Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 971-978 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:019840019012097100

Modifications des caractéristiques électriques de contacts métal-silicium par bombardement d'ions argon de faible énergie

A. Chouiyakh et B. Lang

Laboratoire de Cristallographie, ERA n° 7 du CNRS et Université Louis Pasteur, 4, rue Blaise Pascal, 67000 Strasbourg, France

Abstract
Argon ion bombardment changes completely the nature of metal-Si contacts : the metal-Si(n) contact becomes ohmic, the metal-Si(p) contact becomes rectifying. The radiation effects are large even for energies as low as 100 eV. The amorphous surface layer is enriched in donors, thus giving rise to metal-n+-n and metal-n+-p structures. The conduction process is dominated by the amorphous-crystalline interface in the depth of the Si substrate. Comparison is made with amorphous-crystalline or damaged-crystalline junctions made by other techniques.

Résumé
Les caractéristiques I(V) d'un contact métal-Si monocristallin faiblement dopé sont radicalement modifiées par bombardement d'ions argon : le contact métal-Si(n) devient ohmique, le contact métal-Si(p) devient redresseur. L'effet d'irradiation est considérable même pour des énergies de l'ordre de 100 eV. La couche de surface amorphe, enrichie en donneurs, donne naissance à des structures métal-n+-n et métal-n+-p. La conduction est dominée par l'interface Si(amorphe)-Si(cristal) dans la profondeur du matériau. Les caractéristiques électriques sont comparées à celles de jonctions Si(amorphe)-Si(cristal) ou Si(endommagé)-Si(cristal) réalisées par d'autres techniques.

PACS
6180J - Ion beam effects.
7330 - Surface double layers, Schottky barriers, and work functions.
7340N - Electrical properties of metal nonmetal contacts.
2530D - Semiconductor metal interfaces.

Key words
elemental semiconductors -- interface electron states -- ion beam effects -- semiconductor metal boundaries -- silicon -- Ar ion bombardment -- metal silicon contacts -- low energy argon ion bombardment -- metal Si contacts -- metal Si n contact -- metal Si p contact -- radiation effects -- amorphous surface layer -- metal n sup + n -- metal n sup + p -- conduction process -- amorphous crystalline interface -- amorphous crystalline -- damaged crystalline junctions