Влияние режимов импульсного лазерного отжига на оптические свойства кремния, гипердопированного селеном

Аннотация

Слои кремния, легированные селеном до концентраций 4÷6·10²⁰ cm^–3, что на 4 порядка величины превышает предел равновесной растворимости этой примеси, получены ионной имплантацией с последующим импульсным лазерным отжигом (ИЛО) при плотностях энергии в импульсе W = 0.55; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0 и 2.5 J/cm². Методом обратного резерфордовского рассеяния ионов гелия показано, что до 60–70% внедренной примеси находится в позиции замещения в решетке кремния. Слои, гипердопированные селеном, проявляют существенное поглощение (36–40%) в области длин волн 1100–2400 nm. Проведено сравнение спектров поглощения слоев кремния в зависимости от режимов лазерного отжига. Показано, что отжиг при W = 2.0 J/cm² является оптимальным с позиции максимального структурного совершенства гипердопированных слоев кремния. Данный фактор очень важен для применений сформированных структур в фотодетекторах и элементах солнечной энергетики. В то же время поглощение в видимом и ближнем ИК-диапазонах длин волн достигает максимального значения после отжига при W = 1.0 J/cm² и практически не меняется при дальнейшем увеличении плотности энергии в импульсе.