125毫米硅片的离子注入和快速退火

为了提高集成电路的生产率必须继续采用大面积硅片。本文给出了硅片尺寸对离子注入设备的设计、生产率、掺杂均匀性和注入时硅片温度控制影响的比较结果。采用散射光源的单片退火炉对大直径硅片进行退火比炉子退火具有若干独特的优点。本文还给出了100mm和125mm硅片注入后硅片平整度和薄层电阻均匀性的比较。     

硅中注砷的连续CO_2激光退火的研究

利用高功率连续CO_2激光定点辐照,对砷离子注入的硅片进行退火。实验结果表明晶格损伤得到了完全恢复,注入砷原子的替位率与电激活率高,还克服了激光聚焦扫描退火时引起硅片表面变形的问题。     

通过离子注入前后快速热退火改善多晶硅薄层电阻

对氧化后硅片上的多晶硅膜,进行了砷离子注入前的快速热处理退火。离子注入之后,这种膜进行了另外的快速热处理退火以活化砷。注入前退火使得刚淀积的晶粒尺寸增大到10倍。这些膜的薄层电阻比只是注入后进行退火处理的膜的要低20～30％。注入前退火引起的晶粒尺寸增大,使得晶粒边界区域减小,从而使相对于晶粒的晶粒边界中掺杂剂数量减少至最低限度。     

大面积电子束对硼离子注入硅片快速退火的研究

本文介绍了一种采用冷阴极大面积电子束对硼离子注入硅片快速退火的实验方法。测试分析结果表明:本法与常规退火方法相比,除了有相同的电激活和晶格恢复之外,还具有快速、低温和杂质再分布影响小等特点。     

选择性外延隔离P^＋多晶硅栅PMOSFET

在离子注入埋层的硅片上,以SiO_2层为掩膜和隔离,生长了选择性外延(SEG)单晶硅层,并在此外延层上制作了P~+掺杂的多晶硅栅PMOSFET。浅源漏结的P~+多晶硅栅PMOSFET是使用一次离子注入同时完成栅与源漏的掺杂注入,并由低温退火与快速热退火完成杂质的再分布推进。测试结果表明PMOSFET的短沟道效应明显减小。     

离子注入后检测设备的掺杂均匀性和剂量精度的方法

测定离子注入后掺杂总数的方法可分为二大类。一类是对注入层进行直接分析;另一类是借助于对物理性能和器件参数的测量而间接地测定其掺杂数量。对这些方法作了简要的评述后,报导了对离子注入的剂量精度和均匀性的一次国际性的调研结果:它是用直径为76mm的硅片,注入硼离子,并在一组规范的条件下进行了退火,用四探针法对被调研的注入后的每一块硅片上的118个点进行了薄层电阻值的自动测量。调研中的85台离子注入机所测的方块电阻的总平均值为169.7Ω/□,相对它的标准偏差为8.1Ω/□,这表明了工业用离子注入机存在的定标范围。等值薄层电阻轮廊图曾用于鉴别均匀性问题,它提供了一个易于解积的图示方法。在一个硅片内薄层电阻值的非均匀性(一个标准偏差)变化范围是0.37％到4.76％,其中值为0.72％。     

用等离子体浸没离子注入制作亚100nmP^＋／N结

采用等离子体浸没离子注入(PⅢ)技术,通过SiF_4预非晶化后进行BF_3掺杂制作了亚100nmP~+/n结。这种方法的掺杂率可高达10~(16)/cm~2·s。硅片浸没在SiF_4或BF_3等离子体中并加负偏压。带正电的离子由等离子体层内的电场加速后注入到硅片中。改变加在硅片支座上的负压及热退火的条件就可控制结深。     

硅片表面微粗糙度的研究进展

报道了用氦离子注入智能肃离形成ＳＯＩ结构硅片的新技术,介绍了这种技术的工艺和用剖面透射电镜研究的结果。氦离子用等离子体浸没离子注入技术注入硅片中。     

激光退火技术及其在器件中的应用

自从苏联某一研究机构最先采用激光退火技术以来,其优越的退火作用便受到了注意。当初从研究出发曾用Q开关红宝石激光器,但现在除YAG(钇石榴石)、红宝石Q开关之外,还用Ar.Kr,CO_2等的常规CW激光对经离子注入过的硅片进行退火。这样迅速进展的激光退火(LA),若从硅片的表面分辨率考虑,适用于局部的热处理。另外,对某些器件而言,有时也需要大面积一次退火,与脉冲电子束退火(EA)相比,LA也能得到几乎相同的结果。本技术的特点是:(1)LA,EA同是短时向处理;(2)LA退火的是局部面积;(3)EA的情况也可     

半导体硅片退火后检测工艺的发展探讨

半导体硅片退火工艺对生产硅片具有十分重要的作用,为此,本文加强对硅片的退火技术检测,希望能够控制硅片技术质量。因为自然界当中并不存在单体硅,硅主要以氧化物或者是硅酸盐的形式出现,需要通过提纯与精炼的方式才能够形成硅片。这个过程中硅需要进行退火工艺处理,消除硅片中氧施主的影响,内部缺陷也在这个过程中减少。这个工艺流程是制造半导体硅片的重要环节。退火后的技术检测则是实现硅片生产的最后一个环节,是确保硅片质量的重要基础。本文侧重对半导体硅片退火检测工艺发展情况进行具体阐述。     

注碳外延硅的荧光特性研究

研究了注碳外延硅经氢气退火及电化学腐蚀处理后的荧光特性。经能量为50keV,剂量为2×1016cm-2的碳离子注入后的外延单晶硅片,在氢气氛下高温退火及电化学腐蚀处理。荧光谱仪分析表明电化学腐蚀是蓝光发射的前提,并且不同的电化学腐蚀条件对发光强度和峰位影响极大。不同的激发光波长亦可影响发光谱的峰位。     

用等离子体浸没氦离子注入实现智能剥离

报道了用氦离子注入智能剥离形成SOI结构硅片的新技术,介绍了这种技术的工艺和用剖面透射电镜研究的结果。氦离子用等离子体浸没离子注入技术注入硅片中。     

砷注入硅快速热退火缺陷的HVEM观察

随着集成度的提高,要求芯片的线条进一步缩小,但根据按比例缩小原则,纵向尺寸也必须减小。因此VLSI要求p—n结的结深越来越浅。离子注S和快速热退火为制备这种高浓度浅p—n结提供了一种要求的手段。当然离子注入产生的辐照缺陷及其在退火过程中的行为就自然受到人们的注意。由于砷在硅中固溶度较高、扩散系数小,离子注入的平均投影射程小等一系列特点,在制备高浓度、浅N+P结方面引起了相当的重视。本文研究了砷注入硅快速热退火后缺陷的特性。即砷注入硅后经不同温度不同时间退火后的缺陷。所用的试样为6—8ΩcmP—型<100>硅片,经室温120kev砷离子注入,剂量为1×10~(16)cm~(-2),分别在900℃、1000℃、1080℃和1150℃不同时间红外退火。並利用霍尔效应和剥层技术测定载流子浓度分布,     

离子注入实时监测

生产操作人员常采用光量监测法来控制离子注入工艺。当硅片的离子注入涉及到多台离子注入机为不同直径的硅片作离子注入,离子种类、剂量和能量范围很宽的时候,生产控制就成为提高效率和产量的决定性因素。要减少离子注入引起的失效以增加芯片的产量,工艺控制就得把离子注入引起的变化与其它电路制造步骤引起的变化区分开。Siliconix公司的生产操作人员现常用光量监测法来控制离子注入工艺,以实现有效的实时控制。     

用激光辐照技术控制硅片的少数载流子寿命

激光辐照技术是近年来广泛用于半导体工艺中的一种行之有效的技术,已在离子注入的退火、形成硅化物和欧姆接触等方面取得了令人满意的效果。本文叙述用连续式CO_2激光器,在不同的时间内,对MO S结构进行辐照,根据c—v和c—t技术测量照射前后硅片的少数载流子寿命和氧化层中的固定电荷,实验结果表明:照射后硅片的少数载流子寿命明显降低,固定电荷增加。最后对少数载流子寿命降低的原因作了较为详细的讨论。     

移动式硅片退火设备的研制

对硅片退火设备的结构及功能进行了大量的改进,介绍了设备的工作原理、结构特点及达到的技术指标。研究了硅片在真空炉中的退火工艺。该设备的研究提升了硅片退火处理的稳定性及工艺性,达到了工艺要求的效果。     

硅片预退火对二极管反向恢复时间的影响

本文研究了预退火对二极管反向恢复时间的影响．为获得满意的反向恢复时间，硅棒上不同部位的硅片需要不同的预退火温度．头、中、尾部的硅片最佳预退火温度分别为600℃、700℃、800℃，这是因为不同部位的硅片中主导少子寿命的因素不同．     

硼离子注入退火过程对表面迁移率及薄层电阻的影响

本文利用与退火条件有关的离子注入杂质分布,得到了在硅中硼离子注入退火条件对载流子表面迁移率的影响。还得到了硼离子注入薄层电阻与注入条件及退火情况的关系。在这些关系中,注入剂量对迁移率及薄层电阻有最主要的影响。这些结果可在设计和制造VLSI中用以确定工艺条件。     

形成SIMOX结构的PIII新技术的研究

本文报道了一种形成ＳＩＭＯＸ结构的等离子体浸没离子注入（ＰＩＩＩ）的新技术．与传统的离子注入相比，这种新技术具有高离子束流，大面积离子注入，极短的注入时间和低成本等优点．实验中，衬底硅片浸没在高离子密度的氧的等离子体中．在衬底所加的负高压的作用下，氧离子直接注入硅片之中．我们研究了ＰＩＩＩ的工艺条件，用ＰＩＩＩ制得了具有２０到５０ｎｍ厚的顶层硅层和２０到５０ｎｍ厚的氧化硅埋层的超薄ＳＩＭＯＸ硅片，并用ＲＢＳ、ＸＴＥＭ等技术对样品进行了测试．     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的