Defects and Oxygen in Silicon Studied by Positrons

Abstract

During the last few years wide interest is generated in applying the positron annihilation techniques to defects in semiconductors. Since defects in semiconductors are, in many regards, dissimilar to defects in metals one must expect that new responses from positrons will emerge not normally associated with metals. One such important effect would be the charged state of a defect in a semiconductor. At the present time silicon is the semiconductor which has been investigated mostly, but the important III–V GaAs compound semiconductor is currently also under intensive investigations. For the case of silicon a detailed review will be presented encompassing lifetime results for vacancy agglomerates, high-temperature equilibrium measurements (undoped and P-doped) and oxygen in silicon. Furthermore, indications for the temperature variation of the bulk lifetime and its possible variation with doping levels will also be discussed. Während der vergangenen Jahre konnte einiges Interesse an der Anwendung der Positronen-annihilationstechnik auf Defekte in Halbleitern geweckt werden. Da Defekte in Halbleitern in vielerlei Hinsicht unterschiedlich zu Defekten in Metallen sind, muß man erwarten, daß man neue„Antworten”︁ Von Positronen erhält, die man mit Metallen nicht verbinden würde. Einer jener wichtigen Effekte ist der Ladungszustand eines Defektes in einem Halbleiter. Zur Zeit ist Silizium der am häufigsten untersuchte Halbleiter, doch wird auch am wichtigen III–V-Verbindungshalb-leiter GaAs intensiv Forschung betrieben. Es wird em detaillierter Überblick gegeben hinsichtlich des Silizium; er umfaßt Lebensdauerresultate für Leerstellenagglomerate, Hochtemperaturmessungen im thermischen Gleichgewicht (für undotiertes und P-dotiertes Si) und Sauerstoff in Silizium. Weiter werden Hinweise auf eine Abhángigkeit der Lebensdauer im defektfreien Kristall Von der Temperatur und möglicherweise vom Dotierungsgehalt diskutiert.