Abstract
本論文系利用電子顯微鏡觀察及四點探針片電阻量測研究以高劑量BF 離子布植后之非晶矽在矽單晶基底上的固相磊晶成長行為。利用此項實驗可以得到固相磊晶的詳細成長步驟, 并可研究在退火過程中晶體缺陷的變化情形。本文包括了以劑量1×10 cm,能量110keV之BF 離子植入(001) 矽及(111) 矽后的固相磊晶成長研究。在BF 布植(001) 矽中, 固相磊晶成長之活化能為2.3eV,而在BF布植(111) 矽中, 固相磊晶成長之活化能為2.7eV,并且在(001) 布植矽中發現了阻滯效應(retardation effect), 但於(111) 布植矽中并未發現此效應。在對於550-1100℃氮氣退火之試片的觀察中, 結合了橫截及正面電子顯微鏡分析, 研究了缺陷的特性, 分佈及密度, 發現了差排、雙晶、氣泡(bubble)及多晶於退火過程中產生, 并決定了差排皆為因矽原子遭受佈植后雜質原子的推擠而造成的外插型(ex-trinsic)差排, 而差排之Burgers vector經鑑定為1/2<110>, 其所位於的平面為{111} 。雙晶亦以{111} 為雙晶面, 而氣泡的形成乃是由於BF 中之F 原子聚集而成。多晶的形成是由於高劑量的佈植而致使固相磊晶成長的遲緩所造成的。快速熱退火(RTA) 亦被採用來研究(001) 矽在退火過程中晶體缺陷之變化情形, 其結果與在氮氣退火之情形非常的相似。四點探針片電阻量測提供了雜質再活化的資料, 并發現了經BF 離子佈植后的(001)矽與(111) 矽之雜質活化過程非常的一致。本文并對差排、雙晶、氣泡及多晶的形成機構作了深入的探討。