技术特征：
1.一种校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，包括：执行步骤s1：提供未掺杂的晶圆片c-si(100)，采用不同能量密度的激光对所述未掺杂的晶圆片进行激光退火，未经校准的能量密度(ed)通过具有激光功率探测器的激光功率反馈回路控制，提供在任意单位的入射能量密度的测量；执行步骤s2：在激光退火工艺中，通过原子力显微镜(afm)对所述晶圆片进行表面粗糙度测试，获得所述晶圆片之表面熔化开始时的阈值变化点，以及在所述阈值变化点时所对应的实际入射能量密度；执行步骤s3：根据所获得的任意单位入射能量密度和在所述阈值变化点时所对应的实际入射能量密度，对所述晶圆片正面入射能量密度进行校准。2.如权利要求1所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，所述阈值变化点时所对应的实际入射能量密度，通过以下公式(1)、(2)、(3)计算获得，所述实际入射能量密度ed与激光强度i函数关系如下，ed＝it
p
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，t
p
为正方形激光脉冲的宽度，宽度为最大宽度的一半；假设未掺杂的晶圆片c-si(100)表面温升δt与吸收的热流h成正比，h又取决于入射激光强度i，h＝i
×
(1-r)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，r为晶圆在激光波长处的反射率，对于空白硅晶圆片，利用一维热扩散方程的解析解和表列的纯硅之热光学性质，可以精确的计算其表面温升δt，式中，k为硅的导热系数，α为硅的扩散系数，t
p
为激光脉冲持续时间，称之为热扩散长度。3.如权利要求2所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，激光退火(nla)激光脉冲下，保持预热激光步长和晶圆片底座温度恒定，使得所述晶圆片表面基底温度约为550℃。4.如权利要求2所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，采用激光电压设定值进行入射能量密度表征。5.如权利要求2所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，采用硅衬底在1300℃下亚熔体硼掺杂活化进行入射能量密度的周期监测。6.如权利要求2所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，在1200℃或以下使用非晶掺杂硅层的外延再生长进行工具和工艺匹配，允许匹配在能量密度的1％范围内。7.如权利要求6所述校准晶圆片正面入射能量密度的方法，其特征在于，所述非晶掺杂硅层的外延再生长选择40nm磷掺杂的外延生长层p-c-si(100)晶片。
技术总结
一种校准晶圆片正面入射能量密度的方法，包括：提供未掺杂的晶圆，采用不同能量密度的激光进行退火，未经校准的能量密度通过反馈回路控制，提供在任意单位的入射能量密度的测量；在退火工艺中，通过AFM对晶圆片进行表面粗糙度测试，获得表面熔化开始时的阈值变化点及所对应的实际入射能量密度；根据任意单位入射能量密度和阈值变化点时所对应的实际入射能量密度，进行入射能量密度校准。本发明利用AFM测量的表面粗糙度在晶圆表面熔化开始时的突然阈值变化来校准入射激光脉冲能量密度；对硅衬底在1300℃下亚熔体硼掺杂活化进行入射ED周期监测；在1200℃或以下使用非晶掺杂硅磷层的外延再生长进行工具和工艺匹配，并且匹配在能量密度的1％范围内。能量密度的1％范围内。能量密度的1％范围内。
技术研发人员：周璇 陆叶涛
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/4