Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Влияние пластических деформаций на физические свойства полупроводников ашву и приборных структур на их основе
1.1. Электрические характеристики структур металл-полупроводник А В 9
1.2. Физические свойства дислокаций в полупроводниках АШВУ 25
1.3. Влияние деформаций на свойства полупроводников АШВУ 31
1.4. Влияние деформаций на свойства полупроводниковых приборных структур 38
1.5. Выводы к главе I 50
ГЛАВА II. Методики и получения переходов металл-полупроводник и исследования их характеристик
2.1. Технология получения структур
металл-полупроводник А В 53
2.2. Методика исследования электрических характеристик структур металл-полупроводник 57
2.3. Методика исследования фотоэлектрических характеристик структур металл-полупроводник 64
2.4. Методика исследования неоднородностей на повнрхности полупроводников и структур металл-полупроводник 65
2.5. Выводы к главе П 74
ГЛАВА Ш. Деградация электрических характеристик структур мегалл-полупроводник
3.1. Характеристики переходов металл-арсенид галлия 76
3.2. Деградация барьеров Шоттки под действием механических напряжений 86
3.3. Деградация структур Ли-Gods при пропускании тока 93
3.4. Деградация переходов металл-полупроводник при одновременном действии одноосного сжатия и пропускания тока 99
3.5. Выводы к главе Ш 104
ГЛАВА ІV. Исследование природы дефектов, ответственных за деградацию структур metam
4.1. Исследование точечных дефектов, возникающих при деградации переходов AU-&CLAS 107
4.2. Изучение неоднородностей переходов Jlu-IfCuiS фотоэлектрическими методами 116
4.3. Исследование дислокаций в кристаллах подвергнутых одноосному давлению 125
4.4. Выводы к главе ІУ 130
Заключение 132
Литература
- Физические свойства дислокаций в полупроводниках АШВУ
- Методика исследования электрических характеристик структур металл-полупроводник
- Деградация барьеров Шоттки под действием механических напряжений
- Исследование дислокаций в кристаллах подвергнутых одноосному давлению
Введение к работе
Переходы металл-арсенид галлия являются перспективными структурами для применений в полупроводниковой электронике, в частности, в микроэлектронике. Одним из явлений, снижающих службы данных структур, является их деградация, т.е.постепенное ухудшение характеристик и рабочих параметров в процессе работы.
Деграданионные явления присущи всем приборам на основе
Ш У полупроводников А В . Наиболее изучены эти явления в свето-
излучающих диодах (СИД) и лазерных диодах (ЛД). При деградации данных приборов в активной зоне образуются так называемые дефекты темных линий, представляющие собой вытянутые в определенных направлениях скопления дислокаций. В настоящее время нет единого мнения по следующим вопросам: каковы основные причины и движущие силы в образовании дефектов темных линий; что является основным фактором, снижающим эффективность приборов; сами дислокации или вокруг них; какова природа точечных дефектов, скапливающихся вокруг дислокаций. Сложность изучения де-градационных явлений в СИД и ЛД обусловлена тем, что в данных явлениях могут играть существенную роль многие факторы: перераспределение электрического поля; инжекция неосновных носителей заряда, сопровождаемая их излучателыгой и безызлучательнои рекомбинацией; неравномерный разогрев криолла; механические напряжения, существующие в свежеприготовленных образцах и возникающие в процессе их работы.
Барьеры Шоттки являются более простыми объектами для изучения деградационных явлений в полупроводниках А% . В
частности, в данных структурах при пропускании прямого тока, при не слишком высоких плотностях тока, инжекцией неосновных носителей заряда, а также их излучательной и безызлучатель-ной рекомбинацией можно пренебречь. Поэтому изучение деградации структур металл-арсенид галлия может дать однозначные выводы о природе деградационных явлений в арсениде галлия.
Анализ литературных данных показал, что деградация структур металл-полупроводник при механических напряжениях, при пропускании прямого тока и приложения обратного смещения изучена совершенно недостаточно.
Целью данной диссертации явилось систематическое исследование деградации переходов металл-арсенид галлия под действием длительного одноосного давления, пропускания прямого и обратного токов и при комбинированном действии данных факторов. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
разработка установки для фотоэлектрического изучения неоднородностей барьеров Шоттки, возникающих при их деградации;
экспериментальное изучение и определение характеристик и параметров барьеров Шоттки, наиболее чувствительных к деградандонным явлениям;
сравнение деградационных явлений в переходах металл-арсенид галлия при длительном одноосном давлении, пропускании прямого тока и при обратном смещении;
изучение отжига точечных дефектов, образующихся при деградации переходов металл-арсенид галлия;
исследование неоднородностей барьеров Шоттки фотоэлектрическими методами;
6) изучение дислокаций на поверхности эпитаксиальных пленок Gcl/Is і подвергнутых длительному одноосному давлению.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые систематически исследованы основные закономерности деградации структур металл-арсенид галлия под действием одноосного давления и пропускания тока.
Обнаружено, что при прямом смещении переходы металл-арсенид галлия деградируют намного быстрее, чем при обратном смещении, что деградационные действия пропускания прямого тока и одноосного давления усиливают друг друга. Установлена природа избыточных токов, возникающих при деградации переходив металл-арсенид галлия.
Обнаружено и исследовано частичное восстановление характеристик переходов металл-арсенид галлия при отжиге при температурах 150-400С.
Обнаружены и изучены неоднородности барьеров Шоттки, возникающие при их деградации.
Основные положения, которые выносятся на защиту:
Избыточные прямые и обратные токи, возникающие при деградации переходов металл-арсенид галлия, обусловлены тун-нелированием электронов сквозь потенциальный барьер.
Избыточные токи в продеградировавших переходах металл-арсенид галлия с концентрацией электронов в полупровод-
ТД ТУ —Я
нике 10 - 10х см проходят через неоднородности обедненного слоя, занимающие малую часть его площади. В данных не-однородностях толщина обедненного слоя существенно ниже, чем в однородных областях перехода металл-арсенид галлия.
3. При длительном одноосном давлении в переходах металл-
арсенид галлия образуются неоднородности, проявляющиеся в
локальном снижении фото-ЭДС и фототока при зондовом освещении.
В обнаруженных не однородно стях джїзфузионная длина дырок меньше, чем в однородной части криолла. Возникающие неоднородности фото-ЭДС связаны со скоплениями дислокаций с ло-
7 -2 кальной плотностью порядка 10 см .
За возрастание избыточного тока при деградации переходов металл-арсенид галлия ответственны не сами генерируемые дислокации, а возникающие вокруг них скопления точечных дефектов.
Скопления точечных дефектов, образующихся вокруг дислокаций при деградации переходов металл-арсенид галлия, не стабильны и отжигаются при температурах 150-400 С. Отжиг указанных дефектов приводит к образованию новых глубоких уровней в обедненном слое данных переходов.
Деградационные явления в переходах металл-арсенид галлия имеют общие основные черты с аналогичными явлениями в р-п переходах ОВД, что свидетельствует об общности механизма указанных явлений в структурах обоих типов. Развитие скоплений дислокаций, в которых интенсивность безызлучательной рекомбинации резко повышена по сравнению с однородными областями кристалла, возможно без инжекции и рекомбинации неосновных носителей заряда, а лишь под действием механических напряжений и пропускания тока.
Практическая ценность данной работы заключается в следующем:
I. Разработана установка для исследования распределений фото-ЭДС и фототока, диффузного отражения и фотолюминесценции по поверхности кристаллов и полупроводниковых структур с пространственным разрешением 5 мкм, позволюящая также снимать локальные вольт-амперные характеристики фототока и люмен-амперные характеристики фотолюмішесценции.
Установлена роль подпороговых механических напряжений в деградации структур металл-арсенид галлия.
Показано, что путем отжига при температурах
150 - 400С возможно частичное восстановление рабочих характеристик продеградировавших переходов металл-арсенид галлия.
4. Показано, что замена (jcinS на і/СіліМ в барьерах Шоттки повышает стойкость данных барьеров к деградации под действием механических напряжений и пропускания тока.
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
В первой главе дается обзор литературы по влиянию пластических деформаций на физические свойства полупроводников
тп у А В и приборных структур на их основе.
Во второй главе описаны методики получения переходов металл-полупроводник и исследования их характеристик.
В третьей главе изложены результаты исследования влияния длительного одноосного давления, пропускания тока и комбинированного действия данных факторов на электрические характеристики структур металл-полупроводник.
В четвертой главе представлены результаты исследования природы дефектов, ответственных за деградацию структур металл-арсенвд галлия.
Физические свойства дислокаций в полупроводниках АШВУ
Кубическая решетка типа алмаза и сфалерита может быть представлена как совокупность двух г.ц.к. решеток, смещенных относительно друг друга на одну четверть пространственной диагонали элементарной ячейки. Поэтому, как и в веществах с простой г.ц.к. решеткой, в кристаллах полупроводниках с структурой алмаза скольжение происходит, как правило,на плоскостях {III } , а полные дислокации имеют вектор Бюргерса / (ПО).
В решетке алмаза существуют три простые полные дислокации, ось которых ориентирована в направлении {100): скользящие винтовая и 60-градусная с плоскостью скольжения {ill} и сидячая краевая с плоскостью скольжения {100} /26,27/. Помимо того, согласно классификации Хорнстры, имеется еще шесть типов сложных дислокаций, направление которых отличается от направления П0 . Каждая из них может быть представлена в виде комбинации двух простых дислокаций с одинаковыми векторами Бюргерса.
Число разорванных связей на единицу длины дислокации в общем случае зависит от угла (X между направлением оси дислокации и ее вектором Бюргерса и для дислокации с плоскостью скольжения fill} может быть получено из выражения С = 0,866 Ь-СОЗЄСЛ, где С - расстояние между болтающимися связями, - вектор Бюргерса. Для чисто краевой дислокации с осью 112) С = 0,866-Ь , для 60-градусной дислокации С - b , а для винтовой дислокации разорванные связи отсутствуют.
Как показано в работе /27/, для большинства дислокаций возможна перестройка ядра, приводящая к изменению величины искажений и числа разорванных связей. Такая перестройка может происходить как за счет изменения конфигурации самых электронных связей (разрыв или образование новых двойных связей) , как это имеет место при перестройке винтовой дислокации, так и в результате диффузии вакансий или междоузельных атомов в ядре в случае дислокаций с большой краевой компонентой .
Поскольку в полупроводниковых соединениях kV имеются атомы двух сортов, наиболее важными плоскостями этого типа являются плоскости {III .
Из рис.1.3 видно, что плоскости {III} располагаются парами, причем в каждой паре имеется плоскость, состоящая из атомов! группы, и плоскость из атомов V группы, а вдоль направления ( III) плоскости расположены в таком порядке в результате тетраэдригеской координации атомов в решетке, что в каждой паре сначала идет плоскость, состоящая из атомов V группы, за ней следует плоскость, состоящая из атомов Ж группы, тогда как в противоположном направлении { III) порядка следования плоскостей обратный.
Вследствие этой кристаллографической полярности в полупроводниковых соединениях Атг возможны два типа 60-градусных дислокаций, различающихся тем, что крайний ряд лишней полуплоскости состоит из атомов I группы - (Х- дислокации - или атомов V группы - R- дислокации /28/. Правовинтовая дислокация в соединениях А% может также существовать в двух формах, которые аналогичны (X - (3 -формам дислокаций с краевой компонентой. То же самое относится к левовинтовой дислокации.
Энергия дислокаций в полупроводниковых соединениях А%у может понижаться как вследствие перестройки связей в ядре,так и в результате расщепления дислокаций. Но если в алмазной решетке расщепление 60-градусной дислокации можно производить двкмя способами, то в решетке соединения возможны четыре различных способа расщепления /28/. типов расщепленных дислокаций может существовать как в (X - , так ив (3 - форме, так что общее число различных форм растянутых 60-градусных дислокаций равно восьми. При этом все формы расщепленных дислокаций в решетке соединения АтВ содержат неправильные связи типа 1-ї и 1/-V с повышенной энергией.
В общем случае структурные дефекты неоднородно распределяются по поверхности в зависимости от метода выращивания кристала и степени легирования /29/. При выращивании эпитаксиального слоя дислокации в подложке сильно влияют на его качество /29,30/. Ульямс /29/ путем химического травления показал, что плотность дислокаций в эпитак-сиальном слое меньше в три раза, чем плотность дислокаций в подложке. В работе /30/ показано, что основной особенностью эпитаксиального слоя арсенида галлия является неравномерность распределения дислокаций, по площади пластины. Повышенная плотность дислокаций наблюдается на краях и в центре структуры. По рентгеновским топограммам, снятым со стороны эпитаксиального слоя и подложки установлено, что это - области большой плотности дислокаций, проникающих в эпитаксиальный слой из подложки.
Методика исследования электрических характеристик структур металл-полупроводник
После прогрева образцы оставались под вакуумом в течение 1-1,5 ч. После таких операций проверялась омичность контактов. Вольт-амперная характеристика обычно была почти линейной и сопротивление было очень малым несколько Ом .
Подготовка образцов к напылению олова и золота
Сторона с нанесенным индиевым омическим контактом покрывалась лаком так, как указано в пункте "а". Потом полировались поверхности образца травнтелем 1 Н% 0 : 5 Н SOn : М , где серная кислота Н Оц - концентрированная особочистая. Нужно, чтобы перекись водорода V\z2 была не старая, так как скорость травления зависит от того, насколько свежая она и от того, не успел ли остыть раствор-смесь после смешения этих растворов. Образцы травились 25-30 сек, что приводило к стравливанию слоя в несколько мкм. После травления снималась пленка лака, как и в пункте "а".
До самого напыления образцы должны находиться в спирте во избежание образования на поверхностях окисных пленок. И только при вставлении в держатель для напыления образцы вынимаются из спирта. в/ Напыление металлов (олова и золота) .
Напыление металлов на пластинки арсенида галлия производилось на универсальной вакуумной установке при давлении 1.5 Ю-5 мм Ng . Под большим вакуумным колпаком находятся две вертушки на расстоянии 35 см. На нижней ячейке помещаются испарители ( танталовые или молибденовые лодочки ) , а на верхних - держатели с образцами. Эти вертушки вращаются, что позволяет смещать определенную пару - испаритель и держатель. Держатель имеет множество лапок, что позволяет разместить множество пластинок и прижать их масками. Маски сделаны из медной фольги с помощью фотолитографии с разными отверстиями диаметром от 0,3 до I мм. Олово испарялось на охлажденный азотом держатель примерно 2-3 глин. Толщина напыленного слоя контролировалась по сопротивлению слоя, напы-ляющегося на кварцевую пластинку с размером 3x8x5 см . Сопротивление измерялось тестером и равнялось 6 Ом. Нужно учесть, что это сопротивление создается в основном за счет позволяющих проводов, так что сопротивление напыленного слоя совсем маленькое . При этом толщина слоя составляла несколько мкм. Ток через нагреватель при испарении олова составлял 40 А. Сразу после напыления олова сверху наносился слой И . Напыление велось 2 мин. при токе нагревателя 155 А.
После напыления образцы оставались под вакуумом 20-30 мкм, так как на воздухе горячие образцы могут окисляться и потрескаться. Напыление золота производилось таким образом, как напыление олова. Однако при напылении золота держатель подогревался до 155С. Распыление контролировалось таким образом. Над лодочкой с золотом помещалась стеклянная контрольная плас-тина размером 32x6x1,5 мм , на конце которой напылены алюминиевые контакты. Вначале лодочка подогревалась при закрытой заслонке. Когда золото начинает распыляться, стеклышко начинает темнеть это визуально наблюдал . Б этот момент открывалась заслонка, и золото напылялось на образец около 2 минут. Затем заслонка закрывалась. В начале напыления сопротивление стек лышка было 50 Ом и после напыления сопротивление постепенно упало до 40 Ом из-за инерции. Ток лодочки был 120 А. При этом получался полупрозрачный слой золота.
Идея держателя для исследования ВАХ на постоянном токе, а также вольт-фарадных характеристик и измерений фототока заключается в следующем. На одной пластине QuHs напыляли 9-12 барьеров Шоттки. Для таких пластин можно одновременно контактировать 3 или 6 барьеров Шоттки (на пластинке размером 1x1 см расположено 6 кружочков золота - барьеров Шоттки).
Вначале пластина с барьерами Шоттки кладется на металлический столик размером 1,5x1,5 см , закрепленный на тефлоновом изо ляторе (1,5x2 см ) . Одним контактом служит металлический столик. Вторым контактом является стальная проволочка. Для того, чтобы предотвратить царапание нанесенного слоя золота, проволочку покрывали слоем олова и заточили для получения плоского торца. Другой конец проволочки закрепили на изоляторе-подложке и изогнули, чтобы покрытый оловом конец вертикально прижимал образец. Итак, на одной подложке имелось 6 прижимных контактных проволочек, а 3 оставшиеся барьера Шоттки использовались в качестве контрольных.
Деградация барьеров Шоттки под действием механических напряжений
Длительная выдержка структур металл-полупроводник при одноосном сжатии приводит к существенному возрастанию прямого и обратного токов. На рис.3.8 представлены ВАХ прямого (1-3) и обратного (I - 3 ) токов перехода Ли - Cafe до деградации (1,1 ), а также после выдержи 530 ч (2,2 ) и 3500 ч (3,з ) под давлением 3,5 10 НД/г. Сравнение кривых 1-3 показывает, что после деградации ВАХ прямого тока становятся резко "неидеальными". Коэффициент неидеальности 3 при аппроксимации ВАХ выражением (3.2) существенно возрастает. При этом ухудшаются выпрямительные свойства переходов металл-полупроводник, особенно в области низких напряжений. Как видно из сопоставления кривых 1-3, обратные токи барьеров Шоттки при этом резко возрастают. Все это свидетельствует о появлении дефектов в области объемного заряда барьеров Шоттки, изменяющих энергетический спектр электронов. Анализ вольт-фарадных характеристик барьерной емкости структур до и после деградации показал, что емкость перехода металл-полупроводник и ее зависимость от напряжения остались неизменными. Это свидетельствует, что усредненное по площади перехода распределение электрически активных центров не меняется при деградации. Поэтому изменения ВАХ прямого и обратного токов при длительном одноосном сжатии связаны с неоднородноетями в области
Рис. 3.8. ВАХ прямого тока (1-3) и обратного тока (1-3) перехода до старения (1,1) , а также после 350 ч (2,2 ) и 3500 с (3,3) старения под давлением 3,5 ТО6 Н/м . объемного заряда, имеющими малую площадь по сравнению с сечением- перехода металл-полупроводник. Такими неоднородностями могут быть дислокации и скопления примесных центров и собственных дефектов вблизи дислокаций.
Повышение одноосного давления приводит к резкому ускорению деградации. На рис.3.9 приведены ВАХ прямого тока (1-3) и обратного тока (I- з ) перехода Ли - tjdfis с концентраци-ей электронов 1,5-101 см до старения (1,1 ),а также после 48 ч (2,2 ) и 96 ч (3,3) старения под одноосным давлением 1,8-10 H/wr. Сравнение ВАХ, приведенных на рис.3.8 и 3.9, показывает, что при повышении давления одни и те же изменения ВАХ происходят за меньшее время, а характер изменений ВАХ остается прежним. Выдержа под давлением приводит к росту избыточных прямых и обратных токов барьеров Шоттки. Аналогичная закономерность наблюдается не только на переходах ли - Gu/fe , но и на барьерных структурах S/] - (/GLJIS , что иллюстрируется рис.3.10. Для сравнения нами изучалось также влияние одноосного давления на характеристики структур Ли - OcJUs
ИС . пользуемых для изготовления светодиодов. Как известно, наличие механических напряжений в данных структурах считается одной из причин их деградации /56,67,68/. ВАХ прямого и обратного токов структуры AukAUs до и после деградации под давлением 2-Ю Н/м2 представлены на рис.3.II. Сравнение данных рис.3.9-3.II показывает, что переходы Ли - GfiMJiS существенно более стойки к деградации под давлением, чем переходы
Изменения прямого тока при низких напряжениях у переходов Ди - шЛЦ5 незначительны. Но деградация сопровождается увеличением последовательного сопротивления данных переходов.
На рис.3.12 представлена кинетика изменения предэкспо ненциального множителя Іо в выражении (S.2) для аппроксима ции БАХ прямого тока барьеров Шоттки Ли - Ыз (кривые 1и2), Sn -(гС(Л5 (кривая 3) и Ли -bMHb (кривая 4). Сравнение кривых I и 3, полученных при давлениях одного поряд ка, показывает, что структуры Sn - (кипЪ существенно быст рее деградируют, чем переходы Ли - (jCifls . ВАХ переходов 5/7 - GdJIs нестабильны. При повышении давления скорость деградации переходов Ли - СоЛз резко увеличивается, что видно из сопоставления кривых I и 2. Кривые 2 и 4 получены для структур при близких значениях давления. Скорость деградации переходов Ли - О-оЛілЬ существенно ниже, чем для Ли - ОолЗ . Из литературных данных /55/ следует, что также скорость деградации многослойных светодиодных структур существенно уменьшается при замене активной области из Oah на G-aMh .
Для исследования природы избыточных токов, возрастающих при деградации барьеров Шоттки под одноосным давлением изучались температурные зависимости указанных токов. На рис.13 представлены ВАХ прямого тока перехода j\t/ - С-оЛз Д (D и после деградации (2-7), полученные при различных температурах. Из сравнения кривых 2-7 видно, что в области низких напряжений, где основной является избыточная компонента тока, температурная зависимость данной компоненты незначительна. Это свидетельствует о безактивационном, туннельном преодолении потенциального барьера электронами. При концентрации примесей порядка 10 см средняя ширина барьера для электронов переходе Ли - С-йЛв составляет 0,7 мкм /22/, что делает невозможным туннелирование электронов по всей площади переходов
Исследование дислокаций в кристаллах подвергнутых одноосному давлению
Для проверки предположения, что деградация переходов металл- (JCLHS при длительном одноосном давлении связана с размножением дислокаций в арсениде галлия, про юдилось металлографическое исследование кристаллов со свободной поверхностью (III), подвергнутых одноосному давлению. Дислокации на указанной поверхности выявлялись травлением в травителе
На рис.4.На представлена фотография поверхности (III) образца В- 13, подвергнутого одноосному давлению 1-Ю6 НДг в течение 800 ч. Фотография выполнена с использованием микроскопа ММУ-ЗУ4.2 с объективом І0М0 /=25 (0.17) с помощью специальной фотонасадки. Треугольные ямки травления соответствуют выходам на поверхность дислокаций. Из рисунка видно, что дислокации распределены приблизительно равномерно по поверхности образца. Средняя плотность дислокаций составляет . 10 см . Давление осуществлялось залуженным планарным концом стальной проволоки диаметром 120 мкм. Место, где прикладывалось давление, соответствует центру снимка. Из рисунка видно, что длительное давление приводит к появлению большого скопления дислокаций с плотностью Э 10 см . Дислокации "выстраиваются" вдоль линий, что согласуется с измерениями распределения фототока. Еще больше выражена направленность линий, вдоль которых "выстраиваются" дислокации, на рис.4.Нб, где показана фотография яглок травления на поверхности образца В 4, подвергнутого давлению 2 »10 Я/иг в течение 18 ч. Углы между направлениями, вдоль которых преимущественно рождаются дислокации, составляют 120.
При повышении давления скопления дислокаций образуются за меньшее время. На рис.4.12а представлена фотография протравленной поверхности (III) образца 1Ь 6 после выдержки под давлением 8,7-10 Н/м2 в течение I ч. Из рис.4.12а видно, что при указанном давлении за І ч образуется скопление дислокаций. Когда давление превышает Ю9 Н/м2, кроме генерации дислокаций, рождаются микротрещины, что видно на фотографии непротравленной поверхности образца !Ь 5, подвергнутой давлению вольфрамовой иглой с плоским торцом диаметром 50 мкм в течение 10 мин.
О дефектном состоянии кристаллов, подвергнутых одноосному давлению, свидетельствует также сопоставление интенсивнос-тей диффракционных максимумов различных порядков, полученных методом вращения. Диффракционные спектры снимались на установке ДРСВ-2.0. Источником рентгеновского излучения являлась трубка БСВ-І9 с медным анодом при ускоряющем напряжении 30 кВ и током электронов 12 мА. Скорость вращения образца 0,125 град/мин. В таблице 4.1 приведены отношения интенсив-ностей дифракционных максимумов 2-го и 3-го порядков для линий р , 0(( , di к інтенсивностям максимумов 1-го порядка для тех же линий, полученные на недеформированном и деформированном кристаллах. Последний кристалл подвергался давлению 4 10 НДг в течение S000 ч. В последней колонке приведено отношение величин 4-й и 3-й колонок, то есть относительное снижение интенсивносдефектности кристаллической структуры /97/.
Таким образом, неоднородности приповерхностного слоя кристаллов (xccfls » возникающие при одноосном давлении, связаны со скоплениями дислокаций, генерируемых при механических напряжениях. При давлениях I«ICr нДг большие скопле-ния с плотностью дислокаций 10 см"" 0 образуются за сотни часов, в то время как при давлениях 2-Ю Н/м2 для этого достаточно десятков минут.
Изучение вольт-фарадных характеристик барьерной емкости переходов металл- (j(xl\s » исследование изохронного и изотермического отжига точечных дефектов, анализ распределения фототока по поверхности барьеров Шоттки и вольт-амперных характеристик фототока в неоднородностях, металлографическое изучение дислокаций на поверхности кристаллов позволяет сделать следующие выводы.
1. При длительном одноосном давлении 10-10 НД/п к крис таллах (/(х/1 возникают скопления дислокаций с локальной 7 —9 Р плотностью до 10 см . Возрастание давления от 10 до I09 Н/вг приводит к уменьшению времени, необходимого для образования скоплений дислокаций, от сотен часов до десятков минут. Скопления дислокаций вытянуты вдоль линий, образуя линейные неоднородности на поверхности кристалла.
2. В переходах металл-арсенид галлия, подвергнутых дли тельному одноосному давлению, образуются линейные неоднород ности распределения фотоэдс и фототока при зондовом освещении. Эти неоднородности можно связать со скоплениями дислокаций.
3. Уменьшение фототока в неоднородноетях обусловлено пониженным значением диффузионной длины, а значит, и времени жизни неосновных носителей заряда (дырок).
4. Прогрев продеградировавгаих переходов металл при температурах 150-400С приводит к резкому уменьшению избыточных токов, появившихся в результате длительного одноосного давления. При указанных температурах дислокации в bCL/ib не отжигаются /94/. Поэтому за появление избыточных прямых и обратных токов при деградации барьеров Шоттки ответственны не сами дислокации, а скопления точечных дефектов вокруг дислокаций.
5. Отжиг точечных дефектов вокруг дислокаций характеризуется энергией термической актігоации 0,77 эВ, что соответствует энергии актігоации деградации светодиодов на основе (rCL/IS при длительном пропускании тока. ти максимумов в деформированном кристалле.
