Abstract
隨著半導體元件的日新月異，以矽晶圓為基材的積體電路也越趨複雜，其電晶體的尺寸需求也益發地短小，因此如何選擇適宜的離子佈植條件、退火參數、甚至可靠的量測分析技術，是為精進離子佈植應用於半導體科技的不二法門。本論文研究即使用 BF2 分子離子佈植與不同退火爐與退火程序的熱退火處理，並配合掃描電容顯微鏡、二次離子質譜儀、四點探針、與穿透式電子顯微鏡的量測分析技術，以及 SRIM 的理論模擬，深入瞭解輻射損傷的修復與摻雜元素的活化，隨著不同退火條件的變化情形，期以建立一套自由載子分佈二維影像的量測分析技術，並獲致製作超淺接面的最佳參數。本論文研究係以能量為 20 keV、劑量為 5×1014 cm-2 的 BF2+ 分子離子（其中硼的等效能量約為 4.3 keV），佈植於閘狀開口寬度為 0.8 μm 的 n 型矽晶圓上。並在進行離子佈植時，將試片傾斜 7 度角以降低離子溝道效應。佈植後的試片則分別以快速熱退火（RTA）以及爐退火（FA）進行一階段與兩階段退火處理，所使用的快速熱退火溫度分別為 850℃ 與 1050℃，爐退火溫度則為 550℃；快速熱退火時間為 30 秒，爐退火時間分別為 1、3、5與8 小時。結果顯示，由於退火條件的不同，其所造成缺陷分佈之間以及活化程度之間的差異，可藉由所導致自由載子分佈的差異，而被掃描式電容顯微鏡分辨出來。此外，在一階段退火處理之中，高溫短時間快速熱退火（RTA）所獲致的表面片電阻值，較低溫長時間的爐退火（FA）者為佳；而兩階段退火條件所獲致的表面片電阻值，較一階段者為佳；另外，快速熱退火搭配爐退火（RTA + FA）所獲致的表面片電阻值，則較爐退火搭配快速熱退火（FA + RTA）者為佳。