Gitterführungsexperimente an ionenimplantierten Halbleitern.

Abstract

Die Fragestellung, ob es möglich sein könnte, Diamant mit Phosphor n-Typ zu dotieren, sollte in dieser Arbeit unter dem<br />Aspekt der Gitterplatzbesetzung von Phosphor untersucht werden.<br /><br />Es wurde 32 P mit einer Ionendosis von 1010/cm² und 33 P mit 1011/cm 2 in natürliche IIa-Diamanten implantiert, 5 Minuten bei<br />1200°C angelassen und bei Raumtemperatur ausgemessen.<br /><br />Da das Dechanneling zu einer exponentiellen Abnahme des Channelingeffektes in Abhängigkeit der Implantationstiefe führt,<br />wurde Phosphor mit der an dem Schwerionenbeschleuniger kleinstmöglichen Implantationsenergie von 30 keV implantiert.<br />Hierzu wurde ein spezieller Implantationsflansch konstruiert und direkt nach dem Massen-seperationsmagneten an den<br />Schwerionenbeschleuniger angebracht. Es wurden Ionenquellen konstruiert, mit denen es möglich ist, radioaktiv 32 P und 33 P<br />zu implantieren.<br /><br />Die Gitterführungeffekte der --Elektronen der Sonden wurden mit dem Manybeam-Formalismus simuliert, und durch eine<br />Anpassung an die experimentellen Daten wurde der substitutionelle Anteil der Sonden bestimmt. Wir konnten zeigen, daß<br />Phosphor zu ca. 70% auf substitutionellen Gitterplätzen eingebaut wird. Somit ist uns der experimentelle Nachweis für einen<br />wesentlich substitutionellen Einbau des Phosphors in Diamant gelungen. Der substitutionelle Anteil der Messung von Arsen in<br />Diamant von 55 ± 5% [BHAR95] konnte sogar noch auf 65 ± 5% angehoben werden.<br /><br />Wenn man nur den substitutionellen Anteil des Phosphors in Diamant betrachtet, der eine Vorraussetzung für eine erfolgreiche<br />Dotierung ist, scheint es möglich, Diamant mit Phosphor n-Typ zu dotieren, jedoch zeigt die e- - Messung Defekte in der<br />unmittelbaren Umgebung der Sondenatome, die der n-Typ Leitfähigkeit entgegenstehen können.<br /><br />Welchen Effekt die Gitterschäden genau auf die elektrische Leitfähigkeit haben, ist bis dato noch nicht geklärt, da sich die<br />Effekte der Dotierung und der Gitterschäden nur schwer trennen lassen und Gitterschäden je