Diffusion de l'arsenic dans les structures silicium-sur-isolant obtenues par implantation d'oxygène

N. Guillemot; P. Normand; D. Tsoukalas; P. Chenevier

doi:doi:10.1051/rphysap:019880023080136900

Numéro		Rev. Phys. Appl. (Paris) Volume 23, Numéro 8, août 1988


Page(s)		1369 - 1373
DOI		https://doi.org/10.1051/rphysap:019880023080136900

Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1369-1373 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023080136900

Diffusion de l'arsenic dans les structures silicium-sur-isolant obtenues par implantation d'oxygène

N. Guillemot¹, P. Normand², D. Tsoukalas² et P. Chenevier¹

¹ Laboratoire de Physique des Composants à Semiconducteurs, UA-CNRS 840, ENSERG, 23 av. des Martyrs, 38031 Grenoble, France
² Institute of Microelectronics, Democritos Research Center for Physical Sciences, 15310 Aghia Paraskevi, Attiki, Athens, Greece

Abstract
In this article, the arsenic diffusion in Silicon-On-Insulator structures formed by oxygen implantation (SIMOX) is studied. Though cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM) analysis confirms the high quality of the material, secondary ion mass spectroscopy (SIMS) and Spreading Resistance measurements (SR) show a pile-up phenomenon as well as an enhanced diffusivity of arsenic in the silicon overlayer. An explanation of these two observations is proposed and the McNabb and Foster equations for diffusion with trapping are solved in order to simulate these effects.

Résumé
Dans cet article, les auteurs étudient la diffusion de l'arsenic dans les structures Silicium-Sur-Isolant obtenues par implantation d'oxygène (SIMOX). Malgré la bonne qualité du matériau, analysé par microscopie électronique sur tranche (XTEM), les mesures par spectroscopie de masse d'ions secondaires (SIMS) et par Spreading Resistance (SR) montrent que l'arsenic est accéléré et que des impuretés inactives s'accumulent dans la partie supérieure du film de silicium. Une explication de ces deux phénomènes est proposée, puis le modèle de diffusion avec piégeage développé par McNabb et Foster est utilisé pour simuler ces effets.

PACS
6865 - Low dimensional structures: growth, structure and nonelectronic properties.
7340Q - Electrical properties of metal insulator semiconductor structures.

Key words
arsenic -- elemental semiconductors -- semiconductor insulator boundaries -- transmission electron microscope examination of materials -- McNabb equations -- SIMOX -- cross sectional transmission electron microscopy -- secondary ion mass spectroscopy -- spreading resistance measurements -- pile up phenomenon -- Foster equations -- diffusion with trapping -- Si:As SiO sub 2