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Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 973-982 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:019890024010097300

Implantation d'oxygène et co-implantation d'oxygène et de silicium, à faible dose, dans GaAs. I. Etude du phénomène de compensation

A. Le Bloa1, Dang Tran Quan1, Z. Guennouni1 et P.N. Favennec2

1  Groupe de Physique Cristalline, UA 804 CNRS, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France
2  Groupement ICM/TOH, Centre National d'Etudes des Télécommunications, Lannion B, 22301 Lannion, France


Abstract
Compensation results in low dose oxygen-implanted and Si + O coimplanted GaAs are presented. The compensation increases with oxygen dose, extends beyond the implantation limit and is more important in Si + O coimplanted 650°C annealed samples. The number of compensated carrier is greater than the one of implanted oxygen. The latter is not responsable alone for the compensation effect. The compensation seems to be due first, to new deep levels created after implantations, second, to the modifications of physico-chemical equilibrium among deep levels and between cristallizing imperfections and residual impurities in GaAs substrate.


Résumé
Nous présentons les résultats de l'étude de la compensation des porteurs dans les échantillons de GaAs implantés ou co-implantés, à faible dose, en oxygène ou en oxygène et silicium. La compensation augmente avec la dose d'oxygène, s'étend bien au-delà de la région implantée et est nettement plus importante dans le cas d'une co-implantation « Si + O » suivie d'un recuit à 650 °C. Le nombre d'électrons compensés est plus grand que celui des ions d'oxygène implanté. Celui-ci n'est pas seul responsable de la compensation. Cette compensation semble être due à la formation de nouveaux centres et aux modifications, avec piégeage de porteurs, des équilibres physico-chimiques entre les centres préexistants et entre les défauts complexes du réseau cristallin et les impuretés résiduelles du substrat par suite des implantations de l'oxygène et du silicium.

PACS
6170T - Doping and implantation of impurities.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.
6180J - Ion beam effects.

Key words
deep levels -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- ion implantation -- oxygen -- silicon -- coimplantation -- semiconductor -- annealing -- implantation -- compensation -- crystallizing imperfections -- residual impurities -- GaAs:O -- GaAs:Si,O