硅材料的热退火特性
发布时间:2017/5/16 21:21:22 访问次数:1134
把欲退火的晶片,在真空或是在氮、氩等高纯气体的保护下,加热到某一温度进行热处理,由于晶M65847AFP片处于较高温度,原子的振动能增大,因而移动能力加强。可使复杂的埙伤分解为点缺陷或者其他形式的简单缺陷。例如,分解为空位、间隙原子等。这些结构简单的缺陷在热处理温度下能以较高的迁移速率移动,当它们互相靠近时就可能复合而使缺陷消失c对于非晶区域来说,损伤恢复苜先发生在损伤区与结晶区的交界面,即由单晶区向非晶区通过固相外延再生长而使整个非晶区得到恢复。
离子的质量、注入时的能量、注入剂量、剂量率、注人时靶温和样片的晶向等条件的不同,所产生的损伤程度、损伤区域大小都会有很大的差别。所以退火的温度和时间、退火方式等都要根据实际情况而定。另外,还要根据对电学参数恢复程度的要求选定退火条件,退火温度的选择还要考虑到欲退火晶片所允许的处理温度。
低剂量所造成的损伤,一般在较低温度下退火就可以消除。例如。注人硅中的Sbˉ,当剂量较低时(101a lo¨/cm2),在300℃左右的温度下退火,缺陷基本上可以消除。当剂量增加形成非晶区时,在400℃的温度下退火,部分无序群才开始分解,但掺杂剂激活率只有2O%~30%。非晶区的重新结晶要在550~600℃的温度范围内才能实现。在此温度范围内,很多杂质原子也随着结晶区的形成雨进人晶格位置,处于电激活状态。在重新结晶的过程中伴随着位错环的产生,在低于800℃的温度范围内,位错环的产生是随温度的升高而增加的,另外在新结晶区与原晶体区的交界面可能发生失配现象。载流子激活所需要的温度比寿命和迁移率恢复所需要的温度低,这是因为硅原子进人晶格的速度比杂质原子慢。硅晶体中杂质的激活能一般为3.5eV,而硅本身扩散激活能一般为5.5eV,出就
是说当杂质原子已经进入晶格位置时,还可能存在一定数量的间隙硅,它们的存在将影响载流子的寿命和迁移率。
退火温度的选择还要考虑到其他囚素。例如,在CM(B制程中,用离子注人代替p阱扩散中的预淀积,退火温度的选择要考虑到杂质的再分布,一般为1100~1200℃。在这样高的温度下退火,一方面可以消除损伤,另外可同时得到低表面浓度、均匀的p阱区和需要的结深。
把欲退火的晶片,在真空或是在氮、氩等高纯气体的保护下,加热到某一温度进行热处理,由于晶M65847AFP片处于较高温度,原子的振动能增大,因而移动能力加强。可使复杂的埙伤分解为点缺陷或者其他形式的简单缺陷。例如,分解为空位、间隙原子等。这些结构简单的缺陷在热处理温度下能以较高的迁移速率移动,当它们互相靠近时就可能复合而使缺陷消失c对于非晶区域来说,损伤恢复苜先发生在损伤区与结晶区的交界面,即由单晶区向非晶区通过固相外延再生长而使整个非晶区得到恢复。
离子的质量、注入时的能量、注入剂量、剂量率、注人时靶温和样片的晶向等条件的不同,所产生的损伤程度、损伤区域大小都会有很大的差别。所以退火的温度和时间、退火方式等都要根据实际情况而定。另外,还要根据对电学参数恢复程度的要求选定退火条件,退火温度的选择还要考虑到欲退火晶片所允许的处理温度。
低剂量所造成的损伤,一般在较低温度下退火就可以消除。例如。注人硅中的Sbˉ,当剂量较低时(101a lo¨/cm2),在300℃左右的温度下退火,缺陷基本上可以消除。当剂量增加形成非晶区时,在400℃的温度下退火,部分无序群才开始分解,但掺杂剂激活率只有2O%~30%。非晶区的重新结晶要在550~600℃的温度范围内才能实现。在此温度范围内,很多杂质原子也随着结晶区的形成雨进人晶格位置,处于电激活状态。在重新结晶的过程中伴随着位错环的产生,在低于800℃的温度范围内,位错环的产生是随温度的升高而增加的,另外在新结晶区与原晶体区的交界面可能发生失配现象。载流子激活所需要的温度比寿命和迁移率恢复所需要的温度低,这是因为硅原子进人晶格的速度比杂质原子慢。硅晶体中杂质的激活能一般为3.5eV,而硅本身扩散激活能一般为5.5eV,出就
是说当杂质原子已经进入晶格位置时,还可能存在一定数量的间隙硅,它们的存在将影响载流子的寿命和迁移率。
退火温度的选择还要考虑到其他囚素。例如,在CM(B制程中,用离子注人代替p阱扩散中的预淀积,退火温度的选择要考虑到杂质的再分布,一般为1100~1200℃。在这样高的温度下退火,一方面可以消除损伤,另外可同时得到低表面浓度、均匀的p阱区和需要的结深。
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