Electrical Properties of Silicon Implants in Cr-Doped GaAs

실리콘을 주입한 크롬이 도핑된 GaAs의 전기적 성질에 관한 연구

A comprehensive study of the electrical properties of low-dose Si implants in Cr-doped GaAs substrates has been made using the Hall-effect/sheet-resistivity measurement technique for various ion doses and annealing temperatures. The samples were implanted at room temperature and annealed with silicon nitride encapsulants in a hydrogen atmosphere for 15 minutes. H-type layers were produced at all dose levels investigated, and the optimum annealing temperature was 850$^{\circ}C$ for all doses. The highest electrical activation efficiency was 89% for Cr-doped GaAs substrates. Depth profiles of carrier concentrations and mo-bilities are highly dependent upon ion dose and annealing temperature. Significant im-plantation damage still remains after an 800$^{\circ}C$ anneal, and a 900$^{\circ}C$ anneal produces signi-ficant outdiffusion as well as indiffusion of the implanted Si ions.

본 논문에서는 여러 가지 이온 도우스와 열처리 온도에 대해서 hall-effect/sheet resistivity 측정방법을 이용하여 실리콘을 주입한 크롬이 도핑된 GaAs의 전기적 성질에 관한 연구를 하였다. 시료는 상온에서 이온을 주입하였으며 실리콘 나이트라이드 캘핑을 하여 15권동안 수소수국기에서 열처리하였다. 연구된 모든 도우스에서 n형 층이 형성되었으며 최적 열처리 온도는 850℃이었다. 크롬이 도핑된 GaAs기판에 대해 최대 전기적 활성화 효률은 89%이었다. 캐리어 농도와 이동도의 depth profile은 이온 도우스와 열처 이에 매우 의존적이다. 800노의 열처리 후에도 이온 주입에 의해 생긴 손상이 일부 존재하고 있었으며 900℃ 열처리에서는 주입된 실리콘 이온의 약부확산과 외류확산이 있었다.