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離子注入后退火對晶體結(jié)構(gòu)影響

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-05-08 07:59

Silicon wafer 被注入高速、高能量的雜質(zhì)時(shí),硅晶體結(jié)構(gòu)將會(huì)遭受破壞,形成非晶質(zhì)化。非晶質(zhì)化會(huì)降低電子和空穴的移動(dòng)度,導(dǎo)致器件性能下降。此外,注入的雜質(zhì)原子會(huì)跑到晶格的間隙里,無法正常發(fā)揮作用去改變硅的導(dǎo)電性(無法成為摻雜劑)。

 

為了修復(fù)這種損壞,我們可以通過加熱 wafer 來提高硅的結(jié)晶性,這個(gè)過程就叫做“熱處理(退火)工程”。特別是針對離子注入后的修復(fù),專門有個(gè)名字叫“恢復(fù)熱處理”。

 

 

退火過程可以修復(fù)晶格缺陷、激活摻雜劑、改變薄膜特性,并形成金屬硅化物。具體來說,退火的原理包括:

 

晶格缺陷修復(fù):通過加熱使原子重新排列,消除晶格中的缺陷,提高材料的結(jié)晶質(zhì)量。 

雜質(zhì)擴(kuò)散:在高溫下,摻雜劑能夠更好地?cái)U(kuò)散到半導(dǎo)體材料中,增強(qiáng)其電導(dǎo)性。 

 

應(yīng)力消除:退火可以消除、減小材料內(nèi)部的應(yīng)力,提高器件的穩(wěn)定性和可靠性。 

 

常見的退火方式包括熱退火、光退火和激光退火等。 后面有時(shí)間介紹不同退火方式的區(qū)別。

 

Reference:

1.Semiconductor Devices: Physics and Technology.

2.Introduction to SemiconductorManufacturing Technology.

 

 

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來源:十二芯座

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