Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 1, janvier 1980
Page(s) 15 - 19
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198000150101500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 15-19 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:0198000150101500

Threshold energy for atomic displacement in electron irradiated germanium

F. Poulin et J.C. Bourgoin

Groupe de Physique des Solides de l'E.N.S. , Université Paris 7, Tour 23, 2, place Jussieu, 75221 Paris, France


Abstract
n-type germanium has been irradiated with electrons of various energies in the range 0.5 to 3 MeV. Using transient capacitance measurements we observed four majority carrier traps associated with levels at 0.27 eV (E1), 0.39 eV (E2), 0.35 eV (E4), 0.32 eV (E5) below the conduction band. We have studied the variations of the introduction rates of these traps with the energy of irradiation. These variations are found to correspond to a threshold energy for atomic displacement of 20 ± 5 eV for the E 1 and E2 traps and of 40 ± 10 eV for the E 4 and E5 traps. It is concluded that the E 1 and E2 traps are associated with vacancy-or interstitial-type defects (association of a vacancy or of an interstitial with an impurity) while the E4 and E5 traps are associated with the divacancy.


Résumé
Du germanium de type n a été irradié avec des électrons d'énergie variable, de 0,5 à 3 MeV. En utilisant des mesures de capacité transitoire on a observé quatre pièges à porteurs majoritaires associés à des niveaux d'énergie à 0,27 eV (E1), 0,39 eV (E2), 0,35 eV (E4) et 0,32 eV ( E5) en dessous de la bande de conduction. On a étudié les variations des taux d'introduction de ces pièges avec l'énergie d'irradiation. Ces variations correspondent à un seuil d'énergie pour le déplacement atomique de 20 ± 5 eV pour les pièges E1 et E2 et de 40 ± 10 eV pour les pièges E4 et E5. On en conclut que les pièges E1 et E2 sont dus à des défauts de type lacunaire ou interstitiel (association d'une lacune ou d'un interstitiel avec une impureté) alors que les pièges E4 et E 5 sont dus à la dilacune.

PACS
6170B - Interstitials and vacancies.
6170Y - Interaction between different crystal structure defects.
6180F - Electron and positron effects.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.

Key words
deep levels -- electron beam effects -- electron traps -- elemental semiconductors -- germanium -- impurity vacancy interactions -- interstitials -- atomic displacement -- transient capacitance measurements -- majority carrier traps -- conduction band -- defects -- vacancy -- interstitial -- impurity -- divacancy -- n type Ge -- threshold energy -- electron irradiation -- elemental semiconductor