Перераспределение атомов отдачи эрбия и кислорода и структура тонких приповерхностных слоев кремния, созданных высокодозной имплантацией аргона через поверхностные пленки Er и SiO-=SUB=-2-=/SUB=-

Abstract

С использованием аналитической высокоразрешающей электронной микроскопии исследована структура Si и перераспределение aтомов отдачи Er и O в тонких (∼ 10 нм) приповерхностных слоях, внедренных с помощью имплантации Ar + с энергией 250−290 кэВ и дозой 1 • 10 16 см −2 через пленки соответственно Er и SiO 2 и последующего отжига. Установлено, что рекристаллизация Si срывается на расстоянии ∼ 20 нм от поверхности, где достигается критическое для срыва значение концентрации эрбия 5 • 10 19 см −3 при T = 950 • С. Это опровергает общепринятую модель переноса атомов Er фронтом рекристаллизации в SiO 2 на поверхности. Вместо этого показано, что перераспределение атомов отдачи O к исходному оксиду во время отжига при неподвижных атомах Er обеспечивает формирование поверхностно неоднородных фаз эрбия таким образом, что обогащенная кислородом фаза Er−Si−O оказывается сосредоточенной в оксиде, а обедненная фаза Er−Si остается в Si. Это объясняет частичную потерю внедренного Er после снятия оксида вместе с Er−Si−O фазой. Показано, что нетипичное для рекристаллизации (100)−Si образование большой плотности микродвойников (локально до 10 13 см −2) связано с образованием пузырей и кластеров Ar.

Влияние примеси бора на излучательные свойства дислокационных структур в кремнии, сформированных путем имплантации ионов Si-=SUP=-+-=/SUP=-

“…При максимальной для исследуемых образцов дозе B + (3 • 10 17 см −2 ) практически исчезает высокотемпературный максимум на температурной зависимости. Такое поведение интенсивности люминесценции связано с очень высокой концентрацией эффективных центров безызлучательной рекомбинации, частью которых могут быть преципитаты бора, интенсивно образующиеся при таких концентрациях B + [19]. В заключение заметим, что усложнение системы энергетических уровней в имплантированных бором образцах, возникновение и рост концентрации центров излучательной и безызлучательной рекомбинации требуют построения количественной модели для расчета температурной зависимости ДЛ, что является отдельной задачей.…”