Основные операции. Лазерное легирование

Плёнка диффундирующего (легирующего) материала наносится на поверхность матрицы. Нанесение плёнки можно производить различными способами. Плёнки толщиной менее 500 нм, которые используются в процедуре лазерной имплантации с применением импульсных лазеров с модулированной добротностью, наносятся методами вакуумного термического и лазерного напыления, ионного распыления или ионной имплантации. Более толстые плёнки, как правило, наносятся электрическим осаждением, напылением через тонкие форсунки или с помощью валика.

Нанесённая плёнка должна иметь равномерную толщину, обладать высокой сплошностью и хорошей адгезией, раздел между плёнкой и подложкой должен быть по возможности чистым, а сама плёнка иметь оптически чистую поверхность.

Обсудим результаты прямого сравнения различных методов нанесения плёнок для лазерного легирования. Лазерное облучение проводится как на воздухе, так и в вакууме — это определяется степенью влияния остаточной атмосферы на протекание процессов тепло- и массопереноса при облучении. Для повышения эффективности процесса лазерного легирования в некоторых случаях можно применять способ облучения через прозрачное покрытие (воду, жидкое стекло и др.). Конечные результаты и сам процесс лазерного легирования зависят от плотности потока лазерного излучения, длины волны, длительности лазерного импульса и толщины плёнки легирующего материала, термодинамических свойств материалов плёнки и матрицы. Многообразие эффектов, возникающих при наносекундном лазерном облучении гетеросистем, затрудняет детальное теоретическое рассмотрение процесса лазерного легирования.

Упрощённая модель процесса лазерного легирования иллюстрируется рис. 4.

Рис. 4. Упрощённая модель процесса лазерного легирования