Раздел: Документация

0 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 60

газовой фазе применяют для изготовления омических контактов и для легирования.

Кроме лазеров в качестве источников света применяют лампы высокого давления на парах ртути. Если облучать смесь моиосилана с водородом ртутной лампой, температура роста кристаллов понижается и кристаллизация улучшается.

Ведутся обширные исследования химического осаждения при помощи света. Оно привлекает внимание как способ выращивания тонких пленок и как технология селективной кристаллизации, которая найдет применение в низкотемпературных процессах, при выращивании кристаллов на большой площади и в микроэлектронике.

Что такое лазерный отжиг?

После некоторых процессов, например ин-жекции ионов, вблизи поверхности полупроводника возникает аморфность, вызывающая потери излучения. Для возвращения в монокристаллическое состояние осуществляют отжиг путем облучения лазером — лазерный отжиг. В противоположность отжигу в печи лазерный отжиг можно производить на открытом воздухе в течение короткого времени, а также локально, иа выбранном участке, прогревая только поверхность, не затрагивая остальных участков кристалла.

Для лазерного отжига используют импульсные лазеры, например рубиновый с модулируемой добротностью или неодимовый, а также лазеры с непрерывной генерацией, такие, как аргоновый, неодимовый и на углекислом газе. Отжигаемый материал — чаще всего кремний, но проводят эксперименты по отжигу соединений из группы A,"BV, например GaAs, AlGaAs, из группы A"BV1, например ZnTe, а также Ga р-типа и In р-типа.

Полагают, что механизм отжига следующий. Энергия света, поглощенного образцом, переходит в теплоту, благодаря которой и происходит отжиг. Предлагается и другая модель. Из-за высокой плотности электронно-дырочной плазмы, возникшей в результате поглощения света, связь между атомами слабеет

---

Излучение импульсного лазера

б»

Расплав

ЯШ.

Излучение лазера с непрерывной генерацией

Рис. 49. Отжиг импульсным лазером (а) и лазером с непрерывной генерацией (б)

и они перераспределяются. Точка зрения на действие теплоты отображена на рис. 49. При облучении импульсным лазером на поверхности появляется расплав, уходящий затем в глубь кристалла. Когда область с дефектами структуры расплавлена, начинают кристаллизацию от границы расплава с кристаллом до поверхности. Время кристаллизации очень мало, в пределах 1 мкс. При облучении лазером с непрерывной генерацией из-за малой мощности расплав не образуется. Возникает эпитаксиальная перекристаллизация на границе кристалла в области, содержащей дефекты. Этот процесс похож иа муфельный отжиг, но там нагрев и охлаждение идут в течение длительного времени, обычно нескольких десятков мииут. При отжиге лазером с непрерывной генерацией нагрев длится несколько миллисекунд, поэтому и время кристаллизации крайне мало. Из-за быстрого охлаждения диффузия практически ие влияет на распределение примесей. Это позволяет сформировать тонкий слой с высокой концентрацией присадок, что невозможно при муфельном отжиге.

Лазерный отжиг применяют для кристаллизации как аморфных, так и поликристаллических пленок кремния, осажденного на аморфные подложки. В процессе муфельного отжига вырастают кристаллические зерна небольшого размера, но если сканировать поверхность лазером, то размеры кристаллических зерен можно значительно уменьшить. Однако из-за того

---

Четвертк-млмовая ОМСПМК1.

Гауссовское распределение анергии • .•пезерирщлуче

Линейно поляризованное излучение ергонового лазера

л

;1

Двугорбое распределение энергии

лазерном луча

Направление сканирования

Поликристм-лический кремний

£10,

Полик лическеп область

Монокристаллический кремний.

жидко****

Направление

перекристапммЦМ

Моиокристаплиэоваииая область

Рис. 50. Лазерный отжиг способом расширенного луча при по» лучении структуры «кремний иа диэлектрике» Слева — схема изменения сечения лазерного луча

что мощность в лазерном луче распределена по за-кону Гаусса, рост кристаллов происходит от центра к краю пятиа расплава и монокристаллизация большой поверхности затруднена. Для решения этой проблемы изменяют форму лазерного луча и распределение мощности, уменьшая тем самым перепад температур от края к центру пятна, как показано на рис. 50.

Что такое

полупроводниковый лазер?

Полупроводниковые лазеры — это общее название всех лазеров, созданных на основе полупроводниковых материалов. Структуру, изображенную на рис. 51, можно считать типичной. Для лучшего рассеяния теплоты применяют теплоотвод. Размерь! лазерной структуры незначительны: толщина пример* но 150, длина 300, ширина 100—200 мкм. Состав ее снизу вверх: слой GaAs р-типа толщиной около 2 мкм слой AUGai-xAs р-типа (дс около 0,3) в несколько

0 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 60