Механизм диффузии
Осуществление диффузии Zn при уровнях концентрации, которые необходимы для образования р — n-перехода, возможно во всех полупроводниковых соединениях AIUBV..Диффузия происходит в соответствии с механизмом диффузии по междоузлиям с замещением. В этой модели предполагается, что скорость диффузии по междоузлиям значительно выше, чем скорость диффузии атомов замещения по узлам, и поэтому она является преобладающей в процессе диффузии. Этот механизм был впервые предложен для объяснения аномальной диффузии Zn в GaAs [70], а затем был развит и для качественного объяснения наблюдаемого в экспериментах поведения Zn в GaAs [71] и GaP [72]. Справедливость этого механизма была продемонстрирована с помощью теоретических расчетов концентрации междоузельного Zn в GaAs [73], путем экспериментальных исследований диффузии Zn в GaAs при избыточном давлении As [74] и определением температурной зависимости эффективного коэффициента диффузии Zn в GaAs [75].
Выражение для коэффициента диффузии, полученное с помощью этой модели, можно записать в виде [72]
D=A'ft]c'- <5-5»
где Ai = const; Di — коэффициент диффузии междоузельных атомов: {VGa] —концентрация вакансий галлия; — константа
Рис. 5.9. Зависимость глубины залегания р — «-перехода от tin, где t — время проведения диффузии Zn в GaAs и GaP при 1000°С и в ІпР при 800°С [40]. |
равновесия для реакций между Vaa и Znг [уравнение (5.2)]; п —• константа, зависящая от зарядовых состояний атомов, находящихся в междоузлиях, и атомов замещения; С — концентрация диффундирующих частиц. Коэффициент диффузии D сильно зависит от концентрации Zn и резко изменяется у фронта диффузии.