Abstract

Germanium is a relevant object for research into the influence of dislocations on electronic properties of impurities and conversely the influence of impurities on electronic states of dislocations owing to high structural perfection of germanium single crystals and the abundant data available on properties of impurities and defects. We present the results of studies of radiationless and radiation recombination (by the DLTS and photoluminescence (PL) methods, respectively) of charge carriers in deep levels of plastically deformed germanium single crystals doped with multicharge copper or gold impurities by the diffusion method. The recombination parameters (position of the energy levels in the forbidden gap, the value and activation energy of capture cross−section and ionization entropy) of Cu−2/−3 and Au−1/−2 ions determined by DLTS are independent of dislocation density and in good agreement with those in as−grown samples, which is explained by their position outside the Reed cylinders. The parameters of Cu−2 and Au−1 electron capture account for the dependence of the DLTS signal amplitude on filling pulse frequency. After copper doping the methods of transmission electron microscopy (TEM) revealed no precipitates between the dislocations. The intensity of radiation recombination on dislocations at 4.2 K is significantly reduced by copper doping and restored by heating the samples at temperatures above 500 °С as a result of copper diffusion from the bulk toward the dislocations. The specific features of the luminescence spectra of the heated copper−doped samples within the temperature range 200—400 °C are likely to be due to the reactions of the impurities accumulated near the dislocations on cooling the copper−doped samples.

Highlights

  • Germanium is a relevant object for research into the influence of dislocations on electronic properties of impurities and the influence of impurities on electronic states of dislocations owing to high structural perfection of germanium single crystals and the abundant data available on properties of impurities and defects

  • We present the results of studies of radiationless and radiation recombination (by the DLTS and photoluminescence (PL)

  • Methods, respectively) of charge carriers in deep levels of plastically deformed germanium single crystals doped with multicharge copper or gold impurities by the diffusion method

Read more

Summary

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МНОГОЗАРЯДНЫХ ПРИМЕСЕЙ С ДИСЛОКАЦИЯМИ

Благодаря высокому структурному совершенству монокристаллов германия и имеющейся обширной информации о свойствах примесей и дефектов в нем, этот полупроводник представляется подходящим объектом для изучения влияния дислокаций на электронные параметры примесей и, наоборот, влияния примесей на электронные состояния дислокаций. Представлены результаты исследования методами DLTS и фотолюминесценции (ФЛ) соответственно безызлучательной и излучательной рекомбинации носителей тока на глубоких уровнях в монокристаллах германия, в которые после пластической деформации введены диффузией многозарядные примеси меди или золота. Методом DLTS определены рекомбинационные параметры (положение энергетических уровней в запрещенной зоне, величина и энергия активации сечения захвата электронов и энтропия ионизации) атомов Cu−2/−3 и Au−1/−2. Ниже рассмотрены результаты исследования рекомбинационных свойств двух многозарядных примесей в пластически деформированном германии: быстро диффундирующей меди и золота, которое часто используют для очищения образцов от примеси меди. Цель работы — сравнение полученных методами спектроскопии глубоких уровней (DLTS) и фотолюминесценции (ФЛ) рекомбинационных параметров глубоких уровней замещающих атомов меди и золота в кристаллах без дислокаций [3] и в деформированных кристаллах, оценка полученной информации о взаимодействии примесей с дислокациями

Образцы и методы исследования
Результаты эксперимента и их обсуждение
Библиографический список
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call