Difusão de estanho e implantação ionica de magnesio em GaAs

AUTOR(ES)

Cristiane Silveira Hernandes

DATA DE PUBLICAÇÃO

1993

RESUMO

Neste trabalho estudamos duas técnicas de dopagem em semicondutores: difusão e implantação iônica. Realizamos difusão de Estanho em Arseneto de Gálio utilizando como fonte de difusão um filme "Spin-on-Glass" (SOG) dopado, através de processamento térmico rápido. O filme SOG serve tanto de fonte como de proteção da superfície do GaAs contra a perda de Arsênio. Obtivemos camadas n+ rasas, com alta concentração de superfície (1-3.1018cm-3) e boa mobilidade (em média 1000cm2 / V.s). Estabelecemos um modelo para a difusão de Estanho dependente da sobre-pressão de vapor de Arsênio baseado nos defeitos pontuais gerados na interface SiO2/GaAs. O uso de sobre-pressão de As reduz as reações entre o SiO2 e o GaAs, produzindo assim menos defeitos pontuais (VGa e GaI, entre outros), resultando em menor coeficiente de difusão e maior energia de ativação. A adição de Gálio no filme SOG tem o mesmo efeito, porém em bem menor intensidade. Realizamos também implantação iônica de Magnésio em GaAs. Foram feitas implantações simples e dupla, co-implantando Fósforo. Estudamos o comportamento do Magnésio durante o recozimento pós-implantação. Para dose de 1.1014cm-2 e energia de 200ke V, obtivemos altas ativações. Os melhores resultados foram obtidos para recozimento a 900°C/5, 10 e 20s e a 950°C/5s. Com o aumento da dose (1.1015cm-2/100keV), a ativação cai. Porém, quando realizamos a dupla-implantação utilizando mesma .dose e energia, a ativação triplicou. Isto demonstrou que o Fósforo está realmente ocupando as vacâncias de Arsênio, aumentando, assim, as vacâncias de Gálio ( que serão ocupadas pelo Mg). Estudamos os diversos mecanismos de difusão do Magnésio, incluindo difusão "uphill". Portanto, tanto no caso da difusão de Estanho, quanto na ativação do Magnésio durante o recozimento, observa-se o efeito de defeitos pontuais tipo VGa e GaI. Isto é esperado pelo fato de ambos os dopantes tenderem a substituir posições de Gálio. Este conhecimento permite a otimização dos processos pelo controle da geração destes defeitos pontuais

ASSUNTO(S)

semicondutores - dopagem implantação ionica

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