ÉTUDE DE LA GUÉRISON DU SILICIUM IMPLANTÉ AU BORE A HAUTE ÉNERGIE PAR MESURES D'EFFET HALL EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE

Résumé
Des échantillons de silicium dopé au bore (¹¹B) par implantation à haute énergie (1 MeV) à différentes doses (10¹³ à 10¹⁵ ions.cm^-2) et températures d'implantations (77 °K à 450 °C) ont été analysés à différentes températures de recuit par mesures d'effet Hall en fonction de la température. De la recherche du meilleur accord entre valeurs expérimentales et calculées de Ns_eff (concentration effective de porteurs par carré) et µ_eff (mobilité effective) aux différents stades de la guérison du silicium, il en résulte que : 1) L'énergie d'activation des porteurs libres semble être, aux faibles températures de recuit, supérieure à celle couramment admise pour le bore dans le silicium (0,045 eV). 2) Selon la température de recuit, 2 types de défauts se manifestent : - Une première espèce est constituée de centres de compensation, situés plus près de la surface que les ions implantés, et qui disparaissent progressivement jusqu'à une température de recuit de 550 °C. - Au voisinage de cette température, une deuxième espèce apparaît, qui semble être constituée d'atomes de bore quittant une position électriquement active pour agir comme des centres neutres de diffusion des porteurs.

Abstract
Silicon samples doped with boron, at different dose levels (10¹³ to 10¹⁵ cm^-2) and implantation temperatures (77 K to 450 °C) by high energy (1 MeV) ion implantation, are analyzed by conducting Hall effect measurements as a function of measuring temperature between 4 and 400 K. From the best fits between calculated and experimental values of Ns^eff (effective surface density of free carriers) and µ_eff (effective mobility) at different annealing temperatures, it results that : 1) The activation energy of free carriers, at low annealing temperatures, appears to be higher than that normally admitted for boron in silicon (0,045 eV). 2) Two types of defects appear, depending on the annealing temperature : - The first type constitutes the compensating centers and are situated nearer to the surface than the implanted ions. They disappear progressively till an annealing temperature of 550 °C is reached. - The second type of defects appears in the neighbourhood of 550 °C and these constitute boron atoms leaving the lattice sites to act as neutral scattering centers for carriers.