Ultrarotoptische Strukturanalyse mikroperiodischer Dotierungsinhomogenitäten in InSb

Zusammenfassung

Der bei InSb-Einkristallen häufig auftretende mikroperiodische Störstelleneinbau („impurity striations”), der u. a. für die Anisotropie der magnetischen Widerstandsänderung verantwortlich gemacht wird, wurde bezüglich seiner Struktur ann-Typ-InSb ultrarotoptisch mit Hilfe einer mikroskopisch kleinen Lichtsonde analysiert. Je nach dem verwendeten Spektralbereich basiert die Bestimmung der Störstellendichte entweder auf der Absorption der freien Ladungsträger oder auf der Verschiebung der Absorptionskante. Die Dichtebestimmung durch Beobachtung der Plasmaresonanz im Reflexionsvermögen wird diskutiert. —Ergebnis: Homogene Dotierung in Schichten senkrecht zur Ziehrichtung, Schwankung der Dotierung von Schicht zu Schicht im Mittel um den Faktor 1,5 (maximal Faktor 2), periodischer Schichtenabstand 50 μm. Ein dreidimensionales Modell demonstriert das Dotierungsprofil einer Probenfläche von 1 mm×1 mm.

Résumé

La structure de l'arrangement micropériodique d'impuretés („impurity striations”), qui existe souvent aux InSb-monocristaux et qui est censée être responsable de l'anisotropie de la variation magnétique de résistance, a été analysée à InSb de typen à l'aide d'une sonde microscopiquement petite de lumière infrarouge. Selon le domaine spectral appliqué, la détermination de la densité d'impuretés est fondée ou sur l'absorption des porteurs libres ou sur le déplacement de la limite extrême de la bande d'absorption. L'observation de la résonance de plasma à l'étude de la réflexion est discutée. — Résultat: Dopage homogène en des couches perpendiculaires à la direction de tirage du cristal, des fluctuations du dopage de couche en couche en moyenne d'un facteur 1,5 (au maximum le facteur est 2), distance périodique de couches 50 μm. Un modèle à trois dimensions montre le profil de dopage d'une petite plaque du cristal de 1 mm×1 mm.

Abstract

The structure of the microperiodical impurity striations (effect of „microsegregation”) in InSb, which are the reason for the anisotropic magnetoresistance phenomenon, is investigated on ann-type InSb single crystal by a microscopically small infrared light probe. Depending on the spectral region, the determination of the impurity concentration is based on the infrared absorption of the free electrons or on the shift of the fundamental absorption edge with the electron density. A method based on the observation of the plasmaresonance in the reflection power is discussed. — Result: the impurities are distributed homogeneously in layers perpendicular to the direction of the crystal growth. The concentration differs from layer to layer by an average factor of 1.5 (maximum factor of 2). The periodic distance between the layers is about 50 μm. The photograph of a three dimensional model shows the profile of the impurity concentration over a thin sample with an area of 1 mm×1 mm.