A MECHANISM FOR THE EFFECT OF DOPING ON DISLOCATION MOBILITY

Résumé
Un modèle nouveau est proposé pour l'action des impuretés électriques sur la vitesse des dislocations dans les semiconducteurs à coordination tétrahédrique. La structure électronique des partielles à 30° et 90°, lesquelles sont les constituants des dislocations vis et à 60°, est supposée se composer d'une bande complète et d'une bande vide d'énergie plus haute dans l'état neutre. Les "kinks" sont supposés être associés à des niveaux localisés d'énergie entre les deux bandes de dislocations. L'action des impuretés est due à la diminution de l'énergie libre du système par la transition d'un électron/trou de la bande de conduction/bande de valence, ou des bandes de dislocations aux "kinks". Le modèle explique raisonnablement la variation de la vitesse des dislocations avec la concentration des impuretés, à une température fixe, et donne des valeurs de l'énergie pour les niveaux localisés des "kinks" dans Ge et Si, lesquels sont comparables aux niveaux d'énergie associés avec les dislocations coin, déterminées par des mesures électriques.

Abstract
A new model is proposed for the effect of doping on dislocation velocity in tetrahedrally coordinated semiconductors. The electronic structure of 30° and 90° partials, which are the components of screw and 60° dislocations, is assumed to consist of a full donor band an empty (higher energy) acceptor band in the neutral state. Kinks are thought to be associated with localised acceptor/donor levels within the gap of the dislocation bands. The doping effect is considered to be due to the reduction of the free energy of the system by the transition of an electron/hole from the conduction/valence band, or from the dislocation bands, to the kink sites. The model accounts reasonably well for the observed variation of dislocation velocity with dopant concentration at a given temperature, and yields values for the energies of the localised kink states in Ge and Si, which are of the same order as the energy levels associated with edge dislocations as determined from electrical measurements.