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Recuit par laser

Contact : Th. Sarnet

Cette étude a pour objet le recuit laser de silicium implanté avec des ions de bore ou de phosphore pour recristalliser une fine épaisseur à la surface du silicium et inclure les atomes dopants (B, P) dans la structure cristalline du silicium. Ceci permet de créer une jonction fine dont on cherche à contrôler l’épaisseur et la résistivité. Ce travail a été mené dans un premier temps au travers du projet DGE-FUI (ALDIP : Activation Laser de Dopants implantés par Immersion Plasma) regroupant plusieurs industriels dont Ion Beam Service (IBS), le porteur du projet, et deux laboratoires (LP3 et GREMI), et se poursuit par le projet A*MIDEX SPECTRE en partenariat avec IBS. L’originalité de ces travaux est d’associer un recuit par des lasers à courtes durées d’impulsions, afin de réduire la profondeur de diffusion thermique, avec une implantation par immersion plasma qui permet de limiter la profondeur de diffusion de ces ions. Des jonctions d’une vingtaine de nanomètres de profondeur ont été ainsi réalisées avec une résistivité de surface uniforme (2%) de quelques centaines d’ohms. Ces travaux ont mis en évidence qu’un recuit laser rapide peut générer des défauts sur les bords de l’impact laser qui peuvent piégés les porteurs dans la jonction. Malgré cela, ce procédé permet d’atteindre des performances intéressantes pour de nombreuses applications, notamment la réalisation de détecteur ayant une très forte sensibilité. Un prototype issu de ces travaux qui couple l’immersion plasma et le recuit laser est désormais opérationnel au sein de la société IBS.

Pour en savoir plus
• LARMANDE Y., VERVISCH V., DELAPORTE Ph., COUSTILLIER G., SARNET Th., SENTIS M., ETIENNE H., TORREGROSA F., ‘LBIC measurement optimization to detect laser annealing induced defects in Si’, Materials Science and Engineering B 177 (18), pp. 1628 - 1632 (2012)
• LARMANDE Y., VERVISCH V., DELAPORTE Ph., SARNET Th., SENTIS M., ETIENNE H., TORREGROSA F., ‘Development of an industrial tool to make passivation layers for UV sensors improvement’, Applied Surface Science 258, pp. 9270-9273, (2012)
• VERVISCH V., LARMANDE Y., DELAPORTE Ph., SARNET T., SENTIS M., ETIENNE H., TORREGROSA F., CRISTIANO F., FAZZINI P. F. ‘Laser activation of Ultra Shallow Junctions (USJ) doped by Plasma Immersion Ion Implantation (PIII)’, Applied Surface Science 255 (10), 5647–5650, (2009)
• VERVISCH V., ETIENNE H., TORREGROSA F., ROUX L., OTTAVIANI L., PASQUINELLI M., SARNET T., DELAPORTE Ph., ‘Realization of ultra-shallow junction by plasma immersion ion implantation and laser annealing’, Journal of Vacuum Science and Technology B : Microelectronics and Nanometer Structures 26 (1), 286-292 (2008)