熱退火是將被離子注入的硅片整個加熱到某一溫度并停留一段時間以消除晶格損傷和使雜質(zhì)電激活的過程。 M81C55A-5熱退火消除晶格損傷是由離子注人形成的穩(wěn)定缺陷群,在熱處理時分解成點缺陷等結(jié)構(gòu)簡單的缺陷,這些結(jié)構(gòu)簡單的缺陷,在熱處理溫度下,能以較高的遷移率在晶體中移動,同時逐漸被消滅或被原來晶體中的位錯、雜質(zhì)或表面所吸收,從而使損傷消除,晶格完整性得以恢復(fù)。對于非晶質(zhì)層,這種晶格的恢復(fù)首先發(fā)生在損傷層與襯底單晶層交界處,即由襯底向上通過外延生長來使整個晶體得到恢復(fù)。一般按這種方式恢復(fù)晶格時,所需要的退火溫度較低。例如,對于硅中注人Sb+所形成的非晶質(zhì)層通常只需要在600~650℃下退火⒛min即可。但如果注人劑量尚不至于大到形成非晶質(zhì)層,而是形成局部非晶質(zhì)區(qū),則需要較高的退火溫度,如850℃以上。為了使注入層的損傷得到充分消除,近來也有把退火溫度提高到960℃或1000℃以上,退火時間增加到數(shù)小時的。

   熱退火能夠滿足一般的要求,但也存在較大的缺點:一是熱退火消除缺陷不完全,實驗發(fā)現(xiàn),即使將退火溫度提高到1100℃,仍然能觀察到大量的殘余缺陷;二是許多注入雜質(zhì)的電激活率不夠高。為了充分發(fā)揮離子注人的優(yōu)越性,逐漸采用快速退火方法。