Способ отжига дефектов в имплантированных слоях полупроводников

Способ отжига дефектов в имплантированных слоях полупроводников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОТЖИГА ДЕФЕКТОВ В ИМПЛАНТИРОВАННЫХ СЛОЯХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ с помощью светового импульса *1ощностью 10Т-10* Вт/см' и длительностью импульса 3 мс'- "10 не, о т - личающИйся тем, что, с целью исключения эрозии планарной поверхности пластины, возможности проведения отжига в многослойных структурах и упрощения технологии, световой импульс направляют на поверхность полупроводника, противоположную планарной.2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что, с целью локализации выделения энергии. Длину волны света выбирают равной или бсотьшей (не более чем в 3 раза) длины волны, соответствующей краю основного поглощения полупроводника.гkn•ч-*^^?^1|оо со

СОЮЗ СОВЕТОНИХ

00UNIM

РЕСПУБЛИК (! 9) (1 l) (5ца Н 01 L 21/324

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 2464769/18-25 (22) 21.03.77 (46) 23.09.85. Бюп. Р 35 (72) А.Х.Антоненко, А.В.Двуреченский и Л.С.Смирнов (71) Институт физики полупроводников Сибирского отделения АН СССР (53) 621.382.002 (088.8) (56) 1.Качурин Г.А. и др.Отжиг ра" диальных дефектов импульсным лазерным облучением. ФТП, 1975, Р 9, с. 1428.

2.Антоненко А.Х. и др. Распределение. внедренной в кремнии примеси после лазерного отжига, ФТП 1975, К 10, с. 139. Ф (54) (57) 1. СПОСОБ ОТЖИГА ДЕФЕКТОВ

В ИИПЛАНТИРОВАННЫХ СЛОЯХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ с помощью светового импульса мощностью 10 -10 Вт/см и длительностью импульса 3 мс - 10 нс, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения эрозии планарной .поверхности пластины, воэможности проведения отжига в многослойных структурах и упрощения технологии, световой импульс направляют на по- . верхность полупроводника, противоположную планарной.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью локализации выделения энергии, длину волны света выбирают равной или большей PQ (не более чем в 3 раза) длины волны, соответствующей краю основного поглощения полупроводника.

С::

439

1 623

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен способ отжига дефектов в имплантированных слоях полупроводника, заключающийся в том, что импульс лазерного излучения достаточной мощности направляют на облученную (имплантированную) ионами поверхность материала (1 1. 10

Недостатки способа следующие::

: узость диапазона энергий для отжига дефектов; неоднородность отжига легированных слоев вследствие неоднород". ности лазерного пучка по сечению; 15 невозможность отжига многослойных структур.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ отжига дефектов в имплантирован- 20 ных слоях полупроводника с помощью светового импульса мощностью 10 -10 Вт/см и длительностью импульса

3 мс — 10 нс, направляемого иа облу енную (имплантированную) ионами по- 25 верхность материала (23.

К недостаткам этого способа следует отнести:

1. Узость диапазона энергий, которые можно испольэовать для отжига дефектов без эрозии поверхности.

Так, если пороговая мощность излучения для рекрнсталлизации облученного слоя,и активации внедренной примеси при освещении кремния импуль-З5 .сом света длительностью 10 нс составляет 2 ° 10,7 Вт/см, то увеличение мощ" ности в 2 раза приводит к значительной эрозии поверхности. При уменьшении мощности ниже пороговой отжиг 40 дефектов и активация внедренной при" меси незначительны. Поддержание мощности лазерного импульса постоянной— сложная задача.

2. Неоднородность отжига слоев вследствие неоднородности по сечению пучка лазерного излучения.

3: Невозможность полного устранения дефектов в области р-п-перехода, так как обратный ток формируемого р-и-перехода при таком способе отжига достаточно велик, а пробивное напряжение невелико, поскольку наибольшая часть энергии выделяется на поверхности.

S5

4. Невозможность проведения отжига ионно-внедренных областей после нанесения на поверхность слоев металла и некоторых диэлектриков (многослойные структуры).

Целью изобретения является исключение эрозии планарной поверхности пластины, возможность проведения отжига в многослойных структурах и упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, что световой импульс направляют на поверхность полупроводника, противоположную планарной.

С целью локализации выделения энергии длину волны света выбирают равной или большей (не более чем в 3 раза) длины волны, соответствующей краю основного поглощения полупроводника.

Способ заключается в том, что мощным световым импульсом воздействуют на обрабатываемую поверхность с непланарной стороны. В этом случае можно использовать более широкий диапазон энергий (даже энергию, превышающую пороговую) — эрозия происходит лишь на непланарной стороне пластины, а планарная поверхность остается зеркально-гладкой.

В необходимых случаях с целью увеличения локального выделения энергии длина волны света выбирается такой, чтобы основное поглощение происходило только в имплантированном слое (например, для кремния йа длине волны il- =1,06 мкм, соответствующей краю основного поглощения, коэффициент поглощения равен

10 см " вне облученного ионами слоя и 10f см - внутри бомбардированной области).

Пример 1. Пластина монокристаллического кремния р-типа. р =

10 Ом см, облученная ионами фосфора энергией 100 к э В, дозой 80 мкМ/см подвергалась воздействию излучения лазера ГОС-1001 с необлученной ионами стороны., Длина волны излучения

1,06 мкм, длительность импульса — 1 мс, энергия 50 Дж/см Толщина пластины d= 250 мкм.

В результате воздействия лазерного излучения произошла рекристаллизация аморфного слоя и электрическая активация фосфора. При этом планарная поверхность осталась зеркальногладкой, а непланарная (на которую падал луч лазера) стала матовой. Величина пробивного напряжения It лд сформировавшегося р-и"перехода оказа