Kinetics of scanned electron beam annealing of high-energy as ion implanted silicon

Abstract

(100) Si specimens implanted with a dose of 1015 As++ cm−2 at an ion energy of 760 keV contain a buried amorphous layer due to radiation damage which is annealed by irradiation with a scanned electron beam. The different stages of the solid-phase epitaxial regrowth and the residual damage are made visible by transmission electron microscopy of cross-sectional specimens. The regrowth rate of the interface of the amorphous zone facing the specimen surface is 50% higher than that of the interface facing the bulk. This difference is attributed to the dependence of the regrowth rate on the concentration gradient of diffusing point defects. (100)-Si-Proben, die mit einer Dosis von 1015 As++ cm−2 bei einer Ionenenergie von 760 keV implantiert werden, enthalten eine vergrabene amorphe Schicht infolge von Strahlenschädigung, die durch Abrastern mit einem Elektronenstrahl ausgeheilt wurde. Die verschiedenen Stufen der epitaxialen Festkörperphasen-Rekristallisation und die zurückbleibenden Gitterstörungen sind durch transmissions-elektronenmikroskopische Aufnahmen an Querschnittspräparaten sichtbar gemacht worden. Die Rekristallisationsgeschwindigkeit der oberflächenseitigen Grenzfläche der amorphen Zone ist um 50% höher als diejenige der dem Inneren zugewandten Grenzfläche. Dieser Unterschied wird der Abhängigkeit der Rekristallisationsgeschwindigkeit von dem Konzentrationsgefälle der diffundierenden Punktdefekte zugeschrieben.