The influence of foreigen atoms on the epitaxial annealing of ion-implanted silicon

An amorphous layer produced on a silicon substrate by ion implantation recrystallizes epitaxially during a low temperature treatment (about 500 °C). The growth rate is found to depend essentially on the kind and concentration of foreign atoms in the concentration range between 0.001 and 10 at %. For group 3 and group 5 elements a unique acceleration mechanism is found. At high concentrations the growth rate rapidly decreases due to the possible values of supersaturation during solid phase epitaxial growth. Eine, durch Ionenimplantation erzeugte, amorphe Oberflächenschicht auf einem Siliziumsubstrat rekristallisiert während einer Ofenbehandlung bei niedrigen Temperaturen (ca. 500 °C) epitaktisch. Es zeigt sich, daß die Rekristallisationsgeschwindigkeit von der Art eingebrachter Fremdatome und ihrer Konzentration im Bereich zwischen 0,001 und 10 At% abhängt. Für Fremdatome der 3. und 5. Hauptgruppe wird ein einheitlicher Beschleunigungsmechanismus festgestellt. Für hohe Konzentrationen sinkt die Rekristallisationsgeschwindigkeit rapide ab. Dadurch ist die Größe erreichbarer Überlöslichkeiten während der Festphasenepitaxie gekennzeichnet.