Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 747-763 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:01988002305074700

EL2 family in LEC and HB GaAs

Y. Mochizuki et T. Ikoma

Institute of Industrial Science, University of Tokyo 7-22-1, Roppongi, Minato-ku, Tokyo 106, Japan

Abstract
Studies on the electrical and optical properties of EL2 in various GaAs crystals are described especially in view of the family characteristics. A variation in the trap energy levels among the EL2 family is first reviewed. It is shown that the family characteristics are also observed in the photoquenching effect (transitions between the normal and the metastable states) as well as the transition rate to the excited state. Change of EL2 centers after heavy particle bombardment and low temperature annealing indicate that the defect structure responsible for EL2 is sizable, in which mobile interstitial As atom(s) are involved. Based on the experimental results, validity of the As-cluster model for the origin of EL2 is presented and correlated with the models proposed by other investigators.

Résumé
On décrit des études sur les propriétés électriques et optiques de EL2 dans différents cristaux de GaAs en vue de cerner les caractéristiques de cette famille de défauts. On donne tout d'abord une revue de la variation des niveaux d'énergie associés à la « famille » EL2. On montre que les caractéristiques de cette famille sont observées aussi bien dans les effets de photoblocage (transition entre l'état normal et l'état métastable) que dans les taux de transition vers les états excités. La modification des centres EL2 après irradiation aux particules lourdes et recuits à basse température indique que la structure du défaut associé à EL2 est assez étendue et qu'elle inclut un ou des interstitiels d'arsenic. A partir des résultats expérimentaux, la validité du modèle d'ensemble d'atomes d'arsenic pour EL2 est corrélée à des modèles présentés par d'autres auteurs.

PACS
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.

Key words
annealing -- deep levels -- electron traps -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- semiconductor -- electrical properties -- optical properties -- trap energy levels -- photoquenching effect -- EL2 centers -- heavy particle bombardment -- low temperature annealing -- interstitial -- GaAs