Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3566
Domke, Christiane
Untersuchung der Kristallgitterdefekte und der Kompensationsmechanismen in hoch siliziumdotiertem GaAs mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie
145 S., 1998
Die Rastertunnelmikroskopie wurde zum ersten Mal dazu verwendet, die Art und die Konzentration aller Punktdefekte im Kristallinneren eines dotierten III-V-Verbindungshalbleiters in Abhängigkeit von der Konzentration der Dotieratome zu bestimmen. Mit Hilfe der so erhaltenen mikroskopischen Informationen wurden die Mechanismen abgeleitet, die zur Kompensation von Siliziumdotieratomen in GaAs führen. Die Siliziumdonatoren werden hintereinander durch Siliziumakzeptoren, Siliziumcluster und (Siliziumdonator-Galliumleerstelle)–Komplexe kompensiert. Die abgeschirmte Coulombwechselwirkung zwischen geladenen Defekten führt zur Bildung von Siliziumpaaren und -clustern. Bei hohen Siliziumkonzentrationen führt der Fermi-Level-Effekt zur Bildung von (Siliziumdonator-Galliumleerstelle)–Komplexen. Nach einer Wärmebehandlung von hoch siliziumdotierten GaAs unter Arsenüberdruck lösen sich die Siliziumcluster durch einen von Galliumleerstellen dominierten Prozeß auf. Dabei wechselt Silizium vom Arsenuntergitter auf das Galliumuntergitter und bildet Siliziumdonatoren, die eine Erhöhung der freien Ladungsträgerdichte bewirken. Die mit dem Rastertunnelmikroskop untersuchten Proben wurden auch mit der Positronenannihilations-Methode untersucht. Die in siliziumdotiertem GaAs detektierten flachen Positronenfallen konnten eindeutig (SiGa-VGa)-Komplexen und die tiefen Positronenfallen Siliziumakzeptoren und für hohe Siliziumkonzentrationen Siliziumclustern zugeordnet werden.
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