Comparative analysis of the influence of low-energy hydrogen and helium ion-beam treatments on the structural and electrical properties of CzSi wafers

• Autorzy: Zinchuk O. , Fedotov A. , Cuong N. , Mazanik A. , Krekotsen N. , Uknov V. , Staskov N. , Sotski A. , Turishchev S. , Węgierek P.

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza wpływu obróbki niskoenergetycznymi wiązkami jonowymi wodoru oraz helu na strukturalne i elektryczne właściwości i płytek CzSi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Standard commercial 4.5 - 40 [omega]cm both n- and p-type CzSi wafers were subjected to hydrogen or helium ion-beam treatments at 25-350°C. The ion energy was equal to 300 eV, current density - 0.15 mA/cm2, treatment duration - 30 min. According to the conducted experiments, the hydrogen and helium ion beam treatments had similar influence on the sheet resistance, thermo EMF sign and photovoltage spectra of Cz Si wafers. In case of the p-type wafers, in particular, a growth of the sheet resistance and a change of the thermo EMF sign on the ion treated surface as well as the appearance of a photovoltage signal over a wide spectral range were observed, pointing to the occurrence of the near-surface band bending. As found from our experiments, both hydrogen and helium ion beam treatments lead to the formation of a thin (several nanometers) oxygen-containing insulating layer on the treated surface. However, a thickness of this layer and the oxygen in-depth distribution strongly depend on the regime of ion-beam treatment and type of the ions used, namely in the case of H+ ion-beam treatment the oxygen-containing layer is much thicker compared to that with the use of He+.

PL

Standardowe płytki CzSi 4,5 - 40 [omega] cm typu n oraz p zostały poddane działaniu wiązek jonowych wodoru i helu o energii 200eV, w zakresie temperatur 25-350°C. Gęstość prądu wynosiła 0,15mV/cm2, a czas trwania obróbki - 30 min. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów stwierdzono, że jonowe wiązki helu i wodoru mają podobny wpływ na rezystancję warstwy, zwrot sił termoelektromotorycznych oraz widma fotonapięcia w płytkach CzSi. Szczególnie a przypadku płytek typu p zaobserwowano wzrost rezystancji warstw i zmianę znaku sił termoelektromotorycznych w obrabianej jonowo powierzchni jak również pojawienie się sygnału fotonapięcia w szerokim zakresie widmowym, co wskazuje na pojawienie się okołopowierzchniowego ugięcia pasma. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że obróbka jonowa wiązką zarówno helu jak i wodoru prowadzi do utworzenia się na obrabianej powierzchni cienkiej (rzędu kilku nanometrów), zawierającej tlen warstwy izolacyjnej. Jednakże, grubość tej warstwy oraz rozkład głębokościowy tlenu są silnie uzależnione od warunków przeprowadzenia obróbki oraz typu zastosowanych jonów, a mianowicie w przypadku oddziaływania wiązką jonów H+ warstwa zawierająca tlen jest grubsza niż w przypadku użycia jonów He+.

Słowa kluczowe

EN

Cz-Si; hydrogen; helium; ion-beam treatment

PL

Cz-Si; wodór; hel; obróbka wiązką jonową

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 7
• Strony: 211--214
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zinchuk O.

autor

Fedotov A.

autor

Cuong N.

autor

Mazanik A.

autor

Krekotsen N.

autor

Uknov V.

autor

Staskov N.

autor

Sotski A.

autor

Turishchev S.

autor

Węgierek P.

• Belarusian State University, pr. Nezavisimosti 4, 220030 Minsk, Belarus,

Bibliografia

• [1] Nickel N. , Appl. Phys. Lett., 62 (1993), 3285-3287
• [2] Van de Walle C.G., Phys. Rev. B, 49 (1994), 4579-4585
• [3] Stein H.J., Hahn S. , J. Appl. Phys., 75 (1994), 3477-3484
• [4] Bruel M. , Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 108 (1996), 313-319
• [5] Zinchuk O., Saad A., Drozdov N., Fedotov A., Kobeleva S., Mazanik A., Patryn A., Pilipenko V.,Pushkarchuk A . , J. Mat. Sci.: Mat. El., 19 (2008), 273-276
• [6] Zinchuk O., Drozdov N., Mazanik A., Fedotov A. ,Żukowski P., Partyka J., Węgierek P., Kołtunowicz T., Vacuum, 81 (2007), 1332-1336
• [7] www.SRIM.org
• [8] Dev K., Seebauer E., Surf. Sci., 550 (2004), 185-191
• [9] Buzynin A., Luk'yanov A., Osiko V., Voronkov V. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. B, 186 (2002), 366-370
• [10] Popov V., Tyschenko I., Safronov L., Naumova O., Antonov a I., Gutakovsky A., Talochk in A., Thin Solid Films, 403-404 (2002), 500-504