非晶锗中本征与掺杂增强的固相外延生长
材料科学
2010-07-30 v1
摘要
研究了通过离子注入在<100>锗衬底上形成的非晶锗(a-Ge)层中本征与掺杂增强的固相外延(SPE)动力学。使用时间分辨反射率(TRR)系统在300至540°C之间测量了SPE速率，发现其激活能为(2.15 ± 0.04) eV。为解释TRR测量，在所使用的两个波长1.152和1.532 μm处测量了a-Ge层的折射率。首次对厚a-Ge层(>3 μm)进行了SPE速率测量，以区分体SPE生长速率和近表面SPE生长速率行为。考虑了爆炸结晶对厚a-Ge层的可能影响。发现当a-Ge中存在H时，其对SPE速率的抑制作用远大于a-Si层中类似浓度的H。发现氢降低了SPE速率的前指数因子，但不改变SPE的激活能。然而，在SPE过程中，H向a-Ge表面层内扩散的程度比在a-Si层中观察到的约低一个数量级。这被认为是由于a-Ge表面缺乏稳定的氧化物。在含有均匀浓度分布的注入As或Al（浓度范围为1-10 x10^19 /cm^3）的a-Ge层中测量了掺杂增强动力学。在含有等浓度As和Al的a-Ge层中也观察到了掺杂补偿效应，其中SPE速率与本征速率相似。基于这些数据，考虑了各种SPE模型。
引用
@article{arxiv.1007.5209,
title = {Intrinsic and dopant enhanced solid phase epitaxy in amorphous germanium},
author = {B. C. Johnson and P. Gortmaker and J. C. McCallum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.5209},
year = {2010}
}
备注
42 pages, 10 figures, 1 table, accepted for publication in Physical Review B