简答题

分别简述RVD和GILD的原理,它们的优缺点及应用方向。

正确答案

快速气相掺杂(RVD,RapidVapor-phaseDoping)利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度,同时掺杂剂发生反应产生杂质原子,杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态,然后进行固相扩散,完成掺杂目的。同普通扩散炉中的掺杂不同,快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层;同离子注入相比(特别是在浅结的应用上),RVD技术的潜在优势是:它并不受注入所带来的一些效应的影响;对于选择扩散来说,采用快速气相掺杂工艺仍需要掩膜。另外,快速气相掺杂仍然要在较高的温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式,类似固态扩散,其峰值处于表面处。气体浸没激光掺杂(GILD://GasImmersionLaserDoping)用准分子激光器(308nm)产生高能量密度(0.5—2.0J/cm2)的短脉冲(20-100ns)激光,照射处于气态源中的硅表面;硅表面因吸收能量而变为液体层;同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子;通过液相扩散,杂质原子进入这个很薄的液体层,溶解在液体层中的杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上,因而杂质快速并均匀地扩散到整个熔化层中。
当激光照射停止后,已经掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体。由液体变为固态结晶体的速度非常快。在结晶的同时,杂质也进入激活的晶格位置,不需要近一步退火过程,而且掺杂只发生在表面的一薄层内。由于硅表面受高能激光照射的时间很短,而且能量又几乎都被表面吸收,硅体内仍处于低温状态,不会发生扩散现象,体内的杂质分布没有受到任何扰动。硅表面溶化层的深度由激光束的能量和脉冲时间所决定。因此,可根据需要控制激光能量密度和脉冲时间达到控制掺杂深度的目的。

答案解析

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