基于光載流子輻射的離子注入半導(dǎo)體電輸運參數(shù)深度輪廓重建技術(shù).pdf

1、半導(dǎo)體工業(yè)中,離子注入技術(shù)作為一種新型的摻雜技術(shù),克服了傳統(tǒng)熱擴散摻雜技術(shù)的缺點,具有高精度的劑量均勻性、加工溫度低,重復(fù)性好等優(yōu)點,已在大規(guī)模集成電路制造中得到了廣泛的應(yīng)用。為了控制和提高離子注入后半導(dǎo)體的質(zhì)量,需要對注入離子劑量、離子能量、注入深度等工藝參數(shù)與半導(dǎo)體的電子輸運參數(shù)(如載流子壽命和電擴散系數(shù))的關(guān)系進行檢測和監(jiān)控。傳統(tǒng)測量電子輸運參數(shù)的方法主要有開路電壓衰減法(OCVD),二次離子質(zhì)譜分析法(SIMS)等,但這些方法存

2、在測量時間長,接觸式和非實時性。近年來,人們提出了一種具有無損,快速,靈敏度高等優(yōu)點的光生載流子輻射測量技術(shù)(PCR)。該方法根據(jù)離子注入半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特性采用“等效均勻?qū)印崩碚摐y量了離子注入半導(dǎo)體的“等效”電子輸運參數(shù),但還不能對離子注入半導(dǎo)體深度方向的不均勻電子輸運參數(shù)進行有效的分析。
　　本文基于光生載流子輻射測量技術(shù),針對離子注入半導(dǎo)體中沿深度方向的不均勻性,提出了一種離子注入半導(dǎo)體電子輸運參數(shù)的深度輪廓重建技術(shù),從理論和實

3、驗上進行了系統(tǒng)研究。在理論上,本文建立了一個適用于具有深度方向非均勻電子輸運性質(zhì)的光生載流子輻射測量的多層理論模型。將離子注入半導(dǎo)體中的不均勻部分等分為多層,使得本來連續(xù)變化的電輸運參數(shù)在每一子層均可以看作是均勻不變的,通過理論推導(dǎo)得到了層與層之間的遞推關(guān)系,最終光生載流子輻射(PCR)信號可表示為每一層PCR信號的疊加。通過數(shù)值模擬研究了模型的適用條件以及離子注入半導(dǎo)體中各個參數(shù)對PCR信號的影響。在實驗中,對在不同劑量,不同能量狀態(tài)