AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN DER DDR ZfK ...

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4.11, KONZENTRATIONSBESTIMMUNG AN A 3 -B 5 -HALBLEITEREINKRISTALLEN MITTELS
PROTONENRÜCKSTREUUNG
R. Flagmeyer und V. Geist
Karl-Marx-Universität Leipzig, Sektion Physik
Zur Bestimmung der Zusammensetzung ternärer Verbindungen A^„^B^C wurde die Rückstreu-Mikroanalyse
eingesetzt. Ahnliche Untersuchungen vmrden z.B. in [1] beschrieben.
An einigen dieser Mischkristalle wurden ionometrische Experimente
(Schatteneffekt) durchgeführt [2] (siehe Bericht 4.10,), für deren Auswertung
die Kenntnis der atomaren Zusammensetzung Voraussetzung war.
Alle Proben wurden mit Protonen der Energie E = 1.5 MeV beschossen («9^ = 150°,
AE Det =
Target.
24 keV). Die Strahlstrommessung erfolgte indirekt über ein rotierendes
Die x-Bes'timmung wurde nach zwei Methoden durchgeführt:
1. Vergleich der Rückatreuausbeuten an den für die einzelnen Elemente charakteristischen
Stufen untereinander. Voraussetzung: Der Beitrag mindestens einer
Komponente im Gesamtrückstreuspektrum ist von denen der anderen Elemente deutlich
zu trennen.
2. Vergleich der Ausbeute im Spektrum der ternären Verbindung mit der im Spektrum
einer "benachbarten" binären Verbindung (x = 0 bzw. x = 1). Eine Trennung
der Komponenten ist nicht erforderlich. Voraussetzung: Exakte Bestimmung der
Ladungsmenge.
Die 1. Methode wurde bei der Analyse von GaAlAs, GaAlSb, GaAlP und GalnP, die
2. Methode bei GalnAs (Vergleichsmaterial GaAs) angewendet. Ausgewertet wurde
stets der oberflächennahe Bereich (Streutiefe z ^ 0.2^um).
Abb. 1
Rückstreuspektrum von Geuj „Al-^As und Verhältnis
der Rückstreuausbeuten in Abhängigkeit von x
(Abb. 1a)
Als Beispiel ist in Abb. 1 das
Rückstreuspektrum von Ga^^l^As
wiedergegeben. Blockierungs- und
Kanalisierungseffekte wurden
sorgfältig ausgeschlossen. Das
Verhältnis der Streuausbeuten
von AI zu GaAs ergibt sich aus
Y(AIx)
Y(üa -|-x As)
(i-x;erGa + & A s
AI . GaAs
sA1
E [MeV) mit S - Rutherford-Streuquerschnitt
und S = S(Ga1__xAlxAs)
- Energieverlustparameter der
jeweiligen Komponenten (vgl.
Abb. 1a).
In Tabelle 1 werden die Ergebnisse zusammengestellt und mit den Resultaten anderer
Messungen an denselben Proben verglichen.