Tehnologii si sisteme de fabricatie specifice electromicii si electronicii

Tehnologii si sisteme de fabricatie specifice electromicii si electronicii

1 Tratamente de activare si refacere a retelei

Scopul tratamentului termic de activare si refacere este de a localiza atomii de impuritate implantati in pozitii substitutionale si a restabili ordinea in cristal intr-o masura cat mai mare fara a conduce la redistribuirea impuritatilor in difuzie. Atat tratamentele de activare cat si cele cu alte destinatii (oxidari, difuzii, s.a.) se fac la temperaturi de peste 600C timp de 15 - 30 min, in functie de starea si posibilitatea structurilor de a tolera procesul de incalzire in momentul respectiv al fluxului tehnologic (etapei de procesare). Temperatura procesului de activare fiind dependenta de doza de impuritate implantata si de orientarea cristalografica a substratului dopat.

Restabilirea ordinii in cristatul implantat incepe in jurul temperaturii de 400C, la care activarea impuritatilor este realizata in proportie de aprox. 20 - 30 %, crescand pana la 50 - 90 % pentru temperaturi de 550 - 600C, insa reteaua ramane in continuare nerefacuta, timpul de viata si mobilitatea purtatorilor fiind inca degradate. Pentru doze mari de impuritati, acesti acesti parametrii nu ajung la valorile normale dacat dupa tratamente la temperaturi de peste 950C. procesul de activare si refacere este mai usor in cazul ionilor usori (bor), decat in cazul ionilor grei (fosfor, arsen).

Atat in timpul tratamentului de activare cat si a altor procese termice ulterioare, impuritatile implantate se redeistribuie inevitabil prin difuziune, asa cum se poate vedea in figura alaturata.

Spre deosebire de procesul de impurificare prin depunere, difuzia impuritatilor implantate este un proces complex, datorita defectelor produse de implantare, in special la doze mari. De obicei, difuzia atomilor implantati este mai rapida decat a celor introdusi prin depunere, coeficientul efectiv de difuziune putand creste de cateva ori.

In unele situatii din necesitati tehnologice sau pentru un control exact al parametrilor electrici al unor tipuri de tranzistoare se executa implantari multiple. De exemplu sunt cazuri cand inaintea procesului de dopare cu ionii impusi se procedeaza la o dopare cu enegie mare cu ioni ierti (Ar, Ne, Si, Sn), pentru amortzarea tintei-substantei ce urmeaza a fi dopata. Acest procedeu permite controlul profilului impuritatilor pe mai multe decade si activarea acestora la temperaturi joase ~ 60OC, sau obtinerea dupa redistribuire a unui profil adanc foarte plat prin superpozitia unor profile implantate succesiv cu doze si energii diferite.

O tehnica de activare deosebit de eficienta utilizata in special in tehnologia circuitelor MOS integrate pe scara mare este tratamentul rapid cu fascicule laser emise in impulsuri. Datorita incalzirii locale si pe durate foarte reduse, profilele implantate pot fi activate fara o redistribuire apreciabilia (lungimea de difuziune este de cativa A) putand fi realizata si activarea sau difuzia sclectiva a impuritalilor, numai pe anumite zone [2, 5].