Contribution to electron beam annealing of high-dose ion-implanted polysilicon

Abstract

Polysilicon layers of a thickness of 500 nm with grains of ≈ 100 nm diameter grown on a 50 nm thick SiO2 layer are implanted with As+ doses of 2 × 1015 cm−2 at 110 keV and P+ doses of 2 × 1015 cm−2 at 50 keV and annealed by a scanned and to a line focused electron beam of 1.1 mA/cm2 current density and 18 keV electron energy. A first annealing stage is due to the recrystallization of the amorphous zone governed by an activation energy of 2.35 eV and a reverse one by activation energies of ≈ 2.7 eV attributed to the migration of E-centers to grain boundaries and other extended lattice defects. Polysiliziumschichten werden mit einer Dicke von 500 nm und einem Korndurchmesser von ungefahr 100 nm auf 50 nm dicke SiO2-Schichten abgeschieden, mit As+−Dosen von 2 × 1015 cm−2 bei 110 keV und P+−Dosen von 2 × 1015 cm−2 bei 50 keV implantiert und mit einem zu einer Linie fokussierten Elektronenstrahl der Stromdichte 1,1 mA/cm2 und der Energie 18 keV unter Abrastern ausgeheilt. Eine erste Ausheilstufe gehort mit der Aktivierungsenergie von 2,35 eV zur Rekristallisation der amorphen Zone, eine zweite reverse kann mit der Aktivierungsenergie von etwa 2,7 eV der Diffusion von E-Zentren zu Korngrenzen und anderen ausgedehnten Gitterdefekten zugeschrieben werden.