Study of the helium desorption implanted

at incident high energy in silicon lattice

Etude de la désorption de l’hélium implanté

à haute énergie dans le silicium

M. Rhazi, O. El Bounagui, H. Erramli*

Laboratoire de Physique et Techniques Nucléaires (LPTN), Département de Physique

Faculté des Sciences Semlalia, BP 2390, Université Cadi Ayyad, 40000 Marrakech, Maroc

* Corresponding author. E-mail: hassane@ucam.ac.ma

Received : 02 July 2004; revised version accepted : 4 April 2005

Abstract

This work is devoted to the study of helium diffusion outside the bubbles created by implantation. Experiments were carried out on n-type silicon with 1,6 MeV helium 4He at a fluence of 1x1017 at.cm2. Non-Rutherford Backscattering (NRBS) experiments using 2,5 MeV H+ provide the fraction of helium remaining in cavities after different annealing treatments at 800 °C. The NRBS data show a fast He release process for short annealing (t<2000 s). Then, the He amount decreases slowly and after 30 000 s about 40 % of helium still remain in cavities.

Keywords : Helium; Diffusion; Implantation; Non-Rutherford Backscattering; Bubbles; Cavities; Rapid Thermal Annealing .

Résumé

Le présent travail est consacré à l’étude de la diffusion de l’hélium en dehors des bulles créées par implantation d’une forte fluence (1017 at./cm2) d’hélium 4He en fonction de la durée d’un traitement thermique à une température de 800°C. Les expériences ont été réalisées sur du silicium de type N orienté suivant le plan (111). Les implantations ont été effectuées à la température ambiante par un faisceau d’hélium-4 d’énergie 1,6 MeV, issu de l’accélérateur Van De Graaff du CERI (Centre d’Etudes et de Recherche par Irradiation) du CNRS à Orléans.

Les expériences de rétrodiffusion non Rutherford (NRBS)  " 4He (p,p)4He" utilisant des protons incidents de 2,5 MeV montrent que pour des traitements thermiques de courte durée, l’hélium reste dans les cavités et sa concentration diminue lentement au fur et à mesure que la durée du recuit augmente.

Mots clés : Hélium ; Diffusion ; Implantation ; Rétrodiffusion non Rutherford ; Bulles 

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