Dislocations and plasticity in semiconductors. I — Dislocation structures and dynamics

A. George; J. Rabier

doi:doi:10.1051/rphysap:01987002209094100

Numéro		Rev. Phys. Appl. (Paris) Volume 22, Numéro 9, septembre 1987


Page(s)		941 - 966
DOI		https://doi.org/10.1051/rphysap:01987002209094100

Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 941-966 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002209094100

Dislocations and plasticity in semiconductors. I - Dislocation structures and dynamics

A. George¹ et J. Rabier²

¹ Laboratoire de Physique du Solide, Unité Associée au CNRS n° 155, Ecole des Mines de Nancy, Institut National Polytechnique de Lorraine, 54042 Nancy, France
² Laboratoire de Métallurgie Physique, Unité Associée au CNRS n° 131, Faculté des Sciences, 40, avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers, France

Abstract
Dislocation core structures in elemental semiconductors (ESC) and III-V compound semiconductors (CSC) with zinc blende structure are discussed in relation to their analogy with fcc metals. Emphasis is also put on the specific features of dislocations in SC at temperatures lower than 0,6 Tm when dislocation glide is controlled by the Peierls mechanism reflecting the strong covalent bonding of the atoms. Dislocation dynamics relevant to classical metallurgical effects or to specific effects associated with electronic levels introduced by dislocations in the band gap are reviewed. Analogies and differences between dislocation structures and properties in ESC and CSC are also discussed.

Résumé
Les structures de coeur des dislocations dans les semi-conducteurs élémentaires (ESC) et les composés semi-conducteurs (CSC) III-V sont discutées en relation avec les analogies qu'elles présentent avec celles des métaux cfc. On met l'accent sur les propriétés spécifiques des dislocations dans les SC aux températures plus basses que 0,6 Tf où le glissement des dislocations est régi par un mécanisme de Peierls qui témoigne de la liaison covalente entre atomes. On fait une revue de la dynamique des dislocations en rapport avec des effets métallurgiques classiques ou des effets spécifiques aux SC associés aux niveaux électroniques introduits par les dislocations dans la bande interdite. Les analogies et les différences entre les structures et les propriétés des dislocations dans les ESC et CSC sont aussi discutées.

PACS
6170G - Dislocations: theory.
6170L - Slip, creep, internal friction and other indirect evidence of dislocations.
6220F - Deformation and plasticity.

Key words
dislocation structure -- slip -- dislocation core structures -- dislocation dynamics -- III V semiconductors -- f.c.c. metals -- plasticity -- elemental semiconductors -- zinc blende structure -- dislocation glide -- Peierls mechanism -- electronic levels -- band gap