Annealing studies of point defects in low dose MeV ion

zhangcunbiao

Annealing  studies  of point  defects  in  low  dose MeV  ion
implanted  silicon
J.  Lalita  a*  * ,  B.G.  Svensson  a, C.  Jagadish  b, A.  Hall&  a
a  Royal Institute of Technology.  Solid State Electronics,  P.O.  Box  E229,  S-164  40  Kista-Stockholm, Sweden
b Department  of Electronic  Materials Engineering,  Research  School  of Physical  Sciences  and Engineering,  AhW,
ACT  0200  Canberra,  Australia
Abstract
Deep  Level  Transient  Spectroscopy  studies  of  Czochralski  grown  n-type  (phosphorous  doped)  silicon,  implanted  with
low  doses  of  5.6 MeV  Si  ions  at  room  temperature  and  later  annealed  are  presented.  A  prominent  acceptor  type  defect  is
observed  in  all  annealed  samples  which  is  located  at  0.32  eV  below  the  conduction  band  edge,  EC and  has  a  capture  cross
section  of  -  IO-”  cm*. We  attribute  this  defect  to  be  a hydrogen  related  complex,  presumably,  a defect  formed  with  the
interaction  of  divacancy  centres  and  dissolved  hydrogen  present  in  the  as-grown  silicon.  Thermal  stability  of  irradiation
induced  point  defects  has  also  been  studied.  It  is  observed  that  the  divacancy  (V,)  and  vacancy  oxygen  (VO)  centres
produced  after  ion  implantation  disappear  at  lower  temperatures  compared  to electron  irradiated,  high  purity  float  zone  (FZ)
samples.  This  is mainly  attributed  to  the  fact  that MeV  ion  implantation  results  in  the  formation  of  a  non-uniform  defect
distribution  and  hence  enhances  diffusion  of  point  defects  until  they  are  annihilated  through  reactions  with  traps  in  the
implanted  material  e.g.,  interstitial  oxygen  atoms,  substitutional  carbon  atoms,  hydrogen  atoms  and/or  localised  disordered
regions.
minority  carriers.  Therefore,  a  more  localised  and  three