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2.半导体退火的作用
2.1改善半导体的电学性能 退火过程中,材料中的缺陷得到修理,杂质原子和材料内的杙错得到排列,位于能带中动力学的载流子少,能级也就相对于更加密集。因而在退火之后,半导体材料中的电子、空穴浓度增加,载流子的迁移率增大,导电性能得到显著提高。 半导体退火工艺在半导体器件制造中有着广泛的应用。例如,在CMOS 工艺中,退火可以改善晶体管的电学性能和可靠性:在太阳能电池制造中,退火可以提高太阳能电池的转换效率:在 LED 制造中,退火可以改善 LED 的发光效率和稳定性等。 1、热退火:通过提高温度,在一定时间内加热材料,然后缓慢冷却。热退火是较为常用的半导体退火方式,一般需要在惰性气氛下加热,常用的惰性气体有氮气、氢气、氩气等。 2、快速热退火:快速热退火是一种突发性热退火工艺,一般使用激光或其他能量源在材料表面快速加热,然后在空气中急速冷却。快速热退火可以特别好的恢复晶体缺陷,并且可以有效调控材料的电学性能。 激光退火技术是利用脉冲激光能量控制精准、瞬时脉冲能量高的特性,经激光系统整形后,辐射晶圆背侧金属Ni与SiC间发生合金化反应,并依次生成Ni/Si化合物层、碳聚集位层以及碳空位层。其中碳空位层起到施主作用,以降低金属Ni与SiC衬底间的势垒差,使两者间由肖特基接触转化成良好的欧姆接触。 激光退火技术局域化和深度可控的优秀特性,适用于SiC减薄晶圆的退火处理,有效地克服传统高温热退火工艺的痛点。同时,其微/纳秒量级的退火升温速度,极高地保证了SiC晶圆金属-半导体界面C,Si,Ni三种元素的均匀分布,获得比传统高温热退火工艺更加稳定、均匀的欧姆接触。 |
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