MÉTHODE DU PIÉGEAGE SELECTIF. ÉTUDE DES DÉFAUTS ET DE LA DIFFUSION

Résumé
Lors d'une irradiation ou d'une implantation créant des déplacements atomiques, les interstitiels et les lacunes sont évidemment créés en nombres égaux, d'où une grande difficulté a séparer les effets provenant de l'un ou de l'autre type de défauts. A part la résonance paramagnétique électronique (RPE), aucune méthode ne permet de préciser la nature du défaut (interstitiel ou lacune). La RPE ne permet pas de détecter les défauts qui ne possèdent pas un électron célibataire. Or, nous avons montré que la réponse d'un semi-conducteur à une irradiation était très souvent dominée par la nature et la concentration d'impuretés électriquement neutres comme le carbone ou l'oxygène. Nous avons donc imaginé et développé une méthode qui permet de mesurer de façon quantitative l'interaction défaut-impureté. La nature du défaut (interstitiel ou lacune) est déterminée de façon certaine grâce au piégeage sélectif des lacunes sur des impuretés convenablement choisies. En effet, la concentration de lacunes susceptibles d'interagir avec d'autres impuretés dans de tels échantillons est beaucoup plus faible que celle créée dans des échantillons ne contenant pas de piège sélectif. Cette méthode nous a permis de faire en particulier un tableau complet de l'interaction des défauts simples avec les impuretés électriquement neutres dans le silicium (oxygène, carbone, étain, germanium). Nous montrons sur deux exemples (paire silicium interstitiel-carbone et paire silicium interstitiel-oxygène) la clarté des informations que l'on peut obtenir en utilisant cette méthode. Le champ d'application de la méthode est très vaste. Nous indiquons ce qu'elle peut apporter dans l'explication des phénomènes de diffusion en particulier.

Abstract
During an irradiation or implantation which creates atomic defects, interstitials and vacancies appear obviously in equal numbers ; hence a great difficulty in separating the effects due to each type of these defects. Aside from RPE, no method allows to precise the nature of the defect (interstitial or vacancy). The RPE does not allow to detect the defects which have no single electron. We proved that the response of a semiconductor to an irradiation was often dominated by the nature and the concentration of the electrically neutral impurities like C or O. Therefore we conceived and developed a method that allows to measure in a quantitative way the interaction defect-impurity. The nature of the defect (interstitial or vacancy) is determined in a sure way thanks to the selective trapping of vacancies on suitably chosen impurities. In fact, the concentration of the vacancies that may interact with other impurities in such samples is much weaker than the one created in samples without selective trapping. This method enabled us to set up a complete table of the interaction of simple defects with electrically neutral impurities in Si (O, C, Sn, Ge). We show on two examples (pair silicon interstitial-carbon and pair silicon interstitialoxygen) how clear are the informations we may get by this method. The application field of this method is very wide. We mention what it may bring for understanding the diffusion processes.