SU1001232A1 - Устройство дл импульсного отжига полупроводниковых структур - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано дл  импульсного отжига полупроводниковых структур, например кремни , арсен1 да галли , и др., с целью устранени  радиационных нарушений и активации примесей после ионного легировани , рекристаллизации напыленных на монокристалл ги орфных пленок и т.д.

Известно устройство дл  импульсного отжига полупроводниковых структур , содержащее источник некогерентного излучени  из газового разр да, систему фокусировки и опору дл  размещени  полупроводниковых структур . Устройство выполнено в виде камеры с газовым наполнением, в которой расположены два электрода. Энерги  излучени  от электрического разр да, возникающего между электродами, воздействует на полупроводниковую структуру и отжигаетее Cl3Известное устройство позвол ет ресшизовать отжиг полупроводниковых структур в миллисекундном интервале длительности импульсов излучени , однако больша  сила ударного воздейстВИЯ излучени  приводит к их значительному разрушению при отжиге. Устранение данного  влени  путем подбора давлени  газа, интенсивности разр да, рассто ни  источника излучени  до полупроводниковой структуры практически неосуществимо.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  импульсного отжига полупроводниковых структур, содержа10 щее источник некогерентного излучени  с системой фокусировки и опору дл  размещени  полупроводниковых структур. В этом устройстве в качестве источника некогерентного излу15 чени  используетс  газоразр дна  лампа-вспышка 2 .

Однако при значительном рассто нии между газоразр дной лампой и полупроводниковой структурой импуль20 сный отжиг последней без ее разрушени  возможен лишь при подаче серии импульсов и использовании форсированного режима работы газоразр дной лампы , что практически неосуществимо

25 из-за ее быстрого выхода из стро  1вследствие разрушени ; При незначительных , рассто ни х между газоразр дной лампой и полупроводниковой структурой последн   подвергаетс  разру30 шению от воздействи  ударной волны. возникающей при импульсном включени мощной газоразр дной лампы-вспышки. Цель изобретени  - повышение выхо годных полупроводниковых структур путем уменьшени  их разрушени  при отжиге. . Поставленна  цеЛь достигаетс  тем, что в устройстве дл  импульсног Ьтжига полупроводниковых структур, содержащем источник нёкогерентного излучени  с системой фокусиро вки и опору дл  размещени  полупроводнико вых структур, опора выполнена в вид сетки и установлена с возможностью перемещени  относительно источника некогерентного излучени , содержаще го дв.е линейные галогенные лампы накаливани , расположенные по разные стороны опоры на рассто нии 10-100d где с) - толщина подложки в мм. Выполнение опоры в виде сетки од нов.ременно с использованием линейных галогенных ламп накаливани , работаю щих в непрерывном режиме, позвол ет ограничить потери тепла на опору и применить двусторонний нагрев полупроводниковой структуры. Это обеспе чивает симметрию тепловых нагрузок и уменьшает веро тность разрушени  полупроводниковых структур. Перемещение опоры с полупроводни ковой структурбй относительно источ ника некогерентного излучени  в направлении , перпендикул рном оси лам пы, позвол ет заменить лампы, работа ющие в импульсном режиме, на ламгал, работающие в непрерывном режиме, и тем самым полностью избавитьс  от воздействи  ударных волн, вызванных импульсным режимом включени , сохранив при этом импульсный режим отжига в миллисекундном диапазоне длительности. , . На чертеже изображено устройство Устройство содержит замкнутую ка меру 1, в которой выполнены щели 2 и 3 соответственно дл  загрузки и выгрузки полупроводниковой структуры 4, расположенной наопоре (, сет,ке 5. Внутри замкнутой камеры по обе стороны от опоры расположены линейные галогенные лампы б накаливани так , что их продольна  ось перпенди кул рна направлению движени  опоры, перемещаэмой с помощью привода 7. Заи 1кнута  камера имеет изогнутую форму и служит одновременно дл  фокусировки , излучени  на поверхность полупроводниковой структуры. . Линейные галогенные лампы накаливани  расположены от опоры на рас сто нии. 10-100 ;3, где сЗ - толщина подложки полупроводниковой структуры . Указанное соотношение определ етс  как размерами используемых под ложек (в производстве преимуществен но используютс  подложки толщиной 0,05-1,0 мм), так и типом линейных алогенных ламп накаливани  - только лампы с диаметром колбы около 10 мм, имеющие прот женное тело-изучатель Л накаленную спираль с  ркостной температурой около ) обеспечивают энергию излучени , необходимую дл  отжига полупроводниковых структур. При толщинах полупроводниковых структур 0,5-1,0 мм соотношение 10-100 соответствует рассто нию до алогенной лампы 0,5-100 мм. При ольших рассто ни х практически невозможно обеспечить нагрев даже тонких подложек.до нужных температур I,например 1300-1400 С дл  кремни j за требуемые интервалы времени (например 5-10 мс). Меньшие рассто ни  привод т к разбросу параметров отжигаемых полупроводниковых структур из-за неравномерного облучени  их на большой поверхности ( провисание нити накала, колебани  полупроводниковой структуры при перемещении опоры .д.. Устройство работает следующим образом. Полупроводниковую структуру 4 укладывают в зоне загрузки на опору 5, включают линейные галогенные лампы 6 накаливани  и одновременно с ними привод 7, который перемещает полупроводниковую -структуру через щель 2 в -замкнутую камеру 1, а затем через щель 3 на позицию выгруэКи. В процессе перемещени  происходит последовательное облучение полупроводниковой структуры с экспозицией каждого участка в течение 5-10 мс. Использование линейных галогенных ламп, работающих в режиме непрерывного излучени , позвол ет полностью устранить наличие ударных волн и не приводит, таким образом, к разрушению полупроводниковых структур при их отжиге,. Предлагаемое устройство испытывают дл  импульсного отжига кремниевых ионно-имплантированных бором структур. Замкнута  камера устройства выполнена в виде двух полированных изнутри алюминиевых полуцилиндров радиусом 20 мм, в качестве источников некогерентного излучени  использовали линейные галогенные лампы КГ-220-1000-3 (4. Опора, выполненна  в -виде сетки из материала с молой теплопроводностью , перемещаетс  со скоростью 2 мм/с. Отжиму подвергсши кремниевые структуры с различной толщиной подложки:О,05, 0,2 и 1,0 мм, при этом рассто ние между опорой и галогенными- лампами выбирают в пределах О,5-100мм согласно соотношению IQ100 cJ , где 3 - толщина .подложки в мм. Полученные результаты по активации примеси и рекристаллизации наружного

сло  покаэыв.ают практически 100%-ный выход годных структур.

Помимо повышени  выхода годных полупроводниковых структур при отжиге предлагаемое устройство обеспечивает также высокую производительность обработки благодар  непрерывному процессу загрузки-выгрузки. Кроме , оно занимает значительно меньшую площадь по сравнению с известными лазерными, электронно-лучевыми и fазоразр дными устройствами дл отжига.

Claims (2)

1.. Phvs Lett,1978, 33/11 1 dec.,p. 955.

2.. Phys. Lett,1978, 33/8 15 okt., p. 751 (прототип.