Влияние импульсного лазерного отжига на оптические свойства кремния, имплантированного ионами In и As

Abstract

Кремний, легированный атомами индия и мышьяка, является новым и перспективным материалом для создания солнечных элементов в видимом и инфракрасном диапазонах спектра, а также для изготовления дискретных чувствительных инфракрасных фотодиодов. Слои кремния, легированного ионами индия и мышьяка, были изготовлены путем ионной имплантации с последующим импульсным лазерным отжигом (694 нм, 70 нс или 0,4 мс). Плотность лазерной энергии устанавливалась равной 1,6; 2,0; 2,5 и 40 Дж/см2. С использованием метода Резерфордовского обратного рассеяния в сочетании с каналированием показано, что доля встраиваемых атомов In и As в решетке кремния после импульсной лазерной обработки составляет порядка 31-35 %. По спектрам поглощения света установлено, что степень поглощения в отожженных структурах, в сравнении с исходным кремнием, увеличивается более чем на несколько порядков величины в инфракрасной области спектра (эффективность поглощения составляет 50-55 %). В спектрах фотолюминесценции образцов обнаружена широкая полоса в спектральной области 1,1 – 1,6 мкм. Данный результат обсуждаются в сравнении с ранее полученными данными по быстрому термическому отжигу аналогичных структур