Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

46
3.6. Процессы в кремниевых структурах,
стимулированные лазерным излучением
Лазерный отжиг
Имплантация примесных ионов в подложку сопровождается взаимодей-
ствием их с атомами подложки, в результате чего последние выбиваются из
своих узлов, образуя вакансии. Выбитые атомы подложки, в
свою очередь, мо-
гут выбивать другие атомы кристаллической решетки, что приводит к образо-
ванию кластеров дефектов вдоль траектории движения ионов. Описанный про-
цесс далек от теплового равновесия, поэтому лишь немногие имплантирован-
ные ионы занимают после имплантации места в узлах решетки, становясь при-
месями замещения. Большая часть ионов находится в
междоузлиях, где выпол-
нить свою функцию доноров или акцепторов они не в
состоянии. В результате
концентрация свободных носителей в
имплантированных областях подложки
будет существенно ниже концентрации имплантированной примеси, то есть
лишь незначительная доля имплантированных атомов дает вклад в общее коли-
чество свободных носителей заряда.
Для восстановления кристаллической структуры и для перевода имплан-
тированных атомов из междоузлий в узлы кристаллической решетки необходим
отжиг. При обычном отжиге кремниевые пластины выдерживаются при до-
вольно большой температуре. Температура отжига и его продолжительность
зависят от степени дефектности подложки. Такой термический отжиг не всегда
способен восстановить исходную кристаллическую структуру и часто приводит
к нежелательным последствиям с точки зрения структуры и химической чисто-
ты кремниевой пластины. Более того, после термической обработки вблизи по-
верхности пластины часто повышается концентрация электрически нейтраль-
ных примесных атомов, которые снижают время жизни носителей заряда в по-
лупроводнике.
Высококачественный отжиг приповерхностных дефектов может быть вы-
полнен путем обработки поверхности пластины лазерным излучением. При
достаточно высокой мощности лазерного излучения происходит расплавление
тонкого приповерхностного слоя пластины. При снижении температуры рас-
плавленные области кристаллизуются, при этом расположенная ниже безде-
фектная область монокристаллической пластины выполняет роль затравки.
Обычно используют импульсный режим работы лазера, причем обработку пла-
стины осуществляют путем сканирования лазерного луча по
поверхности. Ско-
рость сканирования зависит от размера пятна и частоты импульсов. Ее подби-
рают такой, чтобы соседние облученные области перекрывались.
Достоинств у такого способа отжига несколько. Во-первых, вследствие
малой продолжительности лазерного отжига исключается необходимость про-
водить отжиг в вакууме или специальной инертной среде с тем, чтобы предот-
вратить окисление поверхности или загрязнение ее неконтролируемой приме-
сью. Во-вторых, обработка лазерным лучом осуществляется не всей поверхно-

Страницы