[发明专利]硅中的高浓度掺杂

权利要求书

1.一种用于处理晶体硅器件的方法，所述晶体硅器件具有多个晶体硅区域，至少一个晶体硅区域具有多处晶体缺陷或污染，所述至少一个晶体硅区域是掺杂的晶体硅区域，其中，一些掺杂剂原子通过与氢原子结合进行钝化，所述方法包括：

通过加热和光照所述掺杂的晶体硅区域以断裂至少一些掺杂剂原子和氢原子之间的键来重新活化一些钝化的掺杂剂原子，从而产生较高浓度的中性或阴性氢原子，由此一些所述氢原子从所述掺杂的晶体硅区域扩散而不会重新键合至所述掺杂剂原子；以及

随后加热至少一部分所述掺杂的晶体硅区域以使一些或所有所述中性或阴性氢原子键合至所述至少一个晶体硅区域中的所述晶体缺陷或污染。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在加热和光照所述掺杂的晶体硅区域后提供冷却期，在此期间保持所述光照以维持较高浓度的中性或阴性氢原子。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，在所述重新活化之前：

用第一掺杂剂极性的掺杂剂原子掺杂所述晶体硅器件的区域以产生所述掺杂的晶体硅区域，所述掺杂的晶体硅区域具有的掺杂剂原子浓度大于所述掺杂的晶体硅区域所需的最终活性掺杂剂原子浓度，以及

将氢原子引入至所述掺杂的晶体硅区域，由此一些氢原子键合第一掺杂剂类型的一些或所有掺杂剂原子以钝化各自的掺杂剂原子。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述掺杂的晶体硅区域是所述器件的表面区域。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述掺杂剂原子的加热和光照利用激光进行。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在选择的晶体硅区域中的一些或所有的所述钝化的掺杂剂原子随后通过使所述选择的晶体硅区域中的所述掺杂剂原子经受加热以及光照邻近所述选择的晶体硅区域的晶体硅区域而重新活化，由此产生电子-空穴对以增加邻近所述选择的晶体硅区域的晶体硅区域内的少数载流子的比例，并且使得产生于邻近所述选择的晶体硅区域的区域内的所述少数载流子将扩散至所述选择的晶体硅区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，使所述选择的晶体硅区域在所述少数载流子的载流子寿命内或者在所述选择的晶体区域内的中性氢原子或与所述掺杂剂原子相同电荷状态的氢原子的预期寿命内冷却至低于120℃。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述选择的晶体硅区域和邻近所述选择的晶体硅区域的晶体硅区域的加热和/或光照利用激光进行。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述激光对所述晶体硅器件的多个晶体硅区域进行扫描。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，氢原子通过在晶体硅的表面形成介电氢源，并且随后加热所述器件以将所述氢原子迁移至所述晶体硅而引入至所述晶体硅中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过在缺乏光照的条件下加热所述器件，氢原子从所述介电氢源引入至所述晶体硅器件中以钝化所述晶体硅表面区域内的掺杂剂原子。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，介电氢源形成于所述晶体硅器件的每个晶体硅前表面和晶体硅背表面上。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述晶体硅器件包括氢必须通过其扩散的晶体硅表面n-型扩散层，所述晶体硅表面n-型扩散层具有1×10²⁰原子/立方厘米或更低的净活性掺杂浓度。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述晶体硅器件包括氢必须通过其扩散的晶体硅表面p-型扩散层，所述晶体硅表面p-型扩散层具有1×10¹⁹原子/平方厘米或更低的净活性掺杂浓度。