Optical characterization of laser processed ultra-shallow junctions

Kerrien, G.; Hernández, Miguel; Laviron, C.; Sarnet, T.; Débarre, D.; Noguchi, Takashi; Zahorski, D.; Venturini, J.; Séméria, M. N.; Boulmer, J.

doi:10.1016/s0169-4332(02)01354-5

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“…The laser processed area (≈ 2.3 x 2.3 mm 2 ) is exposed to 500 to 10000 sequences (gas injection and laser pulse) with a constant laser energy density above the melting threshold (1290 mJ/cm 2 which corresponds to a melting duration of 80 ns). The laser induced melting process is in situ monitored by transient reflectivity (TR) at 675 nm and allows to determine the material melting threshold evolution during the process and the melting duration, which is correlated to the melted depth [12].…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The duration of the plateau (20 to 85 ns) is related to the melting duration. Moreover, this duration tends to increase with the number of laser pulses, and so the melted depth, because of the modification of the optical and thermal properties of the doped material along the GILD process [12]. Then the TR signal decreases due to solidification process of the melted layer.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

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Pseudomorphic and relaxed SiGe/Si(001) layer synthesis by gas immersion laser doping (GILD)

Kociniewski

Fossard

Perrossier

et al. 2011

Phys. Status Solidi (c)

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We report on the synthesis of SiGe layers on silicon by using a pulsed laser processing technique (Gas Immersion Laser Doping) where GeCl4 gas molecules are adsorbed on the surface and further incorporated into the Si top layer by a pulsed laser induced melt/regrowth process. In‐situ real‐time measurements of the transient reflectivity of a laser diode reveal that SiGe is formed. Structural characterization of the SiGe layers by X‐ray diffraction evidences that pseudomorphic SiGe layers are obtained. Moreover, we demonstrate that Ge concentration saturates at about 16% in the strained layers and that a relaxation process occurs when samples are exposed to 4000 laser pulses or more (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

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Section: Methodsmentioning

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Section: Methodsmentioning

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Pseudomorphic and relaxed SiGe/Si(001) layer synthesis by gas immersion laser doping (GILD)

Kociniewski

Fossard

Perrossier

et al. 2011

Phys. Status Solidi (c)

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“…Thin films of boron doped silicon have been prepared by gas-immersion laser doping [3,4]. The surface of a silicon wafer is melted using laser pulses in the presence of a chemisorbed BCl 3 gas.…”

Section: Methodsmentioning

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The Superconducting Transition in Boron Doped Silicon Films

et al. 2010

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We report on a detailed analysis of the superconducting properties of boron-doped silicon films grown along the 001 direction by gas immersion laser doping. This technique is proved to be a powerful technique to dope silicon in the alloying range 2-10 at.% where superconductivity occurs. The superconducting transitions are sharp and well defined both in resistivity and magnetic susceptibility. The variation of Tc on the boron concentration is in contradiction with a classical exponential dependence on superconducting parameters. Electrical measurements were performed in magnetic field on the sample with cB = 8 at.% (400 laser shots) which has the highest Tc (0.6 K). No hysteresis was found for the transitions in magnetic field, which is characteristic of a type-II superconductor. The corresponding upper critical field was on the order of 1000 G at low temperatures, much smaller than the value previously reported. The temperature dependence of Hc2 is very well reproduced by the linearized Gorkov equations neglecting spin effects in the very dirty limit. These measurements in magnetic field allow an estimation of the electronic mean-free path, the coherence length, and the London penetration depth within a simple two-band free electron model.

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“…Cette technique permet d'introduire des ions á de très faibles énergies, ce qui correspond á des profondeurs d'implantation de quelques nanomètres. Cette étape est suivie d'un recuit d'activation effectué á l'aide d'un laser á excimère de type ArF [4][5][6][7]. Ce laser émettant dans l'UV, son énergie est absorbée dans les premiers nanomètres, et sa courte durée d'impulsion permet de limiter la diffusion des dopants.…”

Section: Uvx 2010unclassified

“…Dans ce domaine de longueurs d'onde, la pénétration des photons dans le silicium est inférieure á 10 nm. La zone de charge d'espace devra se trouver en surface pour diminuer les pertes de signal par recombinaison.Pour commencer, nous présenterons les performances atteintes par l'association d'une implantation par immersion plasma (PIII : Plasma Immersion Ions Implantation) [1-3] et d'un recuit au laser á excimère (ELA : Excimer Laser Annealing) [4][5][6][7]. A l'aide de caractérisations électriques par mesures quatre pointes, nous pouvons estimer le niveau d'activation de nos jonctions.…”

unclassified

Réalisation et caractérisation de photodétecteurs UV par laser à excimère (ArF)

Larmande

Vervisch

Delaporte

et al. 2011

UVX 2010 - 10e Colloque Sur Les Sources Cohérentes Et Incohérentes UV, VUV Et X ; Applications Et Développements Récents

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Résumé. Dans le domaine de la microélectronique, la diminution de la taille des composants est un point clé du développement industriel. La réalisation de jonctions ultra-minces (USJ : Ultra-Shallow Junctions) est devenue une alternative évidente pour les futures technologies CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Elle présente également un fort intérêt pour d'autres applications telles que la conception de détecteurs UV. Dans ce domaine de longueurs d'onde, la pénétration des photons dans le silicium est inférieure á 10 nm. La zone de charge d'espace devra se trouver en surface pour diminuer les pertes de signal par recombinaison.Pour commencer, nous présenterons les performances atteintes par l'association d'une implantation par immersion plasma (PIII : Plasma Immersion Ions Implantation) [1-3] et d'un recuit au laser á excimère (ELA : Excimer Laser Annealing) [4][5][6][7]. A l'aide de caractérisations électriques par mesures quatre pointes, nous pouvons estimer le niveau d'activation de nos jonctions. Des analyses SIMS nous ont permis de mesurer le profil de concentration en dopants après activation. Les jonctions obtenues ont une résistance par carré inférieure á 500 /sq pour une profondeur de jonction de 23 nm. Enfin, nous avons réalisé des mesures de courant de fuite sur diodes afin de caractériser la quantité de défauts dans la jonction.Pour compléter cette étude, nous mettrons en évidence des inhomogénéités dues au traitement laser. Des cartographies du photo-courant (LBIC : Light Beam Induced Current) [8][9][10][11] á différentes longueurs d'onde nous ont permis de relier ces inhomogénéités aux bords du faisceau laser. Il a été possible par la suite de relier la génération des défauts á un profil non-abrupte de bord de faisceau. Afin de mettre en évidence des défauts dans la structure cristalline du silicium, nos jonctions ont été caractérisées par microscopie électronique á transmission (TEM), ce qui a permis de localiser les défauts sur une couche de 3 nm en surface du substrat.

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Optical characterization of laser processed ultra-shallow junctions

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Pseudomorphic and relaxed SiGe/Si(001) layer synthesis by gas immersion laser doping (GILD)

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The Superconducting Transition in Boron Doped Silicon Films

Réalisation et caractérisation de photodétecteurs UV par laser à excimère (ArF)

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