Hemos hablado recientemente de la implantación de iones, por ejemplo:

¿Por qué implantes iónicos?

¿Por qué tienes que desviarte de un cierto ángulo cuando inyectas iones?

Sin embargo, la aplicación de esta tecnología inevitablemente causa daños a la estructura cristalina de las obleas de silicio.Este daño proviene de colisiones a nivel atómico provocadas por iones de alta energía que penetran en la red de silicio.Cuando los iones de alta energía bombardean los materiales de silicio, su enorme energía cinética interrumpe la disposición atómica original, lo que conduce a la distorsión de la red, la formación de vacíos,y la acumulación de átomos intersticiales.

Antes y después

Estos micro defectos no sólo formarán el centro compuesto para reducir la movilidad del portador, sino que también pueden causar la distorsión de la estructura de banda local,que afecte seriamente el rendimiento eléctrico del dispositivo.

Para eliminar los efectos negativos de la implantación iónica, el recocido térmico es un paso clave para reparar el daño de la red.Al colocar obleas de silicio con impurezas implantadas en un ambiente de temperatura específica para tratamiento térmico, los átomos de la red pueden ser reordenados y restaurados a una estructura ordenada.

En este proceso, los átomos de impurezas migran desde la posición inicial de la brecha al sitio de sustitución de la red,para restablecer la integridad de la red y realizar la activación eléctrica de las impurezas.

Antes y después

El recocido térmico convencional se lleva a cabo generalmente en el rango de temperatura de 600-1000°C. El ambiente de alta temperatura proporciona suficiente energía para la difusión atómica,pero el tratamiento térmico prolongado puede provocar una difusión excesiva de impurezas y cambiar el perfil de distribución de dopante pre-diseñado.

Esta desventaja es particularmente prominente en el proceso de nanoescala fina,donde la difusión térmica de impurezas puede romper fácilmente el límite de tamaño de diseño y causar desviación del rendimiento del transistor.

Con el fin de romper las limitaciones del proceso de recocido tradicional, ha surgido la tecnología de recocido rápido (RTA).Esta tecnología utiliza una fuente de calor de alta densidad energética para lograr un calentamiento rápido y un tratamiento de corto tiempo, incluido el recocido por láser de pulso, el recocido por haz de electrones y el recocido por flash de lámpara de xenón.