Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Vsyo.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.19 Mб
Скачать

Лазерный отжиг

Под лазерным отжигом понимают структурные изменения на поверхности п/п, me и диэлектриков под действием импульсного и непрерывного излучения.

При импульсном воздействии с интенсивностью излучения 106-1012 В/см2 в поверхностном слое происходи фазовые превращения: плавление, отвердевание, аморфизация. Эти превращения ведут к восстановлению кристаллической решетки в верхних слоях кристалла. Т.е. образуются изменения в кристаллической структуре нанесенных поверхностных слоев, перераспределение легирующих примесей, реакции между поверхностными слоями с образованием сплавов, омических контактов, п/п пленок, перераспределение материала по поверхности.

В результате возникают кластеры точечных дефектов: аморфизация и дислокация (Дислока́ция — линейный дефект, или нарушение, кристаллической решётки твёрдого тела). Необходимо восстановление, т.е. можно поместит в печь (1000 0С, t=20-40 мин), будет происходить рекристаллизация.

Быстрый термический отжиг осуществляется некогерентным источником излучения, и используется также как лазерный отжиг.

В зависимости от плотности энергии импульса, его длительности, скорости сканирования, значений оптического и тепловых параметров вещества реализуются два режима нагрева(отжига):

1. Импульсный лазерный отжиг (ИЛО)

2. Непрерывный лазерный отжиг (НЛО)

При ИЛО Т отжига>Т плавления вещества, τ возд-я = 10-8 с

При НЛО Т отжига< Т плавления вещества.

Основные условия ИЛО: глубина расплавления должна быть больше глубины имплантации.

В процессе ИЛО отжигающий цикл проходит за 100 нс. Этот процесс адиабатический. Т.е. из-за скорости можно пренебречь нагревом подложки.

Цикл расплавления-рекристаллизации полностью удаляет протяжные дефекты, но оставляет высокую концентрацию точечных дефектов (10-13 - 10-15 см в объёме)

В режиме НЛО сканирование осуществляется мощным (аргоновым) лазером. Время отжига 1-10мс. При НЛО отжиг происходит за счет твердофазной эпитаксиальной кристаллизации. Ионы успевают продиффундировать на глубину 10-7 см (мала), т.е. перераспределение примесей невелико, остаются дефекты.

Один из важных факторов, определяющий скорость затвердевания – разделение фаз.

По мере роста скорости движения фронта раздела жидкости и твердой фазы, увеличивается число остаточных дефектов. При превышении скорости происходит аморфизация (у кремния Va=15м/с).

Аморфизация ведет к образованию металлических стекол.

После отжига образуется необратимая кристаллическая решетки, но могут также появляться временные кристаллические решетки (обратимые).

Обратимые решетки возникают при действии лазерных импульсов на расплавы полупроводников и жидкие металлы. Для выполнения отжига применяют рубиновые лазеры и лазеры на иттрий-аллюминиевой гранате. Продолжительность импульса от 15 до 125 мс, частота импульса 1-15 кГц.

Отжиг должен изменять положение внедренный ионов, электрически активировать примесь, устранять дефекты, формирование контактов, плавление пленок на полупроводниковой подложке.

Лазер также используют для изготовления масок. Изготавливаются маски путём фокального засвечивания фотопластин, либо удалением тонкого металлического слоя с диэлектрической подложки.

Пластина размером 8*10 дюймов образует 32000 линий перемещения лазерного пучка, каждая линия состоит из 26000 точек. Время изготовления такой маски составляет примерно 12 минут.

Недостатки: требования к чистоте и климату в помещении, где изготавливаются маски.

Лазеры используются для кристаллографического исследования кристалла на точность.

Лазером подгоняются конденсаторы. При подгонке емкости конденсатора достигается погрешность 0,5% от величины номинала.

Объединенные RC-цепи состоят из ? плёнки, толщиной в ? мкм. С обеих сторон этой плёнки напылена цинковая плёнка, толщиной в 40 нм. Цинковые пленки и рез-ы и обкладки конденсатора. Продолжительность импульсов – 70 нс. Подбирается мощность, длительность и т.д.

Лазеры используют: для подгонки частоты пропускания монолитных кварцевых фильтров. Использование лазера позволяет подогнать полосу пропускания фильтра с точностью до 1%.

Лазер используется для удаления изоляции с проводов.

Метод удаления изоляции с использованием лазера особенно выгоден при использовании многожильного кабеля.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]