1
УДК 621.382
Модель образования термостабильных дефектных
центров при облучении арсенида галлия нейтронами
© В.Г. Косушкин, А.К. Горбунов
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Калуга, 248600, Россия
Предложена модель трансформации дефектов в термостабильные дефектные
центры, обладающие донорными свойствами в арсениде галлия, облученном нейтро-
нами. Природа этих центров определяется взаимодействием искусственных ради-
ационных дефектов с примесями и равновесными дефектами кристалла. Показано,
что облучение нейтронами при температуре выше комнатной можно использовать
не только для изучения природы и закономерностей дефектообразования, но и как
способ направленного изменения свойств кристаллов.
Ключевые слова:
арсенид галлия, облучение тепловыми нейтронами, быстрый тер-
мический отжиг.
Уровень развития мировой электронной техники выдвигает все более
жесткие требования к качеству полупроводниковых монокристаллов. По
мере уменьшения топологических размеров элементов электронных схем
все большую роль играют точечные дефекты полупроводниковых мате-
риалов, управление поведением которых особенно актуально при пере-
ходе к нанометровым размерам элементов электронных схем.
В производстве и использовании полупроводниковых материалов
лидирующее место, по-прежнему, занимает кремний, мировое потребле-
ние которого составляет порядка 15 тыс. т в год (диаметр монокристаллов
100 — 300 мм, в перспективе до 400 мм), на втором месте — арсенид
галлия, мировое потребление которого составляет около ста тонн в год
(диаметр 100…150 мм, в перспективе — до 250 мм). Одним из способов
повышения однородности и радиационной стойкости монокристаллов
является использование ионизирующих излучений, создающих искус-
ственные радиационные дефекты, которые отличаются высокой под-
вижностью и относительно легко удаляются из объема слитков терми-
ческим отжигом. Искусственно введенные радиационные дефекты
взаимодействуют с равновесными дефектами, возникшими в процессах
выращивания монокристаллов, и эти комплексные дефекты также могут
быть удалены термическим отжигом, что позволяет существенно со-
кратить общее количество дефектов в материале.
Эффективной для этой цели оказалась технология облучения моно-
кристаллов тепловыми нейтронами ядерного реактора, разработанная
с целью реализации идеи трансмутационного легирования полупровод-
