkin A.V., Krutogolov Yu.K., Bondarenko G.6., Zemskih V.V., Uaior УЛ., Rogmovich K.B. and Kunakln Yu. I. Defect-impurity interaction at the creation of deep centers into GaP:Te,N and QaP:N - Proc. 3-rd Russian-Chinese Symp. "Advanced materials and processes", Kaluga, 1995, p.110.

10. Бондаренко Г.Г., Сказочкин А.В., Алешин В.Д. , Крутогол'ов Ю.К.. Майор В.И., Кувакнн Ю.И., Матяш А.А. Глубокие центры безызлучательной рекомбинации в п-6аР:0 - Тез. доклада на 6-м Межнациональном совещании "Радиационная физика твердого тела", Севастополь, 1996, с.68.