EBIC contrast study of the recombination mechanism at dislocations in GaAs

(Received 16 June 1991, revised 31 October 1991, accepted 14 November 1991)

Abstract
The energy bands associated with dislocations in gallium arsenide create, even in the space charge region (SCR) of a Schottky diode, electric fields which can cancel the Schottky field near the dislocation line. Therefore, minority carriers created in these regions recombine at the dislocation line, giving rise to an EBIC contrast. Solution of Poisson's equation allows us to determine the variation of the dislocation capture radius with depth in the SCR, and to obtain a quantitative estimate of the EBIC contrast. The theoretical results in which saturation effects can be introduced are compared with experimental ones obtained on both and dislocation types. This comparison leads us to conclude that the saturation effect is not efficient in GaAs, and we suggest that it is probably cancelled by a current flowing along the dislocation line.

Résumé
Les bandes d'énergie associées aux dislocations dans GaAs créent, même dans la zone de charge d'espace d'une diode Schottky des champs électriques capables d'annuler, près de la ligne de dislocation, le champ électrique Schottky. Le contraste EBIC provient alors de la recombinaison à la ligne de dislocation des porteurs minoritaires créés dans ces régions. La résolution numérique de l'équation de Poisson nous a permis de calculer la variation en profondeur, dans la zone de charge d'espace, du rayon du cylindre de capture. Ceci nous a permis d'obtenir une estimation quantitative du contraste EBIC. Nous comparons les résultats expérimentaux obtenus sur des dislocations et avec les résultats théoriques dans lesquels nous avons introduit l'effet de saturation. Cette comparaison nous permet de conclure que l'effet de saturation n'est pas le phénomène qui, GaAs, limite la recombination aux dislocations. Nous suggérons que cet effet est compensé par un courant le long de la ligne de dislocation.