Increase in Generation of Poly-Crystalline Silicon by Atmospheric Pressure Plasma-Assisted Excimer Laser Annealing

In this work, a novel atmospheric pressure plasma-assisted excimer laser annealing method for increasing the generation efficiency of poly-crystalline silicon from amorphous silicon layers is presented. Here, both the plasma and the laser propagate coaxially in order to generate energetic synergies. The influence of different process gases and plasma discharge modes as well as the working distance were investigated. Depending on the particularly applied plasma, the crystalline area was increased by a factor of approx. 1.1 to 1.9, where the highest efficiency was observed when introducing an argon plasma beam to the annealing process.     

Selective and localized laser annealing effect for high-performance flexible multilayer MoS2 thin-film transistors

We report the use of ultra-short, pulsed-laser annealed Ti/Au contacts to enhance the performance of multilayer MoS2 field effect transistors （FETs） on flexible plastic substrates without thermal damage. An analysis of the temperature distribution, based on finite difference methods, enabled understanding of the compatibility of our picosecond laser annealing for flexible poly（ethylene naphthalate） （PEN） substrates with low thermal budget （〈 200 ℃）. The reduced contact resistance after laser annealing provided a significant improvement in transistor performance including higher peak field-effect mobility （from 24.84 to 44.84 cm2-V-l.s-1）, increased output resistance （0.42 MΩ at Vgs- Vth = 20 V, a three-fold increase）, a six-fold increase in the self-gain, and decreased sub- threshold swing. Transmission electron microscopy analysis and current-voltage measurements suggested that the reduced contact resistance resulted from the decrease of Schottky barrier width at the MoS2-metal junction. These results demonstrate that selective contact laser annealing is an attractive technology for fabricating low-resistivity metal-semiconductor junctions, providing important implications for the application of high-performance two-dimensional semicon- ductor FETs in flexible electronics.     

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。     

接触电阻技术研究新进展

从肖特基势垒高度、有效掺杂浓度和有效质量的优化和控制等方面,对接触电阻的最新技术进行了详细的总结。首先,分析了插入界面层的金属-绝缘体-半导体接触结构、界面钝化、杂质分凝技术对于降低肖特基势垒高度的效果。其次,讨论了原位掺杂、固相外延、低温离子注入以及激光退火技术对于提高源/漏掺杂浓度的作用。然后,介绍了通过控制SiGe材料的有效质量来优化接触电阻的技术。最后,通过结合原位掺杂、激光退火和固相外延等先进技术,实现了与CMOS工艺兼容的接触电阻优化集成,满足7/5 nm技术节点的需要。     

激光退火对Inconel 718微观组织和硬度的影响

研究激光退火对Inconel718时效合金的显微组织和硬度的影响.一台2.5kW的CO2激光机被用来照射试样的表面.在激光能作用下,试样表面层被加热后空冷.通过控制激光工艺参数,在表面不发生熔化的前提下,能够使一定厚度表面层内的硬度降低到标准退火合金的水平,而不影响试样内部母材的硬度.显微组织观察显示表面层的基体强化相(γ″和γ‘)在激光照射过程中被固溶,而其它二次相没有变化.γ″和γ‘的固溶被确定是表面层硬度下降的原因.在其它试验条件不变时,确立了退火层生成时由激光散焦距离和扫描速度描述的工艺参数范围.     

紫外激光改性氧化钒薄膜

氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性。传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低。本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响。实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好。     

脉冲激光退火纳米碳化硅薄膜的拉曼散射研究

采用XeCl准分子激光实现了碳化硅薄膜的脉冲激光晶化,对退火前后薄膜样品拉曼散射谱特征进行了分析,探讨了激光能量密度对纳米碳化硅薄膜结构和物相特性的影响.结果显示晶态纳米碳化硅薄膜的拉曼散射峰相对体材料的特征峰显著宽化和红移,并显示了伴随退火过程存在着硅和碳的物相分凝现象.随着激光能量密度的增大,薄膜的晶化度提高,晶化颗粒增大,而伴随的分凝程度逐渐减小.     

a—SiGex：H薄膜准分子激光晶化的研究

用ＫｒＦ准分子激光、ＸｅＣｌ准分子激光在不同条件下对Ｇｅ含量不同的四种ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ样品进行退火，只要激光退火能量密度合适，Ｇｅ含量不同的ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ薄膜都可以被多晶化；随着Ｇｅ含量的增加，激光晶化阈值能量密度降低，耐退火民降低；在相同的激光晶化能量密度下，Ｇｅ的含量越高的薄膜，激光晶化的效果越好，晶粒尺寸长得越大。     

金属单向诱导横向晶化激光修饰多晶硅薄膜晶体管

对采用金属诱导单一方向横向晶化(metal induced unilaterally crystallization,MIUC)并结合激光后退火技术,以提高多晶硅薄膜晶体管的性能,进行了深入研究.MIUC薄膜晶体管已具有良好的器件性能和均匀性,再加以三倍频YAG激光退火后的MIUC薄膜晶体管,其场效应迁移率则可提高近一倍.器件的多种性能和参数的均匀性与所用修饰性的激光处理条件密切相关,具有规律性,故而是可控的,这为工业化技术的掌控提供了基础.