Пространственное распределение, накопление и отжиг дефектов в ионно-легированном кремнии

• Автор: Хельцер, Гисберт
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 187 c. : ил

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. СОСТОЯНИЕ ФИЗИКИ ДЕФЕКТОВ В

ИОННО-ЛЕГИРОВАННОМ КРЕМНИИ

1.1. Дефекты структуры в кремнии после ионного легирования

1.1.1. Возникновение радиационных дефектов при ионном внедрении

1.1.2. Накопление дефектов и аморфизация

1.1.3. Пространственные распределения ионов и нарушений

в кристалле
1.2. Селективное изучение дефектов структуры в ионно-имплантированном кремнии методом фотолюминесценции
1.3. Рентгенографические исследования деформации кристаллической решетки в результате имплантации и последующего отжига

1.3.1. Топография

1.3.2. Двух- и трехкристальная дифрактометрия

1.3.3. Получение количественных характеристик имплантированного слоя
1.4. Термический и лазерный отжиг ионно-имплантированных
слоев
1.4.1. Основные характеристики термического и лазерного отжигов
1.4.2. Механизм лазерного отжига
1.4.3. Сравнение характерных результатов термического и
лазерного отжигов
Заключение

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Рентгендифрактометрические измерения
2.2. Регистрация спектров фотолюминесценции
2.3. Подготовка образцов
2.3.1. Образцы для исследования методом рентгеновской дифрактометрии
2.3.2. Образцы для исследования методом фотолюминесценции
2.4. Термический отжиг
2.5. Лазерный отжиг
2.6. Ионометрические измерения
3. РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИФРАКЦИЯ В ИОННО-ИМПЛАНТИРОВАННОМ КРИСТАЛЛЕ
3.1. Дифракция рентгеновских лучей на идеальном и реальном кристалле
3.2. Модели нарушения в ионно-имплантированном слое
3.2.1. Ступенчатый профиль
3.2.2. Гауссовский профиль
3.3. Расчет теоретической кривой отражения от нарушенного кристалла
3.4. Выбор оптимальных экспериментальных условий отражения
3.5. Сравнение теоретических расчетов кривой качания
с помощью кинет! атической и динамической теорий
3.5.1. Ступеньчатый профиль
3.5.2. Гауссовский профиль
3.6. Влияние изменения параметров профилей на кривую качания
3.7. Восстановление профилей деформаций и нарушений периодичности из экспериментальной кривой кача-

ния путем оптимизации
Заключение
4. СРАВНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ПРОШЕЙ НАРУШЕНИЯ С ДАННЫМИ ДРУГИХ НЕЗАВИСИМЫХ МЕТОДИК
4.1. Теоретические расчеты потерь энергии имплантированных ионов
4.2. Спектры обратного рассеяния по Резерфорду
4.3. Применение анодного окисления
4.4. Интегральные характеристики профилей деформации
кристалла, получаемые из рентгеновских данных
Заключение
5. НАКОПЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ВО ВРЕМЯ ИОНШЙ ИМПЛАНТАЦИИ И ИХ ОТЖИГ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМООБРАБОТКИ И ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ
6.1. Влияние потока ионов
5.1.1. Интегральные данные слоя
5.1.2. Пространственное накопление дефектов по данным профилей деформаций и нарушений периодичности
5.2. Термический отжиг
5.3. Лазерный отжиг
5.3.1. Лазерный отжиг по данным профилей деформаций
Заключение
6. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
6.1. Ионно-имплантированные слои
6.2. Лазерное облучение
Л С
Заключение
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

2.3.2. Образцы для исследования методом фотолюминесценции
Для исследования спектров фотолюминесценции использовались ионно-имплантированные в Йенском университете монокристаллы кремния п -типа (радиационно-легированные) с удельным сопротивлением ~ 200 Омхсм“*. Образцы были получены бестигель-ной зонной плавкой, концентрация кислорода была меньше 5x10^ см"3. Размеры образцов 5x5x1 мм3. После механической шлифовки они подвергались травлению в растворе (ЗНЖ)3: { НР ) в течение 1т2 мин при комнатной температуре с целью обеспечения минимальной скорости поверхностной рекомбинации.
Условия ионной имплантации приведены в таблице 2.3.
ТАБЛИЦА 2
Условия ионной имплантации образцов для исследования методом фотолюминесценции
Тип иона 1 Энергия ! кэ В Е , | Поток , | ! ионы/см3 ! Температура имплантации Т|
бор 60 200 2,5хЮ14 Ю15 Ю15 Ю15 КТ 1.УТ КТ ит
фосфор 200 ю14 ю15 КТ КТ
сурьма 63 ю15 КТ
мышьяк 100 нч о м сл КТ
азот 100 ю14 5х Ю15 КТ КТ
КТ, ЬЯТ - ионная имплантация при комнатной температуре, соответственно при температуре жидкого азота.