2024年3月22日发(作者：风流婉)
半导体器件激光退火应用
相关产业CorrelativeIndustries
1欧姆接触激光退火
拳罴俺器傩瀑糜羼
张魁武
欧姆接触是半导体器件的重要组成,退火是制
备欧姆接触的关键工序.起着决定接点性能的作用.
激光退火与普通退火相比有其优越性:一是加热时
间短.能获得超高浓度的掺杂层;二是加热限于局
部表面浅层,不会影响周围元件的物理性能;三是
能得到半球形相当深的(约500nm),满足工作需要
的接触区
1.1W/In/Ge-GaAs接触退火
外层的钨(厚约100nm)对波长1060nm激光辐射
的光谱吸收因数较高,第二层铟(厚约40nm)在接
触区形成三元窄禁带化合物半导体.第三层锗作为
掺杂剂(厚约40nm).
用金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长
法制备一组半导体构件,在n型GaAs基体上制成不同
厚度的未掺杂纯GaAs层,见表1.为了进行比较.取
一
块没有外延层的GaAs片(编号57).激光退火用Q
开关Nd:YAG激光器(入=1064nm,T=350ns,f_-
500Hz),氩气防护,工作台运动速度0.4mm/s.在能
量密度EL=0.09—0.15J/cm时,得到的比接触电阻尺见
表1【lJn
表1欧姆接触结构和最佳接触电阻
外延层厚度EL编号欧姆接触结构
R,/,0?cm
/nIn/(J/cm2)
57GaAs:Te00.096.72×10—
78BGaAs:Te/GaAs未掺杂2700.09858×10—
156AGaAs:Te/GaAs未掺杂4650096.14×10—
157AGaAs:Te/GaAs未掺杂8300151.09×10一
159AGaAs:Te/GaAs未掺杂16500.121.15×10—
47AGaAs:Te/GaAs未掺杂20000.091.73×10一
比接触电阻尺的测量使用改进的四点法.图1是
激光能量密度对比接触电阻尺的影响.编号57,
78B,156A在E~---0.09J/cm时,尺c具有最小值,在(6
9)xl0Q?cm范围内.编号157A最dxRc出现在EL=
O.15J/cm时,159A和47A未出现最小值,它们的Rc=
(15)xl0?cm.由表1可知,外延层厚度小于
830nm,比接触电阻较低.编号159A和47A的外延层
较厚,比接触电阻值较高.将159A和47A经AB腐蚀
剂(1OmlH20,40mgAgNO3,5gCrO3,8mlHF)
腐蚀5s,进行电子显微镜和电子探针分析.经分析得
到,表层为含W,In,Ge的合金化区,第二层不含
W.第三层只有Ga和As
10..
10I.
a10.'
呈10-
巡
10
00.020.040.060.080.100.120.14
能密度/(J/cm2)
2024年3月22日发(作者：风流婉)
半导体器件激光退火应用
相关产业CorrelativeIndustries
1欧姆接触激光退火
拳罴俺器傩瀑糜羼
张魁武
欧姆接触是半导体器件的重要组成,退火是制
备欧姆接触的关键工序.起着决定接点性能的作用.
激光退火与普通退火相比有其优越性:一是加热时
间短.能获得超高浓度的掺杂层;二是加热限于局
部表面浅层,不会影响周围元件的物理性能;三是
能得到半球形相当深的(约500nm),满足工作需要
的接触区
1.1W/In/Ge-GaAs接触退火
外层的钨(厚约100nm)对波长1060nm激光辐射
的光谱吸收因数较高,第二层铟(厚约40nm)在接
触区形成三元窄禁带化合物半导体.第三层锗作为
掺杂剂(厚约40nm).
用金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长
法制备一组半导体构件,在n型GaAs基体上制成不同
厚度的未掺杂纯GaAs层,见表1.为了进行比较.取
一
块没有外延层的GaAs片(编号57).激光退火用Q
开关Nd:YAG激光器(入=1064nm,T=350ns,f_-
500Hz),氩气防护,工作台运动速度0.4mm/s.在能
量密度EL=0.09—0.15J/cm时,得到的比接触电阻尺见
表1【lJn
表1欧姆接触结构和最佳接触电阻
外延层厚度EL编号欧姆接触结构
R,/,0?cm
/nIn/(J/cm2)
57GaAs:Te00.096.72×10—
78BGaAs:Te/GaAs未掺杂2700.09858×10—
156AGaAs:Te/GaAs未掺杂4650096.14×10—
157AGaAs:Te/GaAs未掺杂8300151.09×10一
159AGaAs:Te/GaAs未掺杂16500.121.15×10—
47AGaAs:Te/GaAs未掺杂20000.091.73×10一
比接触电阻尺的测量使用改进的四点法.图1是
激光能量密度对比接触电阻尺的影响.编号57,
78B,156A在E~---0.09J/cm时,尺c具有最小值,在(6
9)xl0Q?cm范围内.编号157A最dxRc出现在EL=
O.15J/cm时,159A和47A未出现最小值,它们的Rc=
(15)xl0?cm.由表1可知,外延层厚度小于
830nm,比接触电阻较低.编号159A和47A的外延层
较厚,比接触电阻值较高.将159A和47A经AB腐蚀
剂(1OmlH20,40mgAgNO3,5gCrO3,8mlHF)
腐蚀5s,进行电子显微镜和电子探针分析.经分析得
到,表层为含W,In,Ge的合金化区,第二层不含
W.第三层只有Ga和As
10..
10I.
a10.'
呈10-
巡
10
00.020.040.060.080.100.120.14
能密度/(J/cm2)