超浅结特性的光学无损检测技术研究

本项目将综合利用多种光学手段对超浅结的特性参数进行无损测量。所用方法包括椭圆偏振光学测量技术（SE）和属于光声光热检测领域的光载流子辐射测量技术（PCR）和自由载流子吸收测量技术（FCA），用于分析半导体超浅结的结深、掺杂浓度、杂质和损伤分布、载流子寿命和扩散系数、缺陷态能级等特征参数。研究将利用以上方法测量具有不同特征参数的超浅结样品，通过建立针对超浅结的等效光学模型和载流子输运三维模型，分析各测量信号与特征参数的函数关系，以及超浅结形成的工艺条件对特征参数和测量信号的影响。同时，综合分析各测量方法的适用性、灵敏度以及测量精度，寻求发展一种或多种方法集成的针对超浅结性质表征的光学无损测量方法。另外，通过测试分析不同超浅结加工和退火参数对其光载流子辐射光谱特征的影响，探索超浅结中的缺陷物理。

本课题综合利用多种光学手段对不同加工条件的超浅结的特性参数进行无损测量。所用方法包括椭圆偏振光学测量技术（SE）和属于光声光热检测领域的光载流子辐射测量技术（PCR）和自由载流子吸收测量技术（FCA），用于分析半导体超浅结的结深、掺杂浓度、杂质和损伤分布、载流子寿命和扩散系数、缺陷态能级等特征参数。通过建立针对超浅结的等效光学模型和载流子输运三维模型，分析了各测量信号与特征参数的函数关系，以及超浅结形成的工艺条件对特征参数和测量信号的影响。实验结果表明，可见和近红外波段的椭偏光谱可分别用于获取未退火超浅结的缺陷分布和退火超浅结的结深、载流子浓度分布等信息。同时，采用多波长光载流子辐射技术和自由载流子吸收技术可以有效的提取退火超浅结中载流子的输运参数。