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J. Phys. Colloques
Volume 43, Number C1, Octobre 1982
Colloque International du C.N.R.S. sur les Semiconducteurs Polycristallins / Polycrystalline Semiconductors
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| Page(s) | C1-229 - C1-234 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1982131 | |
J. Phys. Colloques 43 (1982) C1-229-C1-234
DOI: 10.1051/jphyscol:1982131
EFFECT OF OXYGEN PRESSURE ON OXYGEN INCORPORATION IN Si AND Ga As DURING Q SWITCHED LASER IRRADIATION
G.G. Bentini1, M . Berti2, C. Cohen3, A.V. Drigo2, E. Iannitti4, D. Pribat5 et J. Siejka31 C.N.R., Istituto "LAMEL", Bologne, Italy
2 Istituto di Fisica, Universita di Padova, Italy
3 Groupe de Physique des Solides de l'Ecole Normale Supérieure, Paris, France
4 Istituto di Elettrotecnica, Universita di Padova, Italy
5 Thomson-C.S.F., Domaine de Corbeville, Orsay, France
Résumé
Nous avons étudié l'incorporation d'oxygène et sa relation avec la stabilité de l'oxyde de surface dans des échantillons d'Arseniure de Gallium et de silicium, soumis à des irradiations laser pulsées (≈ 15 ns) intenses (≈ 1 J/cm2), dans le visible, sous fortes pressions d'oxygène. A cet effet, nous avons utilisé la microanalyse nucléaire (rétrodiffusion, réactions nucléaires, canalisation) et des techniques de traçage isotopique à l'18O. Dans le cas de Ga As il existe un seuil de densité d'énergie (Eth ≥ ~ 1.1 J/cm2) au-dessus duquel se produit une forte incorporation d'oxygène. Cette incorporation est pratiquement proportionnelle à la pression du gaz. Des résultats similaires sont observés pour Si, mais dans ce cas la reproductivité est mauvaise. Le rôle de l'oxyde de surface a été mis en évidence en étudiant des échantillons recouverts d'une mince couche d'oxyde enrichie en 18O (= 100 Å), formée par oxydation anodique. On constate dans le cas de Ga As une importante perte d'18O pour des irradiations au-dessus du seuil Eth correspondant à l'incorporation. La relation entre cette dernière et la destruction de l'oxyde de surface est discutée.
Abstract
Nuclear microanalysis (R.B.S., Nuclear reactions, channeling) combined with 18O tracing techniques have been used to study oxygen incorporation and native oxide stability for Ga As and Si submitted to intense pulse laser irradiation under high oxygen pressure (pulse duration = 15 ns of either Ruby or frequency doubled Nd:YAG laser). We have found an energy threshold for Ga As (Eth ≥ ~ 1.1 J/cm2) above which an important oxygen uptake is observed during laser irradiation. The oxygen incorporation for pulse laser energy density E > Eth is a quasi linear function of oxygen pressure. Similar results have been found for Si although an important scattering in experimental results is observed. The role of native oxide films has been studied by using samples covered with thin (~ 100 Å) 18O enriched surface oxide layers. We have found (for Ga As) that for E > Eth 18O is lost. The possible relation between the oxygen uptake (16O) from gas phase and the loss of native oxide is discussed.