Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 833-846 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:01988002305083300

EL2-related studies in irradiated and implanted GaAs

G. Guillot

Laboratoire de Physique de la Matière (associé au CNRS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 20 avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
The midgap donor level EL2 is a very important defect because of the role it plays in the compensation of undoped semi-insulating GaAs. The knowledge of the exact EL2 structure becomes of even greater prime importance. We present here a review of the experimental results concerning artificial EL2 creation by electron and neutron irradiation and also ion implantation followed or not by annealing. These studies have greatly contributed in specifying the nature of EL2 namely a complex intrinsic defect with an arsenic antisite as a core (AsGa + X). We point out some new concepts such as hopping transitions due to inter-defect electron tunnelling which have been tentatively proposed to account for observations in implanted and neutron irradiated samples. We also discuss the main results of these artificial creation experiments as a function of the recent models proposed for EL2 up to the present day.

Résumé
Le donneur profond EL2 est un défaut très important par le rôle qu'il joue dans la compensation du matériau GaAs semi-isolant non dopé. La connaissance de sa structure exacte devient de plus en plus nécessaire. Nous présentons une revue des résultats expérimentaux concernant la création artificielle de EL2 par irradiation (électrons, neutrons) et également par implantation ionique avec et sans recuit. Ces études ont fortement contribué à spécifier la nature de EL2 à savoir un défaut intrinsèque complexe à base d'un arsenic antisite AsGa(AsGa + X). Nous soulignons de nouveaux concepts tels que les transitions par sauts dues au tunnelling des électrons entre défauts profonds proposées pour interpréter les résultats obtenus sur les matériaux implantés et irradiés aux neutrons. Nous discutons également les principaux résultats de ces expériences de créations artificielles en fonction des plus récents modèles proposés pour EL2 à ce jour.

PACS
6170T - Doping and implantation of impurities.
6180F - Electron and positron effects.
6180H - Neutron effects.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.

Key words
deep levels -- electron beam effects -- electron traps -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- neutron effects -- tunnelling -- semiconductor -- electron irradiation -- midgap donor level -- EL2 structure -- artificial EL2 creation -- neutron irradiation -- ion implantation -- annealing -- antisite -- hopping transitions -- interdefect electron tunnelling -- GaAs