低能电子辐照提高晶体管芯合格率

消除芯片工作区中的有害杂质和缺陷,对于提高半导体器件和集成电路的性能或合格率具有非常重要的意义。国内外均在努力发展各种吸除技术。我所七室电子束退火工艺试验组开展了低能电子辐照吸除技术的探索。前已报道,我们对低频大功率管和高频小功率管芯片进行低能电子辐照取得了提高管芯合格率的初步结果。最近,我们在长沙晶体管厂的协助下进行了一批新的电子辐照吸除实验,采用改进的电子辐照方法,获得了较好的结果。     

双极型晶体管低能电子辐照的研究——第二部分:分析与探讨

本文根据实验结果的分析,对双极型晶体管低能电子辐照效应的机理开展初步探讨。文中指出,低能电子辐照效应既不同于高能电子辐照效应,也不只是单纯的表面效应。作者提出,这种低能电子辐照效应的机理可能主要是电子束的加热—淬火作用或加热—退火作用以及电离作用引起晶体管体内及表面的缺陷状况发生变化,从而导致晶体管电性能的变化。     

电子束退火对无定形硅光学性质的影响

对沉积在硅单晶衬底上的溅射无定形硅薄膜进行电子束退火,由椭圆偏振光谱法测量样品的光学性质,结果表明,在适当的退火条件下,无定形硅的光学性质发生了明显的变化,由无定形态逐渐向晶态转变。     

低能电子束辐照对晶体管开关时间的影响

虽然高能(能量从0.5MeV到12MeV)电子束辐照对晶体二极管反向恢复时间的影响已有研究,但低能(能量在20KeV以下)电子束辐照对晶体管开关时间的影响却迄今末见文献报道。1983年,我们电子束退火工艺试验小组与湘潭半导体厂器件车间协作,试验了低能电子束辐照对晶体三极管开关时间的影响,并开展了热稳定性的研究。     

电子束大面积辐照硅片温度分布的计算机模拟

本文对聚焦电子束大面积辐照(包括快速多次扫描)硅片的纵向温度分布进行了计算机数值模拟。作者运用表面热导关系计算了硅片底面的传导散热。模拟中还计入了电子在硅中的能量耗散分布、硅的热导率随温度的变化以及硅片两面的辐射散热等因素。模拟结果与实验都较好地符合。本文模拟结果特别指出:辐射时间达1毫秒或更长时,如果辐照功率密废达10~3瓦/厘米~2以上,硅片纵向温度分布并不均匀,温度差远远超过10℃。这一结果尚未见国内外文献报道。作者根据模拟结果作了一些推论。     

离子注入多晶硅的电子束退火

本文介绍利用扫描电子束对离子注入掺杂磷的多晶硅进行退火、研究退火条件对多晶硅载流子激活率,迁移率和结构的影响,并与热退火进行了对比。实验结果表明电子束退火的多晶硅载流子激活率比热退火有明显提高,薄层电阻率也有所降低。     

离子注入硅的碘钨灯快速退火

本文描述作者研制的碘钨灯快速退火装置及其工艺实验。该装置具有结构非常简单、成本非常低廉以及操作十分方便等优点。使用该装置对注入硼和磷离子的硅单晶进行了灯退火实验。电学特性测量和SIMS测量结果表明:该装置退火的样品,电激活率与常规热退火相同,而注入杂质的再分布比热退火小得多。采用电子通道图技术检测样品注入层的晶格完整性。结果表明:经过该装置退火后,样品注入层由非晶恢复为单晶。文中对退火样品的薄层电阻和退火过程中杂质的扩散长度,进行了简单的计算,结果与实验基本相符。     

电子束退火对非离子注入硅晶体管电特性的影响

本文论述一项迄今未见文献报道的试验。作者将能量在20KeV以下的电子束退火试用于非离子注入的硅低频大功率晶体管和高频小功率晶体管,发现这种低能电子束辐照在某种条件下可以大幅度地降低晶体管的电流放大系数,而在另一种条件下又可以提高晶体管的电流放大系数。不但对浅结晶体管,而且对深结晶体管都有这种效应。研究了放大系数的变化与电子束辐照各工作参数的关系。实验证明:电子束流下降的速率对放大系数降低的幅度有显著的影响。电子束辐照引起电流放大系数下降的同时晶体管的击穿电压BV_(ebo)和BV_(cbo)并不降低,BV_(ceo)还有所提高。在晶体管制造工序中加入电子束辐照,降低了大功率晶体管“云雾”击穿的发生率,提高了产品的合格率。     

双极型晶体管低能电子辐照的研究——第一部分:实验

本文报道双极型晶体管的低能(5～20keV)电子辐照实验。结果指出:除了电子束功率极小的情况外,低能电子辐照引起晶体管电参数的变化并不取决于电子辐照剂量而取决于电子束功率和辐照时间。晶体管电流放大系数随电子束功率的增大或扫描次数的增加呈现波浪形变化。当电子束功率足够大、辐照时间足够长时,电子束辐照芯片背面与辐照芯片正面同样能改变晶体管芯的电流放大系数和开关时间;但当电子束功率很小时辐照芯片背面不影响晶体管的电参数。文中还报道了电子辐照晶体管的热处理和高温贮存实验结果。