Gitterführungsexperimente an ionenimplantierten Halbleitern.

Abstract

Die Fragestellung, ob es möglich sein könnte, Diamant mit Phosphor n-Typ zu dotieren, sollte in dieser Arbeit unter demAspekt der Gitterplatzbesetzung von Phosphor untersucht werden.Es wurde 32 P mit einer Ionendosis von 1010/cm² und 33 P mit 1011/cm 2 in natürliche IIa-Diamanten implantiert, 5 Minuten bei1200°C angelassen und bei Raumtemperatur ausgemessen.Da das Dechanneling zu einer exponentiellen Abnahme des Channelingeffektes in Abhängigkeit der Implantationstiefe führt,wurde Phosphor mit der an dem Schwerionenbeschleuniger kleinstmöglichen Implantationsenergie von 30 keV implantiert.Hierzu wurde ein spezieller Implantationsflansch konstruiert und direkt nach dem Massen-seperationsmagneten an denSchwerionenbeschleuniger angebracht. Es wurden Ionenquellen konstruiert, mit denen es möglich ist, radioaktiv 32 P und 33 Pzu implantieren.Die Gitterführungeffekte der --Elektronen der Sonden wurden mit dem Manybeam-Formalismus simuliert, und durch eineAnpassung an die experimentellen Daten wurde der substitutionelle Anteil der Sonden bestimmt. Wir konnten zeigen, daßPhosphor zu ca. 70% auf substitutionellen Gitterplätzen eingebaut wird. Somit ist uns der experimentelle Nachweis für einenwesentlich substitutionellen Einbau des Phosphors in Diamant gelungen. Der substitutionelle Anteil der Messung von Arsen inDiamant von 55 ± 5% [BHAR95] konnte sogar noch auf 65 ± 5% angehoben werden.Wenn man nur den substitutionellen Anteil des Phosphors in Diamant betrachtet, der eine Vorraussetzung für eine erfolgreicheDotierung ist, scheint es möglich, Diamant mit Phosphor n-Typ zu dotieren, jedoch zeigt die e- - Messung Defekte in derunmittelbaren Umgebung der Sondenatome, die der n-Typ Leitfähigkeit entgegenstehen können.Welchen Effekt die Gitterschäden genau auf die elektrische Leitfähigkeit haben, ist bis dato noch nicht geklärt, da sich dieEffekte der Dotierung und der Gitterschäden nur schwer trennen lassen und Gitterschäden je