Interactions Laser-Solides, Recuits par Faisceaux d'Energie / Laser-Solid Interactions and Transient Thermal Processing of Materials

J. Phys. Colloques 44 (1983) C5-197-C5-201
DOI: 10.1051/jphyscol:1983531

PHONON SOFTENING IN ULTRA HEAVILY DOPED Si AND Ge

A. Compaan¹, G. Contreras², M. Cardona³ et A. Axmann<sup>4

1</sup>  von Humbolt Foundation Fellow, on leave from Kansas State University, Dept. of Physics, Cardwell Hall, Manhattan, Kansas 66506, U.S.A.
²  DAAD Fellow, on leave from E.S.F.M.-I.P.N., México, MEXICO
³  Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstr. 1, 7000 Stuttgart 80, F.R.G.
⁴  Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik, Eckerstr. 4, 7800 Freiburg, F.R.G.

Résumé
Un recuit laser XeCl à impulsions (308 nm, 10 nsec, ~0,8J/cm²) a été utilisé pour obtenir des profils de concentration plats après forte implantation ionique de Ga, B, P et As à des énergies allant jusqu'à 350 kev. L'influence de la concentration de porteurs libres sur la fréquence du phonon de centre de zone a été étudiée par spectroscopie Raman à l'aide des raies laser continues violettes et ultra-violettes, afin de s'assurer que seules les régions implantées sont concernées. Nous avons détecté une réduction de la fréquence du phonon Raman d'environ 10 cm^-1 pour Si : As (Ne ≈ 3 x 10²¹ cm^-3) et d'environ 20 cm^-1 pour Si : B (N_p = 1 x 10²¹ cm^-3).

Abstract
Multiple pulse annealing with a XeCl laser (308 nm, 10nsec, ~0.8J/cm²) has been used to produce flat concentration profiles following heavy implantations of Ga, B, P, and As at energies up to 350 keV. The influence of the free carrier concentration on the zone center phonon frequency has been studied by Raman scattering with violet and ultra-violet cw laser lines to ensure that only the implanted region was sampled. We find a softening of the zone center optic mode in Si : As (Ne ≈ 3 x 10²¹ cm^-3) of ~10 cm^-1 and for Si : B (N_p ≈ 1 x 10²¹ cm^-3) a softening of ~20 cm^-1.