Nous avons parlé récemment de l'implantation ionique, par exemple:

Pourquoi l'implantation ionique?

Pourquoi faut-il dévier d'un certain angle quand on injecte des ions?

Cependant, la mise en œuvre de cette technologie cause inévitablement des dommages à la structure cristalline des plaquettes de silicium.Ces dommages proviennent de collisions au niveau atomique déclenchées par des ions à haute énergie pénétrant le réseau de siliciumLorsque des ions à haute énergie bombardent des matériaux en silicium, leur énorme énergie cinétique perturbe l'arrangement atomique d'origine, entraînant une distorsion du réseau, la formation de vides,et l'accumulation d'atomes interstitiels.

Avant et après

Ces micro-défauts ne formeront pas seulement le centre du composite pour réduire la mobilité du support, mais peuvent également provoquer une distorsion de la structure de la bande locale,qui affectera gravement les performances électriques du dispositif.

Afin d'éliminer les effets négatifs de l'implantation ionique, le recuit thermique est une étape clé pour réparer les dommages au réseau.En plaçant des plaquettes de silicium contenant des impuretés implantées dans un environnement à température spécifique pour un traitement thermique, les atomes de réseau peuvent être réarrangés et restaurés à une structure ordonnée.

Dans ce processus, les atomes d'impuretés migrent de la position d'écart initiale vers le site de substitution du réseau,afin de rétablir l'intégrité du réseau et de réaliser l'activation électrique des impuretés.

Avant et après

Le recuit thermique classique est généralement effectué dans la plage de température de 600 à 1000 °C. L'environnement à haute température fournit une énergie suffisante pour la diffusion atomique,mais un traitement thermique prolongé peut entraîner une diffusion excessive des impuretés et modifier le profil de distribution du dopage préconçu.

Cet inconvénient est particulièrement évident dans le procédé à nano-échelle fine,où la diffusion thermique des impuretés peut facilement dépasser la limite de taille de conception et provoquer un écart des performances du transistor.

Afin de dépasser les limites du procédé de recuit traditionnel, la technologie de recuit rapide (RTA) est apparue.Cette technologie utilise une source de chaleur à haute densité énergétique pour obtenir un chauffage rapide et un traitement à court terme, y compris le recuit par laser à impulsions, le recuit par faisceau d'électrons et le recuit par flash à la lampe à xénon.