Minority carrier lifetime in silicon after Ar+ and Si+ implantation

Minority carrier lifetime changes in MOS diodes implanted with 200 keV Ar+ or 80 keV Si+ in the dose range 1011 to 1016 ions/cm2 are investigated and related to the implanted ions and the damage in the substrate. Lifetime degradation observed after Ar+ implantation varies with the dose. A factor of 105 is achieved by implanting a dose of 1015 Ar+/cm−2. Contrarily Si+ implantation does not affect the lifetime up to 1014 Si+/cm2. For a higher Si+ dose the lifetime is reduced by four orders of magnitude. Transmission electron microscopy studies reveal no defects for implants up to 1012 Ar+/cm2 and 1014 Si+/cm2. At higher argon dose bubble like defects are identified. For Ar+ and Si+ ion doses close to the amorphization dose stacking faults and dislocation loops are observed additionally. Die Änderung der Minoritätsträgerlebensdauer in MOS‐Dioden, die mit 200 keV Ar+ oder 80 keV Si+ im Dosisbereich zwischen 1011 und 1016 Ionen/cm2 bestrahlt wurden, wird untersucht und in Relation zu den implantierten Ionen und der Strahlenschädigung in der Probe gebracht. Die Verringerung der Lebensdauer nach Ar+‐Implantation ist dosisabhängig. Es wird ein Faktor 105 mit einer Dosis von 1015 Ar+/cm−2 erzielt. Im Gegensatz dazu hat eine Si+‐Implantation bis zu 1014 Si+/cm2 keinen Einfluß auf die Lebensdauer. Für höhere Si+‐Dosen wird die Lebensdauer jedoch um vier Größenordnungen reduziert. Im Transmissionselektronenmikroskop werden bis zu Dosen von 1012 Ar+/cm2 und 1014 Si+/cm2 keine Defekte entdeckt. Für höhere Ar+‐Dosen werden bläschenartige Defekte identifiziert. Bei Ar+‐ und Si+‐Dosen, die vergleichbar mit der Amorphisierungsdosis sind, werden zusätzlich Stapelfehler und Versetzungsschleifen beobachtet.