Структурные и фазовые переходы в полупроводниках при импульсных лучевых воздействиях

СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ...........................................................5
ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИНТЕНСИВНЫХ ФОТОННЫХ И КОРПУСКУЛЯРНЫХ ПУЧКОВ С ПОЛУПРОВОДНИКАМИ............................................................15
1.1. Механизмы взаимодействия световых потоков с полупроводниками .... 17
1.2. Взаимодействие корпускулярных пучков с полупроводниками......25
1.3. Особенности кристаллизации и фазовых превращений в полупроводниках при импульсном воздействии в различных диапазонах длительности.................................................31
1.3.1. Общая характеристика направления импульсно-лучевой модификации полупроводников...........................................31
1.3.2. Трансформация структуры и поведение примеси при импульсносветовой обработке в наносекундном диапазоне длительности. Физичес-ские модели лазерного отжига имплантированных полупроводников...36
1.3.3. Процессы твердофазной кристаллизации и особенности плавления при обработках в миллисекундном-секундном диапазонах длительности импульса...............................................45
Выводы к гл.1 и обоснование целей работы......................49
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА............................52
2.1. Подготовка образцов, техника ионного легирования и термической обработки................................................... 52
2.2. Техника импульсно-лазерной обработки образцов................53
2.3. Техника импульсной обработки ионными и электронными пучками 56
2.4. Техника импульсно-фотонной обработки в миллисекундном -секундном диапазонах длительности импульса..............:....58
2.5. Методика исследований электрофизических параметров, структуры, элементного состава приповерхностных областей................58
3
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, НАГРЕВА, ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСИ ПРИ ИМПУЛЬСНО-ЛУЧЕВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ 63
3.1.Моделирование процессов нагрева, плавления и кристаллизации с учетом пространственно-временного распределения выделения энергии излучения в полупроводниках................................64
3.1.1. Постановка задачи......................................64
3.1.2. Методика численных расчетов температурного поля при импульсных воздействиях.....................:.......................67
3.1.3. Методика учета пространственно-временного распределения поглощения различных видов излучения................... 71
3.2. Моделирование процессов перераспределения примеси при импульснолучевых обработках............................................76
ГЛАВА 4. РАСЧЕТЫ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ И ДИНАМИКИ
ПЛАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕТОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ................................80
4.1. Компьютерное моделирование нагрева и динамики плавления имплантированных полупроводников...........................80
4.2. Компьютерное моделирование для решения «обратной» задачи нагрева излучением................................................ 83
4.3. Аналитические методы расчетов температуры до порога плавления. Классификация режимов нагрева излучением...................86
4.4. Компьютерное моделирование и аналитические оценки зависимостей параметров плавления от длительности импульса............ 90
ГЛАВА 5. СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ В ПРОЦЕССЕ ИМПУЛЬСНО-СВЕТОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ..................................................100
5.1. Трансформация структуры и поведение примеси в имплантированном кремнии и арсениде галлия в наносекундном диапазоне длительностей воздействия..................................................100
4
5.1.1.Поведение хорошо растворимых примесей и их электрическая активация в кремнии.......................................100
5.1.2. Поведение малорастворимых в кремнии примесей...........111
5.1.3. Динамика фазовых и структурных переходов в имплантированном кремнии...................................................118
5.1.4. Низкотемпературное управление прозрачностью кремния при лазерном отжиге...........................................131
5.2. Кристаллизация и аморфизация полупроводников при воздействии субнаносекундными импульсами..;*..........................137
5.3. Особенности плавления и кристаллизации импульсами миллисекундного и секундного диапазонов длительности.................140
ГЛАВА 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ С ИМПЛАНТИРОВАННЫМИ ПОЛУПРОВОДНИКАМИ..............................................147
6.1. Специфика нагрева и динамика плавления полупроводников импульсными ионными пучками по результатам компьютерного моделирования........................................... 147
6.2. Структурно-фазовые изменения и поведение примеси при импульсноионной обработке имплантированного кремния................152
6.3. Поведение примеси и ее электрическая активация в арсениде галлия при импульсно- ионной обработке...........................160
6.4. Термическая устойчивость пересыщенных твердых растворов кремния
и арсенида галлия.........................................163
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................166
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА.............................................170
ЛИТЕРАТУРА.................................................. 185
ВВЕДЕНИЕ
Одним из наиболее интенсивно развиваемых направлений физики твердого тела является модификация приповерхностных слоев твердых тел интенсивными пучками излучений. В отношении полупроводниковых материалов это связано с двумя основными причинами:
-появлением новых источников высокоинтенсивных излучений -импульсных лазерных, электронных, ионных пучков, мощных газоразрядных ламп; -тенденциями развития полупроводниковой электроники к расширению функциональных возможностей приборов за счет использования новых прецизионных, высокопроизводительных и эффективных технологических операций, в т.ч. новых нетрадиционных методов обработки материалов.
Проблема перехода полупроводниковой микроэлектроники в область субмикронных размеров представляет собой крупную научно-техническую задачу, требующую привлечения самых современных технологических процессов управления свойствами приповерхностных слоев полупроводниковых кристаллов [1]. Наиболее широко и успешно используемым методом модифицирования поверхности в полупроводниковой технологии до настоящего времени остается ионная имплантация [2-7], являющаяся универсальным методом введения в любой материал любых легирующих примесей в строго контролируемом количестве. В результате имплантации в тонком приповерхностном слое могут быть достигнуты весьма высокие концентрации примесных атомов. Вместе с тем, в этом же слое образуется большое число радиационных дефектов. Поэтому одной из основных проблем в технологии ионной имплантации остается поиск способов проведения отжига имплантированных слоев с целью восстановления кристаллической структуры и обеспечения максимальной электрической активации внедренной примеси без ухудшения параметров кристаллической подложки.
6
К наиболее перспективным методам, обладающим к тому же уникальными возможностями, следует отнести предложенный в Казанском физико-техническом институте с участием автора данной работы принципиально новый способ, заключающийся в облучении имплантированных слоев мощным импульсом светового излучения [А1]. Поскольку в первых экспериментах по импульсной обработке имплантированных полупроводников [А1-А4] использовались лазеры, а основным предназначением этих обработок было устранение введенных в процессе имплантации радиационных дефектов, что обычно достигается использованием длительного термического отжига, данная операция была названа нами «лазерным отжигом». Причем этот термин означает как способ устранения радиационных дефектов с одновременной электрической активацией внедренной примеси, так и явление, заключающееся в быстрой ориентированной кристаллизации приповерхностных слоев твердых тел под действием импульсного светового излучения.
В течение достаточно короткого времени с момента обнаружения лазерного отжига - к началу 80-х годов многочисленными научными группами были изучены основные технологические возможности лазерного отжига, разработаны физические модели процессов упорядочения кристаллической структуры приповерхностных слоев и поведения примесей при кристаллизации. К этому времени значительно расширился круг объектов импульсной модификации (диффузионные полупроводниковые слои, вакуумно-осажденные аморфные и поликристаллические пленки, границы раздела полупроводников с металлами и диэлектриками и др.). Более того, было показано, что импульсная обработка полупроводников может осуществляться с использованием самых различных источников электромагнитного или корпускулярного (электроны, ионы) излучений. При этом длительность воздействия различных видов излучений изменялась в очень широком диапазоне Ю'^-Ю1 с. В каждом конкретном случае
7
механизмы трансформации и перераспределения энергии излучений, а также процессы кристаллизации описываются различными физическими моделями, к основным из которых следует отнести быстрый нагрев приповерхностного слоя вплоть до температуры плавления с последующей кристаллизацией либо в твердой фазе, либо из образующегося расплава.
В настоящее время импульсный отжиг имплантированных полупроводников в миллисекундном - секундном диапазонах длительностей стал одной из основных операций в технологии производства интегральных схем (ИС) и получил устойчивый технический термин - RTA (Rapid Thermal Annealing). Что касается обработки с длительностью менее 1 мс, то эта область в настоящее время имеет ограниченное применение. Это обусловлено рядом причин, связанных как с сильно неравновесным характером обработки, требующим коренного изменения технологического процесса, так и с недостаточной изученностью возможностей и ограничений импульсных обработок различными видами излучений.
В связи вышеизложенным изучение возможностей импульсно-пучковой обработки материалов и исследование протекающих при этом физических процессов является актуальной задачей полупроводниковой электроники и физики твердого тела.
Целью работы является комплексное исследование быстропротекающих физических процессов, имеющих место в приповерхностных слоях полупроводников при их импульсной обработке интенсивными потоками излучений в широком диапазоне длительностей воздействия 10'1О-101с, а также разработка физических основ импульснопучковой модификации структуры и примесного легирования полупроводниковых материалов.
Несмотря на интенсивные исследования импульсных методов модификации полупроводниковых материалов, начатые автором с
8
сотрудниками в 1974 г. и продолжающиеся в различных научных центрах, к началу основных исследований данной работы (1981 г.) не находил объяснения ряд экспериментально наблюдаемых фактов трансформации структуры и поведения примесей при импульсно-пучковой обработке полупроводников. Отсутствовали также систематизированные данные о влиянии пространственно-временных параметров поглощения излучений на кинетику процессов импульсной кристаллизации.
Поэтому основными задачами настоящей работы явились следующие:
1. Выявление особенностей фазовых переходов, трансформации структуры и поведения примесей в полупроводниках при их импульсно-пучковой обработке.
2. Установление основных физических механизмов процессов фазовых и структурных переходов в полупроводниках в зависимости от их исходного состояния и режимов импульсного воздействия.
3. Изучение влияния пространственно-временного распределения поглощенной энергии излучения на процессы плавления и кристаллизации полупроводников в широком диапазоне длительностей и интенсивностей воздействия.
4. Изучение технологических возможностей альтернативных «лазерному отжигу» импульсных обработок, в частности, ионно-импульсного
4.
отжига.
Научная новизна. В результате проведенной работы получены следующие научные результаты.
1. Установлена связь пространственно-временного распределения поглощенной в полупроводниках энергии излучений с кинетическими параметрами процессов плавления, кристаллизации и перераспределения примеси.
9
2. Установлены закономерности перераспределения примеси в кремнии при наносекундном лазерном отжиге в зависимости от ее концентрации и коэффициента распределения.
3. Установлена связь между изменением оптического отражения в процессе лазерного отжига, трансформацией кристаллической структуры и электрической активацией имплантированной примеси.
4. Показано, что в близпороговом режиме лазерного отжига имеют место два вида полицентровой кристаллизации, связанного с затвердеванием сильнопереохлажденного (до 200-300 К) и нормального расплавов.
5. Изучены условия образования локальных областей плавления на поверхности монокристаллического кремния в процессе однородного нагрева, обусловленного воздействием света с длительностью более 100 мс.
6. Изучена возможность формирования сильнолегированных слоев на кремнии и арсениде галлия с использованием непрерывной ионной имплантации и последующей импульсно- ионной обработки.
Практическая ценность работы. Проведенные автором исследования и предложенные технологические методы импульсных обработок являются основой имплантационно-импульсной технологии легирования полупроводниковых материалов, позволяющей решать следующие технологические задачи:
-создание субмикронных легированных слоев активных элементов ИС толщиной 0.01-1.0 мкм;
-формирование сильнолегированных подконтактных областей и активных элементов силовых полупроводниковых приборов и приборов СВЧ-электроники;
-формирование сверхрезких р-п и гетеропереходов;
-создание гетерирующих слоев повышенной эффективности;
-изготовление активных элементов фотоприемников и солнечных элементов;
10
-технологический контроль однородности распределения примесей в полупроводниковых пластинах и др.
К конкретным практически важным результатам относятся следующие:
1. Разработаны методики моделирования температурных полей и перераспределения примесей в полупроводниках при воздействии излучений различных источников, работающих в широком диапазоне длительностей импульса. Результаты моделирования позволяют проводить выбор и оптимизировать режимы импульсной модификации полупроводниковых материалов.
2. Разработана методика наносекундного лазерного отжига имплантированного кремния со стороны кристаллической подложки, основанная на низкотемпературном управлении разностью поглощения света в разупорядоченных и кристаллических областях.
3. Разработана импульсно-ионная технология формирования сильнолегированных слоев на кремнии и арсениде галлия.
4. Изучена устойчивость импульсно-сформированных полупроводниковых слоев к последующим технологическим и эксплуатационным термическим воздействиям.
Положения и результаты, выносимые на защиту.
1. Пространственно-временное распределение поглощенной энергии различных видов излучения определяег скорости фазовых переходов, структуру сформированных слоев, диффузионное и сегрегационное перераспределение примесей и их Электрическую активацию.
2. В зависимости от плотности энергии наносекундного лазерного отжига имплантированного кремния имеют место ориентированная от подложки (эпитаксиальная) и неориентированная (полицентровая) кристаллизация, причем неориентированная кристаллизация аморфного имплантированного
11
слоя может идти как из нормального, так и из сильнопереохлажденного относительно точки плавления кристалла расплава.
3. Образование локальных областей плавления на поверхности монокристаллического кремния при миллисекундном-секундном импульсносветовом воздействии обусловлено зародышеобразованием и ростом жидкой фазы в условиях перегрева относительно точки плавления кристалла.
4. При наносекундном отжиге имплантированного кремния лазерным излучением с длиной волны вблизи края собственного поглощения температура окружающей среды определяет разность поглощения в монокристаллическом и аморфном кремнии, что позволяет управлять распределением тепловых источников и перераспределением примеси при лазерном отжиге.
5. Импульсно-ионное формирование слоев п-ваАз с повышенной концентрацией электронов проводимости (до 102Осм"3) обусловлено объемным поглощением энергии излучения и имеет место в заглубленных участках профиля распределения имплантированной примеси.
Личный вклад автора. Диссертация является обобщением работ, выполненных в лаборатории радиационной физики Казанского физико-технического института КНЦ РАН. Часть работ проводилась в сотрудничестве с Центральным институтом физических исследований Венгерской академии наук, Россендорфским научным центром Германии, Институтом ядерной физики (г. Томск), Институтом электроники академии наук Белоруссии (г. Минск). В совместных работах автору принадлежит постановка ' задач и разработка модельных представлений. Он непосредственно участвовал в планировании и проведении экспериментов, проведении расчетов, анализе и интерпретации полученных результатов. По теме диссертационной работы автор являлся основным и ответственным исполнителем, а также руководителем работ, выполненных по заданиям
12
Министерства электронной промышленности СССР, в рамках целевой комплексной программы, конкурсной программы РФФИ, программ Министерства науки России.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих Международных, Всесоюзных и Российских конференциях, симпозиумах и совещаниях:
Международное рабочее совещание по ионному легированию полупроводников и других материалов (Прага, Чехословакия, 1981), Международная конференция по аморфным системам, исследуемым ядерными методами (Бапатонферед, Венгрия, 1981), Международная конференция по микроэлектронике (Шиофок, Венгрия, 1982), Международная конференция по импульсно-энергетической модификации полупроводников и сопутствующих материалов (Дрезден, Германия, 1984), Рабочее совещание по ионной имплантации в полупроводники и другие материалы, (Балатоналига, Венгрия, 1985), Всесоюзная конференция «Ионнолучевая модификация материалов» (Черноголовка, 1987), 1-я Всесоюзная конференция «Физические и физико-химические основы микроэлектроники» (Вильнюс, 1987), Всесоюзный семинар «Фотонные процессы в полупроводниках» (Суздаль, 1987), Всесоюзные школы «Фундаментальные вопросы ионной имплантации» (Одесса, 1981, Алма-Ата, 1985), 4-я и 5-я Отраслевые научно-технические конференции «Ионно-лучевая техника, оборудование и технология ионной имплантации» (Нальчик, 1988, Гурзуф, 1991), 7-я и 8-я Всесоюзные конференции по взаимодействию оптического излучения с веществом (Ленинград, 1988, 1990), Международная
конференция по ионной имплантации в полупроводники и другие материалы (Люблин, Польша, 1988), 3-я Международная конференция по модификации материалов пучками частиц и импульсами энергии (Дрезден, Германия, 1989), 1-я всесоюзная конференция по физическим основам твердотельной
13
электроники (Ленинград, 1989), Международная конференция по ионной имплантации и ионно-лучевому оборудованию (Элените, Болгария, 1990), 3-я Всесоюзная конференция «Ионно-лучевая модификация полупроводников и других материалов микроэлектроники» (Новосибирск, 1991), 3-я Европейская конференция по вакууму (Вена, Австрия, 1991), 3-я Всесоюзная и Российская конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью» (Звенигород, 1991, Москва 1993), Осенняя встреча общества исследователей материалов (Бостон, США, 1993), Международная конференция «Лазеры-95» (Чарльстон, Северная Каролина, США, 1995), Международная конференция «Мощные лазеры - наука и техника» (Карловы Вары, Чехия, 1995), 13-я
Международная конференция по применению ускорителей в науке и технике (Дентон, Техас, США), 15-я Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике «КИНО-95» (С.- Петербург, 1995), Международная конференция по взаимодействию излучений с твердым телом (Минск, 1995), 4-я Всероссийская конференция по модификации конструкционных материалов пучками заряженных частиц (Томск, 1996), Всероссийская конференция «Структура и свойства кристаллических и аморфных материалов» (Н. Новгород, 1996), 3-я Российская конференция по физике полупроводников (Москва, 1997), 5-я Европейская конференция по
применению ускорителей в науке и технологии (Эйндховен, Нидерланды, 1997), 4-й всероссийский семинар «Физические и физико-химические основы
4
ионной имплантации» (Н. Новгород, 1998), 6-я Международная конференция «Лазерные технологии - 98» (Шатура, 1998), 11-я Международная конференция по ионно-лучевой модификации материалов -1ВММ-98 (Амстердам/ Нидерланды, 1998), Всероссийская научно-техническая конференция «Микро- и наноэлекгроника-98» (Звенигород, 1999).
Результаты работ автора с сотрудниками неоднократно включались в Перечень важнейших достижений Академии наук СССР и России, отмечены Дипломом I степени и Золотой медалью ВДНХ СССР.
14
Публикации автора по теме диссертации вошли в Цикл работ «Открытие явления импульсной ориентированной кристаллизации твердых тел (лазерный отжиг)», удостоенной Государственной премии СССР в 1988г.
Публикации. Список трудов автора по теме диссертации включает 110 работ в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения, 5 отчетов по НИР.
15
ГЛАВА 1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИНТЕНСИВНЫХ ФОТОННЫХ И КОРПУСКУЛЯРНЫХ ПУЧКОВ С ПОЛУПРОВОДНИКАМИ
Исследования процессов взаимодействия концентрированных потоков энергии различных видов излучения с твердыми телами начали бурно развиваться с 60-х - 70-х годов. Связано это, по крайней мере, с двумя причинами. Во-первых, появление новых источников интенсивного излучения - оптических квантовых генераторов, импульсных электронных и ионных ускорителей, мощных газоразрядных ламп и др., позволяют использовать их как эффективный технологический инструмент в самых различных областях техники, начиная с машиностроения (размерная обработка материалов, сверление, упрочнение, очистка и полировка поверхности) и кончая микроэлектроникой (рост кристаллов, нанесение покрытий и их размерная обработка, скрайбирование пластин, микросварка). Во вторых, особое внимание стало уделяться управлению структурой и свойствами поверхности твердых тел. Поверхность определяет многие свойства твердых тел - механические, химические, оптические, электрические. Наряду с непрерывной ионной имплантацией, позволяющей управлять структурой и составом приповерхностных слоев, воздействие интенсивных импульсных, пучков позволяет существенно повышать усталостную прочность, коррозионную стойкость металлов и сплавов. Особое значение структура, состав и свойства приповерхностных слоев стали приобретать в микроэлектронике. Тенденции современной микроэлектроники к однокристальной субмикронной технологии предполагают создание приповерхностных слоев с заданными электрическими и оптическими свойствами, а также с высокой их пространственной локализацией. В этом плане импульсные концентрированные пучки излучений имеют уникальные возможности, связанные с быстрым и локальным введением энергии в
16
приповерхностные слои толщиной менее 1 мкм. Специфика такого воздействия заключается, как правило, в интенсивном нагреве вплоть до плавления или даже испарения приповерхностного слоя в условиях высокого градиента температур. Обусловленная таким воздействием структура, состав и свойства приповерхностных слоев определяются как параметрами излучения (длительностью импульса излучения, плотностью энергии импульса, энергией квантов или частиц), так и свойствами материала и их изменением в процессе облучения.
В настоящее время технологически приемлемыми являются источники излучения с длительностью импульса 10'11 - 101с и, соответственно, с плотностью энергии 1-100 Дж/см2 (плотностью мощности 10й - 101 Вт/см2). Столь широкий диапазон длительности воздействия определят различный характер физических процессов на всех стадиях импульсной обработки -поглощения энергии в твердом теле, её трансформации, фазовых и структурных переходов, как во время, так и по завершению воздействия. Важной особенностью импульсно-лучевых методов обработки микроэлектронных структур является их высокая пространственная локальность в трех измерениях- при импульсном воздействии через защитные маски или используя остросфокусированные пучки излучений можно создавать или управлять свойствами элементов размерами менее 0.1 мкм без существенного термического или химического воздействия на соседние элементы и базовый полупроводниковый материал. Возможности импульснолучевых методов обработки полупроводниковых структур значительно расширяются при предварительном использовании непрерывной ионной имплантации [А1]. При этом сочетаются качества ионной имплантации, как метода контролируемого введения любых примесей в твердое тело, так и импульсных методов, позволяющих управлять скоростью фазовых и структурных превращений, а также пространственным распределением примесей и их локализацией в кристаллической решетке. Широкие
17
возможности импульсно-лучевой модификации имплантированных полупроводниковых материалов обусловлены также необычайным многообразием физических процессов, протекающих при таких обработках. Поэтому, несмотря на широкое практическое использование ряда импульснолучевых методов, до сих пор имеются нерешенные вопросы, касающиеся физики процессов и возможностей обработки полупроводниковых материалов различными источниками излучений. Кроме того, эффективное использование метода требует детального изучения физических процессов, протекающих в конкретных условиях импульсного воздействия.
В данной главе проведен краткий анализ процессов взаимодействия интенсивных потоков энергии с полупроводниками, основных особенностей импульсной модификации имплантированных полупроводников, а также физических моделей трансформации структуры, свойств и поведения примесей при импульсно лучевых обработках.
1.1. Механизмы взаимодействия световых потоков с
полупроводниками
Исследованию взаимодействия мощного оптического излучения с твердыми телами посвящены многочисленные работы, начиная с 60-х годов. Причем, вначале преобладающее большинство работ, включая монографии [8-11], были посвящены взаимодействию излучений с металлами и значительно меньше - с полупроводниками. Это было связано с тем, что до середины 70-х годов мощные лазерные пучки наиболее широко применялись для обработки металлов (сверление, резка, сварка, поверхностное упрочнение). Кроме того, процессы поглощения и трансформации световой энергии в полупроводниках значительно многообразнее, сложнее и носят, к тому же, нелинейный характер. Действительно, если в металлах на начальном этапе воздействие электромагнитного излучения от ультрафиолетовой до
18
инфракрасной области сводится в основном к разогреву электронов проводимости, то в полупроводниках оно приводит к целому ряду процессов: фото ионизации (т.е. возникновению неравновесных электронно-дырочных пар), переходу электронов в возбужденное состояние, внутризонным электронным переходам, возбуждению колебаний решетки. Процессы последующей трансформации энергии связаны с передачей энергии от фотовозбужденных носителей решетке и в полупроводниках усложняются за счет действия различных каналов рекомбинации.
В случае поглощения света малой интенсивности оптические и теплофизические свойства полупроводников изменяются несущественно. При этом для большинства полупроводников в т.ч. Бц Ое, СаАэ, основными из перечисленных механизмов поглощения энергии фотонов в видимой и ближней ИК-области являются фундаментальное или собственное поглощение, приводящее к фотоионизации носителей и поглощению света свободными равновесными носителями заряда.
Интенсивность этих процессов численно оценивается коэффициентом поглощения света а и коэффициентом отражения Я:
к=(НТотЛг’ (,1>
где пик- действительная и мнимая части комплексного показателя преломления. Для большинства полупроводников, включая Бц ве, СаАэ, п лежит в диапазоне 2.5-4.5, что соответствует эмпирическому правилу Мосса [12]: п4,Е8 = 77 (Е8 в эВ). Коэффициент отражения, несмотря на широкий диапазон изменения коэффициента поглощения, обычно не превышает 0.5 и резко увеличивается лишь при переходах типа полупроводник - металл при плавлении под действием мощного излучения.
Величина коэффициента поглощения и характер изменения его от энергии фотонов определяются зонной структурой полупроводника. В соответствии с этим, спектральная область поглощения полупроводников