绿色激光退火对多晶锗硅薄膜特性的影响

作者：刘立滨; 张伟; 周伟; 王全; 许军; 梁仁荣

来源：半导体技术, 2018, 41(03): 219-223.

DOI：10.13290/J.cnki.bdtjs.2016.03.011

• 激光退火
• 多晶锗硅
• 再结晶
• 霍尔迁移率
• 薄膜晶体管

随着板上系统技术的发展,在较低温度下制备具有高空穴迁移率的多晶锗硅(Si Ge)薄膜具有重要的研究意义。使用波长为532 nm的绿色脉冲式激光器对多晶Si Ge薄膜进行了退火处理,并对薄膜的特性变化进行了表征。经过优化,在单脉冲激光能量为0.5 m J和10 mm/s的扫描速度下,薄膜的特性有了较大的提高。与未经过处理的薄膜相比,退火后薄膜的晶粒尺寸增大了3倍,空穴霍尔迁移率提高了4.75倍,载流子浓度提高了24.6倍,从而使薄膜的电阻率减小了两个数量级。同时,薄膜的表面形貌也有改善,表面粗糙度的均方根值从11.54 nm降低至4.75 nm。结果表明,激光退火过程中薄膜"熔化-再结晶"的过程可以显著减小晶粒中的缺陷和晶界的数量,进而改善薄膜的电学特性。因此,绿色激光退火技术在高性能多晶Si Ge薄膜晶体管制备中具有潜在的应用价值。

• 单位
  清华大学; 上海集成电路研发中心有限公司