离子注入片的激光背面退火

本文给出了离子注入片背面激光照射退火的实验结果。用CWCO_2激光器和脉冲钕玻璃激光器从背面照射离子注入片进行退火,不仅可以消除注入损伤,使注入杂质电激活,还可以得到注入图形不发生变化的退火效果。激光背面照射退火可在反刻铝后进行,就能避免激光退火后因再经高温热处理而引起的杂质析出;还可以省掉合金工序。背面照射产生的辐射损伤,也有助于萃取正面的微缺陷。     

硅晶圆中注入10 MeV磷的连续激光退火激活

基于硅(Si)中高能注入磷(P)的连续激光退火方法展开研究。采用的P离子最高注入能量为10 MeV,在Si中的注入深度可达7μm。分别采用532nm和808nm波长的连续激光退火,照射时间分别为2ms和27ms。结果显示,虽然532nm激光在Si中的穿透深度只有125μm,不到808nm激光的1/10,但由于照射时间较长,热传导起到主要作用。因此,两种退火方案都可以实现整个注入深度的有效激活。532nm连续激光退火实现了93的激活效率,808nm激光退火的激活效率接近100。     

高性能IGBT激光退火设备及其量产应用

激光退火工艺可以有效修复离子注入破坏的晶格结构,获得比传统退火方式更好的离子激活效率和激活深度,且不损伤Taiko硅片的正面器件,从而在FS-IGBT器件的制造过程中得到业界的广泛关注和应用。针对FS-IGBT激光退火工艺的特点,通过对退火深度、激光波长、光斑尺寸,以及Taiko薄片传输等技术的深入分析和数值仿真,完成了SLA500激光退火设备的研制,并通过现场测试数据验证。测试结果表明,SLA500激光退火设备的各项关键技术指标,如退火深度、激活效率、RS均匀性和重复性等,均能满足FS-IGBT激光退火工艺的量产应用。     

激光退火工艺在绝缘栅双极型晶体管的应用

激光退火是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)背面工艺的重要步骤。基于一种国产激光退火设备,对激光退火工艺的关键参数如激活率、激活深度与工艺条件之间的关系进行了研究。结果表明:双激光具有比单激光更高的激活率。在使用双激光时,B的激活率与注入剂量有一定的关联,最高激活率可接近80%;磷的激活率也与剂量有一定的关系,最高可以达到100%。对激光退火处理样品进行TEM观察发现,再结晶后的激活区没有晶格缺陷。对采用激光退火工艺的IGBT器件性能分析表明,采用该工艺的器件性能参数基本达到国外竞争对手同类产品的同等水平。     

非熔性激光退火工艺的分子动力学模拟

本文用分子动力学模拟方法研究了266纳米波长的脉冲激光作用下材料的退火过程,提出了一种在非熔性激光退火方式下描述硅和杂质原子行为的微机制。在离子注入之后,硅片表面在高能激光脉冲的作用下,材料的化合键松弛并且部分硅和杂质原子得以摆脱束缚。当后续的激光能量进入固体表面并被价电子吸收时,所产生的原子核反冲,成为原子调整位置和晶格修复的真正的动力学原因。本文用分子动力学方法考察了与能量相关的运动行为。另外,非熔性激光退火对于激光作用能量密度相当敏感,少许过量的激光能量可引起明显的杂质扩散；仿真结果为实际的激光退火实验所支持。     

砷注入碲镉汞的激光退火

利用脉冲YAG激光器(脉宽为10ns,波长为1.06μm)对砷注入长波碲镉汞样品进行激光退火实验,分析注入退火引起的样品电学性质的变化,认为激光退火能够消除辐射损伤,并激活注入杂质.同时对电导率-迁移率谱这一实验方法也做了较详细的说明.     

半导体激光退火(Ⅰ)——温升的简单计算和激光参数的选择

本文描述了半导体激光退火的热机理及温升的简单计算。从理论上讨论了如何选择激光退火的参数、激光波长、脉冲宽度、功率密度、光斑尺寸和连续激光的扫描速度。     

SiC晶圆背面激光退火工艺研究

降低芯片背面金属-半导体欧姆接触电阻是有效提高器件性能的方式之一。采用650 V SiC肖特基势垒二极管(SBD)工艺,使用波长355 nm不同能量的脉冲激光进行退火实验,利用X射线衍射(XRD)和探针台对晶圆背面镍硅合金进行测量分析,得出最佳能量为3.6 J/cm²。退火后采用扫描电子显微镜(SEM)观察晶圆背面碳团簇,针对背面的碳团簇问题,在Ar;气氛下对晶圆进行了表面处理,使用SEM和探针台分别对两组样品的表面形貌和电压-电流特性进行了对比分析。实验结果表明,通过表面处理可以有效降低表面的碳含量,并且使器件正向压降均值降低了6%,利用圆形传输线模型(CTLM)测得芯片的比导通电阻为9.7×10^-6Ω·cm²。器件性能和均匀性都得到提高。     

硅中激光辐照引进的点缺陷

利用深能级瞬态谱(DLTS)证实:经染料脉冲激光辐照,红宝石脉冲激光辐照,连续Nd:YAG激光辐照的P型硅样品,存在深中心缺陷,主要是:(E_v+0.14cV)、(Ev+ 0.19eV)和(Ev+ 0.24eV).从这些深中心缺陷的不同淬火和退火行为,可以认为缺陷中心主要是样品在激光退火过程中产生的过饱和空位所形成的,而且可能是与某种大空位团有关.     

硅中注铋脉冲激光退火的研究

本文报导了采用165 keV He~+离子沟道背散射技术研究高剂量铋注入<111>硅后,进行脉冲激光退火的效果,并和热退火作了比较。热退火温度达到900℃时,剩余晶格损伤还有35％;在750℃下退火时,铋的替位率达到最大值50％,温度再升高,替位率反而下降;在退火温度高于625℃时就产生大量铋原子的外扩散。面脉冲激光退火后,晶格损伤几乎全部消除,铋原子进行再分布,它在硅中的浓度可超过固溶度一个数量级,且95％以上处于替代位置。文中还就不同激光能量下的退火情况作了比较。