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題名 | 脈衝雷射在矽單晶上的熱處理 |
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作者 | 傅永貴; 謝德明; | 書刊名 | 光訊 |
卷期 | 75 1998.12[民87.12] |
頁次 | 頁18-22 |
分類號 | 336.9 |
關鍵詞 | 脈衝雷射; 矽單晶; |
語文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 雷射熱處理近年來被運用在各方面的工業製程上。其中包括對半導體的退火。當 以離子佈植的方法對半導體加入雜質時,往往破壞了矽晶原有的結構。而運用連續性或脈衝 雷射光照在矽晶表面時,卻能夠有效地恢復矽晶原子規則性的排列,並且在時間及成本上都 比傳統退火方法佔有優勢。因此,對雷射退火機制的研究,不但有科學上的價值,更有工業 上運用的潛在可能性。 本篇文章主要研討當矽單晶在脈衝雷射光的照射下,其熔化前的物理機制,以及熔化後 的固化速度的測量。在實驗中我們利用一調Q脈衝雷射光(波長0.532微米;脈衝寬度10~14ns) 從樣品之前面入射,使矽晶熔化,並用一連續性半導體雷射光(波長為1.311微米),從樣品 後面入射來探測液╱固界面移動速度;利用光的干涉原理,我們順利地量出固化速度約為4~8 公尺╱秒。當矽晶在較低功率脈衝雷射(波長0.532微米;脈衝寬度30ns)照射下,矽晶表面 不會熔化,而會累積出雷射光所激發出的電子電洞對,大量的電子電洞造成矽晶折射率的改 變,使探測光(波長為l.311微米)的反射率產生變化;經由計算得知:雷射能量流0.36J/cm 是 矽晶表面熔化的門檻;此時矽晶表面的電子(洞)濃度高達2×10 cm 。當更進一步量 測不同矽晶面在脈衝雷射照射下其熔化及固化的整個過程時,(111)與(100)矽晶面,在實驗 的誤差內,我們看不到區別,間接佐證了固化動力論中的過冷與過熱的效應對矽晶的雷射退 火機制影響不大。而理論的計算也支持這種看法。 |
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