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PROPRIÉTÉS DES JONCTIONS p/n DANS LE SILICIUM OBTENUES PAR IMPLANTATION IONIQUE ET RECUIT RAPIDE

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Submitted on 1 Jan 1983

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PROPRIÉTÉS DES JONCTIONS p/n DANS LE SILICIUM OBTENUES PAR IMPLANTATION

IONIQUE ET RECUIT RAPIDE

M. Boissy, P. Ruterana, G. Nouet

To cite this version:

M. Boissy, P. Ruterana, G. Nouet. PROPRIÉTÉS DES JONCTIONS p/n DANS LE SILICIUM OBTENUES PAR IMPLANTATION IONIQUE ET RECUIT RAPIDE. Journal de Physique Collo- ques, 1983, 44 (C5), pp.C5-401-C5-408. �10.1051/jphyscol:1983558�. �jpa-00223143�

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Colloque C5, suppl6ment au nO1O, Tome 44, octobre 1983 page C5-401

PROPRIETES DES JONCTIONS p/n DANS LE SI LICIUM OBTENUES PAR IMPLANTATION IONIQUE ET RECUIT RAPIDE

M.C. Boissy, P. ~uterana' et G. ~ o u e t +

RTC Za Radiotechnique CompeZec, BP 6025, 14001 Caen, France

+ ~ a b o r a t o i r e de CristaZZographie, Chimie e t Physique des SoZides, LA 251, U n i v e r s i t g de Caen, 14032 Caen, France

RESUPQ : Quatre techniques de recuit rapide par faisceau d16nergie ont St6 6valu6es de fason comparative du point de vue de leur application h la recristallisation de couches implantdes dans le silicium monocristallin :

- le recuit par faisceau laser YAG pulsd (0,53 pm - 100 ms).

- le recuit par faisceau laser continu (0,48 h 0 , 5 2 pm - 1 ms).

- le recuit isotherme rapide par rayonnement infrarouge (1100°C - 10 s).

- le recuit par lampe (1100°C

-

10 s).

INTRODUCTION

La technologie d'glaboration de composants Blectroniques au silicium tels que les circuits intbgr6s subnanosecondes, les transistors microondes, les cellules solaires, comprend la rdalisation d1616ments (base, Bmetteur) fortement dop6s et de trzs faible dpaisseur (<0,5 pn). La premiPre 6tape de la realisation de ces QlGments consiste en une implantation ionique qui permet par un contr8le prQcis de la dose et de l1&ner- gie d'implantation, de maitriser la quantitd dlBIGments dopants et leur rgpartition da-s le matdriau. Afin de reconstruire le rdseau cristallin et d'activer les impu- ret6s dopantes en les faisant migrer vers les sites substitutionnels, on pratique en production un recuit thermique h haute temperature (900 P llOO°C) pendant un temps assez long (30 mn h quelques heures). Les impuret6s implant6es sont alors redistri- bu6es ; la profondeur de jonction et le profil de dopage ainsi obtenus ddpendent de la durde de ce traitement thermique. De plus la qualitd Clectronique du matdriau est d6grad6e.

Pour rGduire la dur6e du sdjour 3 haute temperature et 6viter ces knconvgnients, diverses m6thodes de "recuit rapiden sont actuellement dtudides (r6f. 1-6). Leur principe de base consiste h accdl6rer la croissance 6pitaxiale de la couche d4gradGe par implantation en portant celle-ci h trss haute tempsrature (21100°C) pendant un temps trss bref, au moyen d'une irradiation laser, d'un faisceau Qlectronique ou tout autre forme d16nergie.

Dans cet article, on d6taillera tout d'abord les conditions exp6rimentales mises en oeuvre pour notre Qtude puis on d6veloppera les r6sultats de l'ensemble des analyses cristallographiques et Qlectriques qui seront ensuite discut6s de fagon h 6valuer les potentialit& d'application industrielle de ces techniques de recuit.

I

-

CONDITIONS EXPERIEENTALES

1 - Nature des 6chantillons traitds

Le mat6riau de base, auquel nous avons appliqu6 les traitements d'implantation ioni- que et de recuit rapide, est du silicium monocristallin obtenu par la mdthode de ti- rage vertical Czochralski, sauf pour un cas oii nous avons dQ utiliser un matdriau obtenu par 6pitaxie en phase vapeur. L'orientation cristalline de ces substrats est soit (100) soit ( 1 1 1 ) de f a ~ o n 2 pouvoir 6tudier l'influence de ce paramstre sur les propriEtBs du mat6riau recristallis4 par recuit rapide aprss implantation ; le nivea-u de dopage de ce matdriau de base est modGrb, de type n ou de type p (1015 h 10'~cm-~) En ce qui concerne les conditions d'implantation ionique, nous avons utilis6 2 dopants de type n , l'arsenic et le phophore et un dopant de type p, le bore, qui sont couram- ment utilisds pour la fabrication des composants au silicium. Les composants bipolai- res rapides requisrent la rdalisation de transistors pour lesquels les 6metteurs sont trPs fortement dop6s et les 6paisseurs d16metteur et de base sont infgrieures aumicron

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1983558

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C5-402 JOURNAL DE PHYSIQUE

C e u nous a conduit B retenir des doses d'implantation QlevQes pour l'arsenic et le phos hore (7.1015 et 5.1016at/cm2), faibles et moyennes pour le bore (6.1013 et

P

7.10 at/cm2>;d1autre part, nous avons utilis6 B la fois des dnergies d'implantation faibles (autour de 10 keV) de fason B limiter la densitd de dQfauts gdnQrGs trPs pro- fondQment dans le matdriau et des Gnergies plus dlevses (60 et 100 keV) qui permet:

tent d'obtenir, aprPs recuit, la jonction p/n 3 une profondeur suffisante, comprise entre 0,2 et 0,6 y m , dans le cas des mCthodes de recuit 06 la recristallisation s'effectue en phase solide sans diffusion des impuretds dopantes.

2

-

Conditions expgrimentales de recuit

La durde du pulse est de 100 ns B 0,53pm de longueur d'onde ; le mode de fonction- nement TEMoo assure au faisceau une allure pratiquement gaussienne du laser YAG uti- lish pour le recuit. Ze diamstre du faisceau est compris entre 50 et 1 5 0 p m sur la surface de 1'6chantillon. Nous avons utilisQ les densitss d'gnergie de 1.5, 1.9, 2.25 et 2.55 .T/cm2 pour le recuit de nos Qchantillons. C o m e le dimstre du faisceau est petit, on obtient le recuit de toute la plaque de silicium de 75 mm de diamstre, en programmant les conditions de balayage de sorte qu'il y ait un certain recouvrement des impacts du faisceau. Ce paramstre ayant une influence importante sur les proprid- tQs de la couche fondue et recristallisde, nous l'avons 6galement fait varier : nous avons ainsi donnd B la distance entre les centres dlimpact les valeurs 120, 30 et 8pm.

2.2) Recuit Par faisceau laser continu

Nous avons utilisd le laser 1 ion d'Argon B fonctionnement continu, de fabrication Spectra Physics, dont la puissance peut varier entre 0 et 20 W. Le faisceau de 1 , 5 m de diamstre en sortie du laser est focalis6 par une lentille convergente sur une dimension de 20 2 100 y m de facon B atteindre ainsi des densites de puissance de l'or- dre de lo5 ~ / c m 2 . Le ddplacement du faisceau sur la surface de lr&chantillon ?i traiter se fait B l'aide de 2 miroirs galvanomdtriques. Deux sCries d'essais ont 6t6 prati- quQes B tempsrature de substrat dlevde :

Puissance (W) diamstre ( ~ m ) ~itesse(cm/s) du balayage du f aisceau

300°C 10 B 15 100 1 1 10

350°C 8 B 9 30 12

Lors du recuit par lampe (HEATPULSE 210 M) nous avons pu tester 2 conditions de rec cuit que nous avons appliqudes respectivement aux dchantillons d'orientation cristal- line (100) et (111) : le matQriaux d'orientation (100) ont QtQ recuits 3 1100°C pen- dant 10 sec tandis que ceux d'orientation ( 1 1 1 ) l'ont dtQ B 1150'~ pendant 20 sec.

Pour le recuit isotherme rapide (IA-2001, tous les Qchantillons ont St6 trait& dans les mSmes conditions, B 1 2 0 0 ~ ~ pendant 10 sec.

Ces deux sdries dVexpQriencessont une approche prgliminaire de ces nouvelles techni- ques de recuit: les rdsultats obtenus serviront d,e base B des investigations complg- mentaires destindes 3 optimiser ces traitements.

2.4) Recuit thermiqge conventionnel

Pour avoir une base de comparaison, des recuits thermiques conventionnels ont QtQ pratiquQs B 700, et entre 900 et 1 0 0 0 ~ ~ pendant 20 min, ou une heure, sous N

2' I1

-

BILAN DES RESULTATS

1) Etat de surface du matsriau et allure de la jonction aprPs recuit a) Recuit par faisceau laser pulse

Le syst2me de balayage du laser utilis6 est tel que la suite d'impacts du faisceau pr6sente un aspect hglicoydal sur la surface de la plaque. De ce fait, la distance entre les centres dtimpacts n'est pas constante d'une ligne de balayage B l'autre.

Aussi pour obtenir un recuit homogBne doit-on rgaliser un recouvrement tel que la distance entre les centres dfimpacts soit toujours infQrieure 3 leur diamPtre. Pour les dnergies du faisceau de 1.5, 1.9 et 2.25 .T/cm2 nous avons utilisd trois recouvre- ments en fixant les distances des centres d'impacts 3 120)1m, 30 y m et 8 y m .

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1 2 0 p m : Les impacts du faisceau se d6tachent les uns des autres dans la direction de dgplacement radiale du mouvement du bras laser ; ils se recouvrent trss partiellement dans la direction tangentielle. C'est dans ce cas que nous avons pu analyser l'aspect individuel d'un impact (fig. 1) : l'impact recristallisg se ddtache du reste du mat&

riau rest6 amorphe.

30 m : L1aspect individuel disparaxt; la couche recuite est couverte d'un quadrillage r6Altant de la superposition des impacts (Fig.2). De plus, la surface est couverte de structures lingaires que d'autres auteurs ont dSj2 obervges (R6f. 7-10). Elles sont caractdris6es par leur direction perpendiculaire b celle du champ glectrique du faisr ceau de recuit et par leur p6riode voisine de la longueur d'onde du faisceau laser pour une incidence normale.

Fig. 1 : Surface et jonction au plus Fig. 2 : Quadrillage en faible recouvrement d = 120 y m surface d = 3 0 y m 8 p m : La surface est uniform6ment recuite, on retrouve les structures lingaires, de plus, des fissures en surface d6corent la plaque. Par endroit, elles se propagent jusqu'en bordure de la plaque. Leur direction est grossisrement normale 2 celle du balayage tangentiel. La fig. 3 montge ces ddfauts qui traversent une zone implant6e ; leur profondeur est roc he de 1000 A, DPs lors, il est Gvident qu'un recouvrement aussi fort est n6faste pour le mat6riau recuit. La gdom6trie de la jonction p/n prd- sente Ggalement des irrcgularitgs. Ainsi, du fait de l'allure gaussienne du faisceau, I1 en rgsulte, que la r6partition des impuretss va suivre cette mEme variation. Pour un faible recouvrement (fig. l ) , la profondeur de jonction peut varier de 0 , 6 p m 2 0,l F m du centre vers le bord d'un impact, pour une Gnergie laser de 2,55 ~ / c m ~ . Lorsque le recouvrement augmente, 116cart entre les valeurs extrPmes diminue. Cepen- dant au plus fort recouvrement (8 pm), une jonction plane n'est toujours pas obtenue

Fig. 3 : Fissures en surface au plus Fig. 4 : Profondeur de jonction au plus fort recouvrement d = 8 p m fort recouvrement d = 8 y m b) Recuit par faisceau laser continu

-

Lorsque les lignes recuites se recouvrent, la couche pr6sente un aspect homogsne de mat6riau cristallin. Le recouvrement utilis6

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est dCtermin6 au cours d'essais prgliminaires en mesurant la largeur des lignes de balayage B puissance ou vitesse variable. On determine une largeur proche de 100).m en combinant puissance du faisceau et vitesse de balayage. Nous avons fix6 la dis- tance entre les centres de lignes B 50

P".

c) Kecuits par pulse thermique - Lorsque les parmstres (durCe, tempsrature) sont bien ajustes pour la couche B recuire, la surface de laplaqueprend lfaspect du sili- cium cristallin. Cette m6thode constitue un excellent moyen pour dtudier les mdcanis- mes de la croissance Qpitaxiale, en phase solide, 2 haute tempgrature.

Pour les recuits par pulse thermique aussi bien que pour les recuits par laser con- tinu, les 6pitaxies se font en phase solide et compte tenu des durQes de recuit, les impuretds restent pratiquement dans le volume d'implantation.Les surfacesde jonction sont parfaitement planes.

2) Structure microscopique des couches aprbs recuit

a) Recuit par faisceau laser pulse - Le faible diambtre de la zone recristallisee par impact du faisceau (100 21 120 ym) nous a donn6 l'occasion d'Qtudier la structure cristalline d'un impact et son Qvolution en fonction du recouvrement des impacts. De

1,5 2 2,55 J/cm2, nous avons mis en Cvidence, auparavant,que la profondeur de la jonc- tion Qvolue de 0,2 3 0,6 )un. Ainsi, lr6paisseur de la zone fondue augmente avec l'sner- gie du faisceau. Le retour en surface du front de fusion s'accompagne de l'bpitaxie sur le substrat monocristallin.

L'impact du faisceau laser pulsQ se prdsente sous une forme circulaire ; la zone cen- trale est entibrement recristallisQe (fig.5). Lorsque l'on se rapproche du bord, la couche devient polycristalline. Les monocristaux y sont orientCs au hasard; le dia- gramme de diffraction se prQsente sous forme d'anneaux fins caractdristiquesdu sili- cium (fig. 6). Au centre du faisceau, la fusion est all6e en profondeur dans le mat&

riau monocristallin et lTCpitaxie, en retour du front de fusion, donne, par cons+uent une couche entibrement monocristalline. Sur la pLriphCrie de l'impact, la zone ne s'est pas Stendue au delB de la couche amorphe, dSs lors, l'dpitaxie s'est faite sur un matQriau de mauvaise qualit6, il en rQsulte une gone polycristalline, dont les plus gros grains ont de dimensions voisines de 500 A.

Dans le cas du plus faible recouvrement, il y a, dans la direction tangentielle, un chevauchement partiel des impacts. On passe alors d'un impact au suivant sans tra- verser de zone polycristalline..On y trouve des structures linQaires qui ont la mdme direction sur toute la zone recuite oii elles se trouvent. D'autres auteurs (rQf. 10) utilisant un laser C02 a 10,6 pm, ont report& l'existence de ces structures. Pour eux, elles sont constituQes de zones oh le matCriau qui refoit un excSs d'6nergie s'dva- pore ; leurs observations Qtaient faites au microscope optique. Dans notre cas elles sont constituQes dans la partie la plus externe de l'impact par des alternances de annes monocristallines et d'alignements de micro-cristaux (fig. 5). I1 faut remarquer que ces structures sont localisdes sans les zones de recouvrement. Selon la thQorie des ondes plasma de surface (RCf. 9 ) , elles devraient Ctre partout sur la surface de l'impact ; de plus nous avons observ6 qu'un impact isolC n'en contient pas. En admet- tant comme font les autres auteurs (RCf. lo), qu'elles proviennent des effets d'in- terfdrence entre le faisceau incident et les ondes diffusdes par les impuretQs en surface du matdriau, on est amen6 B suggGrer, pour expliquer nos observations que les centres diffuseurs sont crdds par un premier impact du faisceau laser et que le sui-

"ant en subit les effets. De plus 2 1,5 J/cm2, les zones recuites au recouvrement le plus faible n'en contiennent pas ; il existerait donc un seuil de formation de ces centres diffuseurs entre 1,5 et 1,9 J/cm2 pour le laser YAG utiliss. Lorsque l'on augmente le recouvrement, les structures lindaires se repandent sur toute la zone recuite (fig. 6 )

.

b) Recuit par faisceau laser continu

-

La recristallisation sous faisceau laser continu se fait en phase solide, la structure cristalline qui en rdsulte d6pend d'une fafon critique de la densitd de dCsordre dans la couche aprGs implantation ionique.

Les Qchantillons pr6par6s par cette mQthode de recuit se rCpartissenten 2 catggories:

- Couches trbs fortement perturbdes aprbs implantation (dose 5.1016 at/cm2) : Dans nos conditions de recuits (vitesse de balayage du faisceau laser comprise entre 1 et

10 cm/sec) la densit6 de dQsordre des couches Qtait telle que l'spitaxie en phase solide n'a pas Qt6 complbte. Les couches obtenues sont polycristallines ; cependant, les diagrammes de diffraction ne sont plus form& d'anneaux comme dans le cas du re- cuit par faisceau pulsC (fig.7 ) . La couche contient deux composantes principales :

(6)

M

mpact du laser puls6,l .: centre dfimpact, 2 : bord de lfimpact.

Fig. 7 : Structure microscopique aprss recuit laser continu, tres forte dose a) : champ noir b) : clichd de diffraction

La formation de ces micro-cristaux peut dtre expliqude par le processus de nucllation:

lorsque la tempdrature d'une couche fortement ddsordonnde s'61bve suffisamment, la croissance dpitaxiale s'amorce et progresse vers la surface, de plus en plus diffici- lement, B cause de la densit6 importante des ddfauts. En mzme temps, c o m e la tempd- rature est plus dlevee en surface, des atomes peuvent s t y associer et atteindre la taille critique (50 A) de germe de nucldation. Dbs lors, la croissance des micro- cristaux entre en compdtition avec l'dpitaxie et il en ddcoule une superposition de plusieurs structures dans la couche recuite.

-

Implantation de 7.1015 at/crn2 2 100 keV : les couches obtenues dans ces conditions dfimplantation sont moins ddsordonnles et la croissance dpitaxiale s'effectue B une uitesse suffisamment dlevle. La couche recristallise donc entisrement et ne comporte pas de d6fauts.

c) Recuit isotherme rapide - Les observations au microscope mettent en dvidence des densitds de ddfauts importantes dans les couches aprOs ce type de recuit (Fig. 8).

I1 est donc Svident que nos essais de recuit thermique rapide n'ont pas dQ 6tre men&

dans les meilleures conditions.

d) Recuit par lampe - Au cours du recuit, la temperature de la plaque est uniforme.

On peut donc dire que la croissance dpitaxiale a lieu B l'lquilibre thermique. Les couches amorphes de d6part recristallisent intdgralement, et nous n'avons pas observ6 de dsfauts cristallins dans les plaques implantdes B des doses 7.10'~ at/cm2.

(7)

C5-406 JOURNAL DE PHYSIQUE

f i

Pig. 8 : Micrographic BF, boucles de

dislocation aprss recuit isotherme rapide.

b25 A

-

~2%

-

3)

a) Activation 6lectrique de la couche recuite - La plus forte activation 6lectri- que est obtenue aprss recuit par faisceau laser puls6. Ceci est une consequence des mdcanismes hors dVQquilibre, en phase liquide. Les r6sultats sont comparables pour

les deux types de recuit par faisceau laser continu. L'activation Glectrique semble un peu meilleure pour le traitement 'a 350°c, avec une largeur de la ligne recuite

&gale 1 30 pm. La densit6 de puissance y est donc plus dlevde que dans le recuit b 300°C, 02 les lignes recristallisdes par balayage ont une largeur proche de 100pm.

On constate, apres recuit par lampe, une conductivit6 plus dlevze dans les couches sur substrats (111) : les conditions de recuit semblent avoir CtQ meilleures que pour les 6chantillons d'orientation (100). Les bons rssultats de conductivit6 Glectrique, ggalement obtenus aprss recuit isotherme rapide ne font pas ressortir que les couches contiennent des ddfauts cristallins.

b) Caractdrisation courant-tension - Recuit par faisceau laser puls6.

L'homog6nEit6 de la couche recuite, l'allure de la surface de jonction jouent un rSle ddterminant sur les caracteristiques du dispositif final. Nous avons donc 6tudib ces caractgristiques en fonction du recouvrement des impacts du faisceau. Pour les 6chan- tillons recuits b 1,9 ~ / c m 2 aprzs une implantation B forte dnergie (100 keV), l'bpais- seur de la couche d6gradde par l'implantation Stant voisine de 0,5 pm, le d6sordre est rest6 important aprss le recuit au plus faible recouvrement, c o m e en t6moigne la courbe I/V et le facteur drid6alit6 de la jonction (n), (fig. 9). Lorsque le recouvre- ment s'accrolt, le ddsordre rdsiduel diminue, la caractQrisation de la diode s'amd- liore et on obtient n = 2, au plus fort recouvrement.

Autres m6thodes de recuit : Les facteurs dtiddalit6 des diodes obtenues sont compris entre 1,5 et 2. La qualit6 glectronique est bonne au voisinage des jonctions. Au cours du recuit par faisceau laser continu, 1'616vation de la tempbrature, au delb de la couche amorphe, peut Gtre suffisante pour que les d6fauts ponctuels disparaissent.

Dans ce cas la zone de charge d'espace est exempte de d6fauts. Au cours des recuits isotherme rapide et par lampe, tout le volume du mat6riau est port6 5 haute temp6ra- ture ; les d6fauts ponctuels, tr2s mobiles, sont les premiers 2 disparaitre.

C) Mesure des longueurs de diffusion - La longueur de diffusion des porteurs mino- ritaires dans le volume du mat6riau est d6duite de la mesure de la sensibilitd spec- trale (fig. 10) .

Lors du recuit par faisceau laser le traitement thermique n'affecte pas le volume du mathriau. La qualit6 du mat6riau de base n'est donc pas modifi6e par le recuit ; dss lors les longueurs de diffusion des porteurs minoritaires y sont intactes. On obtient des valeurs proches de 150 ym qui sont Qquivalentes 1 celles prSsent6es parlemat6- riau brut de tirage. Ce rdsultat en accord avec les caractgristiques I/V, s'explique par,la rgpartition des impuretgs dopantes sur une plus grande profondeur, donc une diminution du dopage et par suite une augmentation de la dur6e de vie des minoritaires dans la couche superficielle lorsque le recouvrement augmente.

Le recuit par faisceau continu conserve aussi la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans le volume, comme le montre la courbe de sensibilitg spectrale dont la pente entre 0,9 et 1,l pm est proche de celle d'un 6chantillon recuit par faisceau pulsd (fig. 10 )

Par contre, apres les recuits par pulse thermique, on constate une r6duction notable

(8)

le recuit par lampe et dans un facteur 5 pour le recuit isotherme rapide. Ceci montre donc que, lors de ces recuits thermiques rapides, les contraintes thermiques dggra- dent la qualit6 du matdriau en volume, tout du moins dans les conditions 06 nous les avons mis en oeuvre (figure 10 )

.

0.5 0.7 0.9

Longeur d'onde pm 4

t - 5

102

1

1 o - ~

Fig. 9 : Incidence du recouvrement sur Fig. 10 : Influence du type de recuit les caract6ristiques Slectriques sur la rQponse spectrale

'

A 6 4 R e c u i t par laser p u ~ s ~

= fn= 2.8

n= 2.0

-

Conclusion

0 0.1 0.3 0.5 vvolt+

De nos observations, on peut tirer les conclusions suivantes pour chacune des diffg- rentes mgthodes de recuit :

- Recuit par faisceau laser pulsQ

L'uniformitg de la profondeur de jonction est impossible 2 obtenir, mcme en utili- sant un fort taux de recouvrement des impacts.

Le matgriau se dQgrade lorsque le recouvrement des impacts du faisceau devient impor-- tant.

L'activation slectrique des impuretes implantges est trSs efficace.

La longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans le substrat est conservQe.

- Recuit par faisceau laser continu.

La jonction p/n est parfaitement plane.

La recristallisation des couches fortement perturbQes (doses d'implantation

> 5. 1016 at/crn 2) n'est pas obtenue.

activation

Qlectrique des impuretgs est ef f icace.

La longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans le substrat est pr6servQe.

- Recuit par lampe

Les caract6ristique.s Qlectriques sont excellentes.

La longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans le substrat est r6duite de moitig : les plaques sont donc soumises B des contraintes thermiques durant le recuit.

L'Qtat cristallin estlyarfaiternent recouvr6 dans les couches dopges avec des doses moyennes d'ions (7.10 at/crn2).

- Recuit isotherme rapide

Les caract6ristiques 6lectrique.s sont mgdiocres.

Les dgfauts ponctuels subsistent aprss recuit en densit& glevges m@me pour les doses d'implantation moyennes (7. 1015 cm2).

La longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans le volume du materiau est affectge de f a ~ o n trSs sensible (elle est rsduite dans un facteur de l'ordre de 51, preuve que le matsriau a subi des chocs thermiques intenses.

Enfin il faut noter un inconvgnient majeur des mdthodes de recuit par faisceau laser, provenant de l'existence d'effets d'interfgrences au niveau de l'interface silicium-

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C5-408 JOURNAL DE PHYSIQUE

dislectrique, qui ne permet pas d'effectuer ces traitements de recuit par irradia- tion laser sur des plaques comportant en surface des couches d'oxyde ou de nitrure.

Ce ph6nomPne n7appara?t pas avec les sources de lumisre incohCrentesutilis6es dans les m6thodes de recuit par pulse thermique.

Cette caractsristique, associce aux propriGt6s 6nonc6es plus haut, conduit 2 r6ser- ver l'utilisation des techniques de recuit par faisceau laser B lf&laboration des cellules solaires dont la technologic ne n6cessite pas le d6p6t de couches dislectri- ques et dont les performances sont essentiellement d6terminbes par la qualit6 Clec- tronique du mat6riau en volume.

Au contraire, les m6thodes de recuit par pulse thermique semblent directement compa- tibles avec les technologies actuelles de fabrication des transistors micro-ondes et des circuits int6grss. Toutefois il convient de progresser dans l'expdrimentation de ces techniques pour en d6terminer les conditions optimales de mise en oeuvre de fa- Gon B limiter l'importance des contraintes thermiques.

Remerciements

Les auteurs tiennent B exprimer leurs remerciements P J.C. MULLER du Centre de Recherches Nuclgaires de Strasbourg et 3 G. AWERT du Centre Norbert Segard du CNET pour llint&rEt qu'ils ont manifest6 pour ce travail et la contribution active qu'ils ont apport&. Les auteurs sont Ggalement reconnaissants aux Soci6t6s Arnon Gat Assoc.

et Varian de leur avoir donn6 acc'es aux Bquipements de recuit par pulse thermique.

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