3
Модель образования дефектных центров при облучении арсенида галлия
термического отжига является сокращение длительности цикла отжига
по сравнению с обычным отжигом в резистивной печи. При проведении
исследований быстрый термический отжиг был использован для отжига
радиационных дефектов в пластинах полуизолирующего арсенида гал-
лия, облученного полным спектром реакторных нейтронов.
Исследовали зависимость подвижности электронов от температу-
ры отжига
T
a
и времени выдержки при определенной температуре. Эти
параметры позволяют определить оптимальный режим термической
обработки материала после облучения и условия быстрого термиче-
ского отжига, приводящие к повышению однородности удельного со-
противления и подвижности электронов. В качестве исходного мате-
риала для облучения нейтронами использовали легированные хромом
и кислородом монокристаллы арсенида галлия промышленной марки
АГП-81 диаметром 76 мм, выращенные методом Чохральского.
По исходным электрофизическим данным (удельному сопротивлению
и подвижности) образцы были разделены на две группы. I группа:
удельное сопротивление
— от 2·10
8
до 3·10
8
Ом·см, подвижность
носителей заряда
— от 3000 до 3500 см
2
/В·с; II группа:
— от 7·10
7
до 1·10
8
Ом·см,
— от 3500 до 3800 см
2
/В·с. Образцы для проведения
экспериментов получали из монокристаллов резкой на пластины тол-
щиной 1 мм. Облучение образцов I группы потоком тепловых нейтро-
нов
Т
= 9,4·10
15
см
–3
(плотность потока
Т
= 10
12
см
–2
с
–
1) проводили в
вертикальных каналах исследовательского ядерного реактора при тем-
пературе ниже 60 °C и соотношении интенсивностей потоков тепловых
и быстрых (с энергией
Е
более 0,1 МэВ) нейтронов
Т
/
б
= 1. Облучение
образцов II группы потоком тепловых нейтронов
Т
= 6·10
15
см
–2
про-
водили в аналогичных условиях. Электрофизические параметры опре-
деляли при комнатной температуре методом ван-дер-Пау.
После облучения из пластин арсенида галлия вырезали образцы
размерами 10
10 мм. Кратковременный отжиг образцов проводили в
атмосфере азота в цилиндрической кварцевой кювете импульсами из-
лучения галогенных ламп мощностью 1500 Вт, расположенных по обе
стороны образца, при температуре от 600 до 1000 °C. Общая длитель-
ность импульсов составляла 30…60 с, время выдержки при максималь-
ной температуре — от 30 до 40 с. Время выхода на максимальную тем-
пературу и снижения до 300 °C после отключения ламп составляло от
10 до 15 с. Электрофизические параметры материала измеряли после
отжига. Установлено, что при всех температурах отжига образцы полу-
изолирующего арсенида галлия сохраняли высокое удельное сопро-
тивление. После облучения нейтронами наблюдался сильный разброс
значений подвижности носителей заряда от образца к образцу. Среднее
значение подвижности (
) было
меньше, чем до облучения. Зависи-
мость подвижности электронов от температуры отжига
(
T
a
) при 30 с
