[實用新型]激光退火裝置

有效

• 申請號: 201320813412.8
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN203607373U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 趙裕興;韓偉;汪昊;徐海濱
• 申請（專利權）人: 蘇州德龍激光股份有限公司
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;B23K26/064
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本實用新型涉及激光退火裝置技術領域，尤其涉及一種可提高晶體排列的激活率的激光退火裝置。

背景技術

隨著消費電子和家電業的飛速發展，高壓集成電路的耐高壓程度也在逐步提高，高壓功率集成電路常用BCD（Bipolar?CMOS?DMOS）工藝，BCD是一種半導體功率器件領域的制造技術，該工藝集合了Bipolar（絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管絕緣柵型場效應管組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體）高模擬精度、CMOS的高集成度以及DMOS的高功率和高壓特性。由意法半導體1986年率先研制成功，使得器件同時具備了雙極器件的高跨導強負載驅動能力和CMOS集成度高、低功耗的優點。整合過的BCD工藝可以大幅降低功耗，提高系統的性能和可靠性。

然而，由于該工藝的PSD（P型重摻雜區）和NSD（N型重摻雜區）工藝之后，有部分晶體排序不是有序的，而且不規則的，需要退火工藝來改變排序，提高激活率。傳統工藝是采用石英玻璃的退火爐烘烤退火，由于鋁基的熔點低，退火爐的溫度只能小于450度，導致晶體吸收能量低，退火后激活率僅提高9-13%。其退火效率低，不能夠滿足市場發展的需求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種可提高晶體排列的激活率的激光退火裝置。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種激光退火裝置，包括：

激光源，提供一激光束；

擴束模塊，位于所述激光束輸出光束的光路上；

光束整形模塊，用于使經所述光束整形模塊輸出的光束具有均勻的能量密度；

平場聚焦鏡，位于所述光束整形模塊輸出光束的光路上，用于聚焦所述光束整形模塊輸出的光束為平頂光斑。

作為本實用新型的進一步改進，所述擴束模塊包括擴束鏡，所述擴束鏡由共焦的凹透鏡和凸透鏡組成。

作為本實用新型的進一步改進，所述光束整形模塊采用非球面透鏡組或者衍射光學元件。

作為本實用新型的進一步改進，所述激光退火裝置還包括位于所述激光束的光路上并設置于所述光束整形模塊與所述平場聚焦鏡之間的掃描振鏡，所述掃描振鏡包括用于將輸出光束偏轉的掃描鏡以及調節光束直徑的振鏡。

作為本實用新型的進一步改進，所述平場聚焦鏡的焦距為160mm。

作為本實用新型的進一步改進，所述激光束的波長處于100-400nm的紫光波段或者400-700nm的綠光波段或者1025-2080nm的紅外波段。

作為本實用新型的進一步改進，所述平頂光斑的能量密度為2~5J/cm²。

作為本實用新型的進一步改進，所述激光退火裝置還包括影像定位系統，所述影像定位系統與所述平場聚焦鏡配合設置以將所述平頂光斑定位并聚焦至作用面。

作為本實用新型的進一步改進，所述影像定位系統包括CCD模組、遠心鏡頭以及LED光源，其中，所述CCD模組套設于所述遠心鏡頭上，所述LED光源設于所述遠心鏡頭的任一側的外緣。

作為本實用新型的進一步改進，所述激光退火裝置還包括控制系統，所述控制系統與所述影像定位系統配合設置以實現在所述作用面上選區退火。

本實用新型的有益效果在于，提出一種激光退火裝置及其激光退火方法，通過光學組件調節傳輸出能量分布均勻的平頂光斑，其具有退火效率高，均一性好的優點，同時提高了晶體排列的激活率，具有更高的加工效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的激光退火裝置的整體結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內。

請參圖1所示，為本實用新型的激光退火裝置整體結構示意圖，包括：激光源1，光學組件，影像定位系統20以及控制系統。其激光源1發出的激光束經光學組件內光學元件間配合調節轉換后，照射出能量均衡的平頂光斑，該平頂光斑具有退火效率高，均一性好的優點，同時提高了晶體排列的激活率，具有更高的加工效果。

具體地，該激光源1可選用高功率固體脈沖激光器，其提供一激光束照射至光學組件，優選地，該激光束的波長處于100-400nm的紫光波段或者400-700nm的綠光波段或者1025-2080nm的紅外波段。