对较轻离子和较重离子(女口P+)的注人层退火有着不同的等时退火特性(不同退火温度下采用相同退火时间进行退火行为的比较)。 M74HC125RM13TR如图625所示为硼的等时退火特性,它表示硼离子以150keV的能量和=种不同剂量注人硅中的退火温度与电激活比例(自由载流子数夕和注入剂量Cs 的比)的关系曲线。

   由图⒍25可见,对低剂量(α=8×1卩0ns/c彳)情况表现为电激活比例随温度上升而单调增大;对于两种较高剂量(α=2.5×1α1iolls/(W和α=2×1σ5io11s加∥)注人情况,从退火特性与温度变化关系可分为三个温度区:I区(500℃以下)、Ⅱ区(5o0~600℃)、Ⅲ区(600℃以上)。其中9I、Ⅲ区均表现为电激活比例随着退火温度升高而

增加;Ⅱ区则表现出反常退火特性,出现逆退火现象――随着温度升高电激活比例反而下降。

   I区以点缺陷无序为特征,无规则分布的点缺陷(如间隙原子、空位等)控制着自由载流子浓度。随着退火温度上升,移动能力增强,因此间隙硼和硅原子与空位的复合概率增加,使点缺陷消失,替位硼的浓度上升,电激活比例增大,提高了自由载流子浓度。由TEM证明在较低温度区域内没有扩展态缺陷(位错)。退火温度从室温升到接近500℃,如双空位这样的点缺陷消除。升高到约500℃,硼的替代位浓度也减少,但减少仅一半;而自由载流子浓度有数量级的增加,反映出陷阱缺陷的除去。由TEM证明在区域I内随替代位硼原子减少,同时产生了位错结构,位错形成在500℃以上。