Wir haben kürzlich über Ionenimplantationen gesprochen, zum Beispiel:

Warum eine Ionenimplantation?

Warum muss man von einem bestimmten Winkel abweichen, wenn man Ionen injiziert?

Die Anwendung dieser Technologie führt jedoch zwangsläufig zu Schäden an der Kristallstruktur von Siliziumwafern.Dieser Schaden entsteht durch Kollisionen auf atomarer Ebene, die durch hochenergetische Ionen ausgelöst werden, die das Siliziumgitter durchdringen.Wenn hochenergetische Ionen Siliziummaterialien bombardieren, stört ihre enorme kinetische Energie die ursprüngliche Atomaufteilung, was zu Verzerrungen des Gitters, zur Bildung von Vakanzen,und die Anhäufung interstitialer Atome.

Vorher und danach

Diese Mikrofehler bilden nicht nur das Kompositzentrum, um die Trägermobilität zu reduzieren, sondern können auch die lokale Bandstruktur verzerren,die die elektrische Leistung der Vorrichtung ernsthaft beeinträchtigen.

Um die negativen Auswirkungen der Ionenimplantation zu beseitigen, ist die thermische Glühung ein wichtiger Schritt bei der Reparatur von Gitterschäden.Durch das Platzieren von Siliziumwafern mit implantierten Verunreinigungen in eine spezifische Temperaturumgebung zur Wärmebehandlung, können Gitteratome neu angeordnet und zu einer geordneten Struktur wiederhergestellt werden.

In diesem Prozess wandern die Unreinheitatom aus der Anfangsspaltposition zum Gitterersatzort,so dass die Integrität des Gitters wiederhergestellt und die elektrische Aktivierung von Verunreinigungen realisiert wird.

Vorher und danach

Das konventionelle thermische Glühen erfolgt üblicherweise im Temperaturbereich von 600 bis 1000°C. Die hohe Temperaturumgebung liefert ausreichend Energie für die Atomdiffusion,Die Verarbeitung mit einer langen Wärmezeit kann jedoch zu einer übermäßigen Diffusion der Verunreinigungen führen und das vordefinierte Dopingverteilungsprofil verändern..

Dieser Nachteil ist besonders im Fein-Nanoskala-Verfahren hervorzuheben.bei denen die thermische Diffusion von Verunreinigungen leicht die Konstruktionsgrößengrenze durchbrechen und eine Abweichung der Transistorleistung verursachen kann.

Um die Einschränkungen des traditionellen Glühprozesses zu durchbrechen, ist die Technologie des schnellen Glühens (RTA) entstanden.Diese Technologie verwendet eine hohe Energiedichte Wärmequelle, um eine schnelle Erwärmung und kurze Behandlungszeit zu erreichen, einschließlich der Pulslaserbrennung, der Elektronenstrahlbrennung und der Blitzbrennung mit Xenonlampe.