3 REM-KL Untersuchungen an Halbleitern

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( Hellkontrastanteil). √ D und √ bezeichnen hier die Defektpositionen bzw. den lateralen
Abstand zwischen Defekt und Elektronenstrahl. Des weiteren sind c * 0 und c * DL von den
experimentellen Bedingungen sowie den Matrixparametern abhängig. Dazu zählen neben der
Beschleunigungsspannung U b die spektralen Absorptionskoeffizienten ↵ 0 und ↵ DL , die
Diffusionslänge L und die Lebensdauern τ und τ r . Simulationen zeigen den dominierenden
Einfluss der Diffusionslänge auf die Temperaturabhängigkeit der Defektkontrastfunktionen.
Gleichung (3.24) kann auch in folgender Form geschrieben werden:
∗∗
∗∗
cCL
= λ⋅f0 ⋅ c + λ⋅fDL
⋅c
. (3.25)
Hier sind f 0 , f DL die Amplitudenfaktoren von Matrix- und Versetzungslumineszenz und c ** ist
die verallgemeinerte Defektkontrastprofilfunktion. Gleichung (3.24) stellt den panchromatischen
Defektkontrast dar, der sich aus der Summe der Partialkontraste der Matrixemission
und Versetzungslumineszenz zusammensetzt, so dass für die Kontrastwerte gilt:
c ( ξ= 0)
= c = c0 + c . (3.26)
CL CL DL
Die KL-Defektkontraste werden direkt den quantitativ ermittelten experimentellen Ergebnissen
entnommen. Meist wird bei KL-Abbildungen das Signal nicht spektral aufgelöst detektiert,
sondern man detektiert die Gesamtheit der Lumineszenzstrahlung I pan (⎢ panchromatisches
Signal). Tritt keine defektgebundene Lumineszenz auf, so kann ein ausgedehnter
Einzeldefekt im Halbleitervolumen in vereinfachter Form durch sein Defektkontrastprofil
I ξ I
cbg bg−
0
ξ = , I0
= Ibξ
→∞g
(3.27)
I
0
beschrieben werden, wobei I(√) als I pan (√) gemessen wird. I 0 stellt das Signal weitab vom
Defekt dar und wird bei der Messung ebenfalls erfasst. Es entspricht dem Signal einer
identischen, defektfreien Probe. Entweder wird das experimentelle Kontrastprofil direkt den
gemessenen KL-Bildern entnommen oder mittels eines KL-Linienscans erfasst. Dabei sollte
der Linienscan im Falle einer oberflächensenkrechten Durchstoßversetzung den Durchstoßpunkt
direkt überstreichen. Für oberflächenparallele Versetzungen wird ein Scan senkrecht zur
Versetzungslinie vorgenommen.
In Abb. 3.5 ist das Volumenrekombinationsmodell für eine oberflächenparallele
Versetzung nach [don78] dargestellt. Die gerade Versetzung wird durch ein zylindrisches
Gebiet ∝ D mit Radius r D um die Versetzungslinie beschrieben, in dem die Minoritätsträgerlebensdauer
einen gegenüber dem defektfreien Volumen (Matrixwert τ) geänderten
Wert τ‘ aufweist. Die Abbildung stellt die geometrischen Verhältnisse bei einer Profilmessung
und das zu erhaltende Kontrastprofil dar.
Experimentell zugänglich sind der Maximalkontrast c(0) (⎢ bei Dunkelkontrast eigentlich
Minimalwert), die Kontrastprofilhalbwertsbreite (⎢ full width at half maximum, FWHM)
und die Fläche ‚A‘ unter dem Kontrastprofil.
Beim Auftreten einer defektspezifischen Lumineszenzbande I DL ändert sich das Kontrastverhalten.
Es tritt in diesem Fall eine lokale Variation der strahlenden Lebensdauer τ r ⎢ τ r ‘
auf. Entscheidend für die Analyse ist, ob sich die Komponente spektral trennen lässt. Für
CdTe und ZnSe ist dies der Fall (Kapitel 4). Hier können Matrix- und Defektlumineszenz
(I, I DL ) getrennt gemessen werden. Im einfachsten Fall kann dies durch den Einsatz von
Kantenfiltern erfolgen. Die Lateralverteilungen der Matrix- und Defektlumineszenz werden
getrennt voneinander detektiert. Man spricht von quasimonochromatischer Detektion.