Numéro
J. Phys. France
Volume 39, Numéro 6, juin 1978
Page(s) 701 - 710
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01978003906070100
J. Phys. France 39, 701-710 (1978)
DOI: 10.1051/jphys:01978003906070100

Étude de la ségrégation de surface d'impuretés alcalines implantées dans l'arséniure de gallium

F. Alexandre

Adresse actuelle : C.N.E.T.,196, rue de Paris, 92220 Bagneux, France


Abstract
The adsorption of an alkali metal monolayer on a GaAs surface is known to improve its photoemissive properties. We propose here to produce the alkali metal at the surface, not from the gas phase but from the bulk by monitoring the surface segregation of alkaline impurities previously implanted. The segregation (induced by heating of the sample) is followed by Auger spectroscopy, Secondary Ion Mass Spectrometry and work function measurements (Kelvin method). The results are compared and discussed. The photoemissive properties of the segregated samples indicate a high density of residual defects (due to the ion implantation) near the surface. T.E.M. and Raman spectroscopy confirm the presence of these defects. An activation procedure is proposed.


Résumé
L'amélioration des propriétés de photoémission d'une surface d'arséniure de gallium par adsorption d'une monocouche d'alcalin est un phénomène bien compris. On se propose ici d'apporter l'alcalin à la surface du GaAs, non pas depuis la phase gazeuse, mais à partir de l'intérieur du matériau en contrôlant la ségrégation en surface d'impuretés alcalines préalablement implantées. La ségrégation (produite en élevant la température de l'échantillon) est suivie par spectroscopie Auger, par spectroscopie d'ions secondaires (S.I.M.S.) ou par mesure du travail de sortie (méthode de Kelvin). Les résultats obtenus sont comparés et discutés. Les propriétés de photoémission obtenues après ségrégation montrent qu'il subsiste une densité élevée de défauts (dus à l'implantation ionique préalable) au voisinage de la surface. Des analyses au microscope électronique et en spectroscopie Raman confirment la présence de ces défauts. L'ensemble de ces analyses permet une évaluation du procédé proposé.

PACS
6172S - Impurity concentration, distribution, and gradients.
6475 - Solubility, segregation, and mixing; phase separation.
6630J - Diffusion of impurities.

Key words
alkali metals -- Auger effect -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- ion implantation -- photocathodes -- Raman spectra of inorganic solids -- secondary ion mass spectra -- segregation -- transmission electron microscope examination of materials -- work function