Статья «О равномерности профилей легирования в условиях ионно-лучевой кристаллизации, "Наука Юга России"»

Рассмотрен один из вариантов методов распыления - ионно-лучевая кристаллизация. Выращены пленки кремния, легированные сурьмой. За основу взят метод легирования из твердотельного источника, который позволяет разделить потоки ростовых компонентов. Исследовано влияние отношения потоков ростового вещества к примеси на равномерность профилей легирования сурьмой пленок кремния при неизменной температуре подложки. Изучена температурная зависимость коэффициента прилипания (адсорбции) сурьмы к кремниевой подложке с кристаллографической ориентацией (111) в условиях ионно-лучевой кристаллизации. Температура подложек изменялась в интервале 550-850 °С. Легирование кремниевого слоя проводилось при отношении потоков кремния и примеси R в диапазоне 10-10. Установлено, что при параметре R < 10 проявляется эффект накопления примеси в направлении роста слоя. Увеличение уровня легирования обусловлено низкой скоростью объемной диффузии Sb, что приводит к увеличению ее концентрации в каждом монослое. Проведено исследование возможности создания резких профилей легирования в процессе ионно-лучевой кристаллизации. Эксперимент выполнен по методу прерывания потока легирующей примеси. На толщине слоя 200 нм получен профиль легирования с перепадом концентраций в 10 раз. Наблюдаемое уширение пика легирования обусловлено объемной диффузией сурьмы. Коэффициент прилипания (адсорбции) сурьмы к подложке оценивался как отношение измеренной концентрации носителей заряда к количеству испаряемых атомов Sb в пересчете на их объемную концентрацию, если бы все они были захвачены растущим слоем. Результаты исследования в температурном диапазоне подложки 550-850 °С и потоке сурьмы f ~ 2,1 • 10 см • с показывают, что коэффициент прилипания уменьшается с ростом температуры подложки в 10 раз.