Низкотемпературная диффузия натрия, имплантированного в кремний

Диффузия имплантированного натрия (энергия ионов $E$=300 keV, доза $\Phi$ = 5 $\cdot$ 10$^{14}$–3 $\cdot$ 10$^{15}$ cm$^{-2}$) изучалась в кремнии, выращенном методом зонной плавки с низкой концентрацией кислорода $N_{\mathrm{O}}$(fz-Si) и методом Чохральского в магнитном поле ($m$Cz-$n$-Si и $m$Cz-$p$-Si) с $N_{\mathrm{O}}\approx$ 5 $\cdot$ 10$^{17}$ cm$^{-3}$, при температурах отжига $T_{\mathrm{ann}}$ = 500–420$^\circ$C ($t_{\mathrm{ann}}$ = 72–1000 h). В fz-Si температурная зависимость коэффициента диффузии $D(10^{3}/T)$ в широком интервале $T_{\mathrm{ann}}$ = 900–420$^\circ$C является аррениусовской с параметрами $E_{\mathrm{fz}}$ = 1.28 eV и $D_{0}$ = 1.4 $\cdot$ 10$^{-2}$ cm$^{2}$/s. Такими же параметрами описывается подобная зависимость в $m$Cz-Si в интервале $T_{\mathrm{ann}}$ = 900–700$^\circ$C. Однако с уменьшением $T_{\mathrm{ann}}$ она характеризуется все более низкими значениями $D$ по сравнению с fz-Si, что связано с образованием сложных комплексов типа Na–O$_{n}$ ($n$ более 1). Оценка энергии активации этих комплексов дает величину $\Delta E\approx$ 2.3 eV.