Scanning electron microscopic investigations of GaP

Abstract

The cathodoluminescence mode and the electron beam induced current mode of a scanning electron microscope are used t o get information on the rea.1 structure of GaP grown by the synthesis solute diffusion technique. The crystal defects detected by these methods are dislocations, grain boundaries, and inhomogeneities of doping levels. For the latter the cathodoluminescence mode turns out to be a very sensitive tool. The spectra of the cathodoluminescence are explained by the action of different radiative and non-radiative transitions. Possibilities of generation of doping inhomogeneities during crystal growth are discussed. Die Kathodolumineszenz-Mode und die des elektronenstrahlinduzierten Stromes eines Rasterelektronenmikroskops werden zur Untersuchung der Realstruktur von GaP eingesetzt, das nach einem Synthese-Losungs-Diffusions-Verfahren geziichtet wurde. Bei den so ermittelten Kristallinhomogenitaten handelt e8 sich urn Versetzungen, Korngrenzen und um Unterschiede in der Dotierungskonzentration. Fur letztere erweist sich die Kathodolumineszenz-Mode als ein sehr empfindliches Verfahren. Die spektrale Verteilung der Kathodolumineszenz wird durch versohiedene strahlende und nichtstrahlende ubergange interpretiert. Es werden Moglichkeiten der Entstehung von Dotierungsinhomogenitaten beim Kristallwachstum diskutiert.

On investigations of inhomogeneities in GaP monocrystals by cathodoluminescence in the scanning electron microscope

“…The intensities differ by a factor of about 2 to 5. The cause are doping inhomogeneities as proved by measuring CL spectra of these different regions of the crystal [6]. Ir should be emphasized that the CL mode of the SEM represents nearly the only possibility of sensitive and lateral investigation of doping inhomogeneities.…”

Local cathodoluminescence and its capabilities for the study of band structure in solids

“…Наименьший размер изображения дислокаций в GaP в режиме КЛ составлял около 1 мкм 90 при 15 кВ и был ограничен практически размером диффузионной длины. В большинстве работ по исследованию дефектов в режиме КЛ для сопоставления приводились также изображения в режиме наведенного тока, при этом наблюдались не только структурные дефекты, но и неоднородности легирования 91 . Наблюдения дислокаций и оценка их плотности в указанных режимах возможны вплоть до плотностей дислокаций~ 10~7 см" 2 , что позволяет исследовать как дислокации, образовавшиеся при выращивании слоев, так и созданные при деформации 92 .…”