DT-1型连续电子束退火实验装置

连续电子束退火是继激光退火之后出现的一种更有希望的离子注入层退火新工艺。DT-1型连续电子束退火实验装置是我国第一台连续电子束退火专用设备。它具有功率大、效率高和控制方便灵活等优点。初步工艺实验表明,它能获得优于热退火的退火效果。一、引言离子注入用于半导体掺杂,必须经过退火处理。常用的高温热退火工艺,不能完全消除注入损伤、电激活率不十分高,而且带来不少有害的付作用,如杂质再分布、半导体片变形和沾污、衬底少数载流子寿命降低等等。寻求更好的退火工艺成为一项重要的研究任务。近几年来,国际上提出了几种退火新工艺,其中研究最多的有脉冲激光退火、连续激光退火和脉冲电子束退火。激光     

离子注入和激光退火

近年来，激光退火与离子注入技术相结合已在半导体和金属物理领域中获得应用。讨论了激光与固体表面相互作的物理机制。报道了有关激光照射前放射性原子注入到表面的扩散的研究情况。本文报道了激光退火的现状，这种工艺过程对于辐射损伤无定形硅重结晶的重要性以及在半导体物理中的应用前景。     

CVD多晶硅薄膜的脉冲染料激光退火

一、引言多晶硅薄膜在集成电路制造工艺中应用日趋增多,诸如利用多晶硅薄膜制造硅栅、多晶硅薄膜电阻、多晶硅引线、双极性晶体管的发射区等。多晶硅薄膜的激光退火能使其晶粒长大,使杂质电激活,可以提高多晶硅薄膜的电学性能,引起了人们的广泛重视,特别是绝缘衬底上的多晶硅薄膜经激光退火后有可能转变为单晶,给立体大规模集成电路的实现带来希望,吸引了不少活跃在这一研究领域的科学工作者。在半导体激光退火中,激光束的脉冲宽度对激光退火的结果有决定性的影响。微微秒脉冲宽度的激光束能使单晶半导体材料变成非晶材料,毫微秒脉冲宽度的激光束以熔化外延方式再结晶,使离子注入半导体单晶材料的非晶层转变为单晶,毫秒脉冲宽度的激光束(连     

激光退火对硅氧化层错的抑制作用

<正> 激光退火可以使离子注入半导体的损伤层再结晶,从而获得完整的单晶结构,引起了人们很大的重视.是否可以采用激光退火来控制半导体单晶中的缺陷呢?已报道的结果表明,激光退火可以消除硅单晶中的位错,在某些条件下,由于应力的作用,激光辐照又会引入位错.所以,研究各种缺陷在激光退火中的表现,对了解这些缺陷的退火性质,从而进行有效的控制是重要的.     

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。     

激光退火的一点注记

半导体激光退火、激光诱导表面沉积杂质的扩散、激光感应材料相变等应用研究中,都需要了解激光作用后材料的降温速率。使用毫微秒激光脉冲可以使多晶铝表面形成一薄薄的非晶层,用微微秒激光脉冲既能使硅单晶形成非晶,也能使非晶变成具有多层结构的晶态物质。简单理论指出,脉冲愈短,降温速率愈高,估算在微微秒的脉冲作用下降温速率会达10~(14)K/秒。但事实上我们用热熔化模型计算的结果是,可能达到的降温速率要比这个数     

一种很有前途的退火工艺——激光退火

最近半导体的激光退火新工艺研究正在蓬勃地进行着。所谓激光退火,就是使受了离子注入等损伤、表面晶格产生了缺陷的半导体恢复成结晶性好的半导体,它不是用已往那种热退火方式,而是用激光照射的方式退火。这种方法开始试验的是苏联,其次认真研究的是美国,最近在我国(日本)也广泛地开展了这项新技术的研究工作。退火的对象不单单是离子注入的半导体,而且对在低温基片上经过真空蒸镀生成晶格尺寸与基片晶格尺寸不匹配的薄膜也进行了激光退火的试验。     

微微秒激光退火获得的半导体表面衍射光栅

目前，使用微微秒脉宽的强脉冲激光辐射的离子注入层退火获有重要意义。这不仅取决于与激光退火的物理机理的暴露有关的问题(特别是,非热过程的作用），而且还取决于超短激光脉冲作用于半导体的实际应用新的可能性。     

半导体材料的激光处理

利用高功率激光加工各种材料已得到迅速发展和广泛应用,其中较成熟的有打孔、切割和焊接,仍在研究中的包括表面合金、激光冲击硬化和激光上釉。最近,利用激光处理半导体材料和制作各种器件引起人们的广泛注意。一、激光退火概况从1977年起国外盛行研究用激光代替电炉退火,现已能用激光退火半导体单晶缺陷,并取得一定成效。最近,还把激光退火作为实     

半导体激光退火(Ⅱ)——实验现象的理论探讨

本文探讨了在半导体激光退火实验中所观察到的有关物理现象的理论解释。这些现象是:激光退火层载流子迁移率低;激光脉冲数对损伤层结晶性能的影响;杂质浓度峰向样品表面的移动;退火层的杂质浓度超过固溶度以及载流子浓度大于掺杂浓度。     

磷砷化镓离子注入层的CW CO_2激光退火研究

本文对N、Zn离子注入GaAs_(1-x)Px材料之后,用连续CO_2激光束进行退火作了研究.晶格恢复、注入杂质的激活率和光致发光的实验测量结果表明,CO_2激光退火的效果优于常规热退火.本文对CO_2激光退火效果优于热退火的原因作了初步的解释.     

激光处理半导体

由于高密度大规模集成电路和大面积低成本太阳能电池等器件发展的需要,促进了半导体工艺的不断改进。随着激光技术日益成熟和被广泛应用,激光已用于半导体工艺中,特别是用激光退火处理离子注入后的严重晶体损伤。1975年苏联学者发表了最初的研究报导,随后意大利Catania大学物质结构研究所的研究人员取得了很好的研究成果,从而引起世界各国的普遍重视,到1978年形成在这一领域的研究高潮。到目前为止,     

激光退火加快存贮集成电路的响应

加里福尼亚州圣克拉拉的国家半导体公司用连续波激光退火已使随机存取存贮集成电路片的性能提高。虽然几年来激光退火作为“恢复”因离子注入(掺杂)损伤的一种途径有了很大的发展，但公司的此种工作似乎还是首次，他们的处理方法使集成电路的动态特性有了改善。     

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。     

离子注入硅Nd-YAG连续激光退火

本文报导用扫描Nd-YAG连续激光对<100>硅中注铋的损伤层进行的退火研究。测量表明:退火能使离子注入造成的晶格损伤很好恢复,90％以上的铋原子处于替代位置,杂质浓度的分布保持不变。文中对退火参数的选择、均匀性,以及表面温度升高、外延再生长层厚度等问题进行了讨论。文末还将实验结果与熔化型脉冲激光退火进行了比较。     

半导体集成电路制造中的准分子激光退火研究进展EI北大核心CSCD

随着半导体集成电路芯片的尺寸越来越小、结构越来越复杂,芯片制造过程中的退火工艺技术也在不断进步。激光退火以其在芯片制造过程中热预算控制的优势,在芯片制造退火工艺中的重要性正在显现。而准分子激光的特点是波长短、峰值功率高、作用于大多数物质表面时能量迅速被物质表面吸收。准分子激光退火可以实现对材料表面温度梯度的控制,是半导体集成电路制造中热处理工艺的重要选择。对半导体集成电路制造过程中准分子激光退火研究进展进行了综述。概述了集成电路制造中退火工艺热预算控制与激光退火的理论模拟研究结果;着重介绍了准分子激光退火在离子掺杂控制、超浅节形成、沟道外延等材料处理中的研究进展,以及在金属层制备和3D器件中的应用。研究表明,准分子激光退火工艺有望为三维半导体集成电路制造提供新的解决方案。     

非相干光退火技术与非晶硅薄膜的固相外延

本文介绍了一种新的退火技术——非相干光脉冲加热退火。它与激光退火技术相比,效率高,设备简单;与传统热退火相比,对离子注入杂质的激活率高,≈100％,不引起杂质再分布,且能有效地避免离子注入损伤层对重金属离子的收集,在超大规模集成电路工艺中有着多方面应用的可能性。作者应用这一退火技术于LPCVD非晶硅薄膜的再结晶研究。用RBS结合电子沟道技术研究了再结晶化的动力学过程。实验发现,在硅衬底上淀积的非晶硅薄膜(1600(?))能在600℃、35秒和700℃、15秒时间内完成再结晶化过程,结晶化结构属柱状。     

用电子束掺杂形成P—N结

常规的扩散和离子注入加热退火形成P—N结的方法,都涉及到长时间的高温处理,这会导致半导体材料的少数载流子寿命降低,产生二次诱生缺陷,对器件参数造成不良影响。在持续的高温处理过程中同时发生横向扩散及杂质再分布,这将使器件尺寸小型化、高集成度、高速应用受到限制。离子注入后施行束退火技术,较好地解决了这个问题。人们发现:在半导体材料表面沉积或涂敷一种掺杂剂,通过激光或电子束照射,也可以形成P—N结。整个照射处理时间只有几秒至几十秒钟,这是一种简单可行的方法。     

辉光放电电子束掺杂硼浅结

一种新的半导体掺杂方法——电子束掺杂法成功地用于实现掺硼浅结.它是用辉光放电电子束辐照涂敷杂质源的半导体表面,形成高浓度(≥10~(20)/cm~3)、浅结(≤0.1μm)掺杂层.损伤比离子注入的小.试制成功的太阳敏感器件性能优良.     

激光对硅片掺杂和退火的研究

集成电路正向高速、高集成度、高可靠性、低成本和低功耗方向发展,正在按比例缩小单元尺寸,因此迫切需要微细加工、薄层外延、低温浅结掺杂。微波二极管、晶体管和太阳电池也需要突变结掺杂,浅结扩散。离子注入虽然已成为低温掺杂的重要方法,但必须解决它所引起的晶格损伤并使注入杂质电激活。我们试图用激光掺杂来制造浅结器件,并做了两个实验。 第一个实验是涂层掺杂。用这种方法可以制造零点几微米的浅结二极管,这一结果对研制微波二极管和浅结集成电路具有重要意义。第二个实验是用激光去退火涂层热扩散片。结果表明,激光退火后,高表面浓度扩散片进一步电激活,使表面掺杂浓度更高;而低表面浓度扩散片由于激光退火时进行再分布,使表面浓度降低,方块电阻上升。