1. Chemical Analysis of As^+ -implanted Ge(100)
- Author
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Ono, Takahiro, Ohta, Akio, Murakami, Hideki, Higashi, Seiichiro, and Miyazaki, Seiichi
- Subjects
イオン注入 ,化学結合状態 ,Ge ,不純物活性化 ,Hard X-ray Photoemission Spectroscopy (HAXPES) ,Dopant Activation ,Ion Implantation ,硬X線光電子分光法 ,Chemical Bonding Features - Abstract
高濃度As^+イオン注入したGe(100)でのAsの活性化に対する知見を得るために、加速電圧10keV,ドーズ量1x10^cm^でイオン注入後、熱処理に伴う化学構造変化やAs活性化状況を系統的に調べた。イオン注入により、p型Ge(100)基板の表層深さ約19nmが非晶質化すると共に、アクセプター型欠陥準位が生成されることが明らかになった。熱処理による基板側から再結晶化と伴って、Asの活性化が進行し、一部のAsは非晶質/結晶回復層の界面近傍に偏析することが分かった。硬X線光電子分光により、Ge中のAsの化学結合状態を評価した結果、500℃の熱処理後では、活性化した成分に相当するAs^と不活性な成分に相当するAs^の結合状態が存在し、As^の成分比から算出した活性化率は〜4%で、ホール効果測定結果とほぼ一致することが分かった。この結果は、Siの場合と同様に、クラスター形成による活性化率の低下を示している。, As^+ ions were implanted into p-type Ge(100) at a dose of 1x10^ cm^ and acceleration voltage of 10 keV, and an impact of activation annealing temperature on the chemical structure has been investigated systematically. After ion implantation, a formation of 19 nm-thick amorphous Ge including accepter-like defects was observed. During activation annealing in N_2 ambience, re-crystallization of amorphous Ge layer and activation of implanted As^+ ions were promoted from the substrate side. Hard x-ray photoemission spectroscopy (HAXPES) analyses of 500℃ annealed sample show the presence of two chemical states of As ions originating from activated As (As^) and inactivated As (As^). From the spectral deconvolution, activation ratio of implanted As ions was crudely estimated to be 〜4%, which was almost consistent with the electrical properties.
- Published
- 2012