Proces și echipamente semiconductoare (3/7) - Proces și echipamente de încălzire

1. Prezentare generală

Încălzirea, cunoscută și sub denumirea de procesare termică, se referă la procedurile de fabricație care funcționează la temperaturi ridicate, de obicei mai mari decât punctul de topire al aluminiului.

Procesul de încălzire se desfășoară de obicei într-un cuptor cu temperatură înaltă și include procese majore, cum ar fi oxidarea, difuzia impurităților și recoacere pentru repararea defectelor cristalului în fabricarea semiconductorilor.

Oxidarea: Este un proces în care o placă de siliciu este plasată într-o atmosferă de oxidanți, cum ar fi oxigenul sau vaporii de apă, pentru un tratament termic la temperatură înaltă, provocând o reacție chimică pe suprafața plachetei de siliciu pentru a forma o peliculă de oxid.

Difuziunea impurităților: se referă la utilizarea principiilor de difuzie termică în condiții de temperatură ridicată pentru a introduce elemente de impurități în substratul de siliciu conform cerințelor procesului, astfel încât acesta să aibă o distribuție specifică a concentrației, modificând astfel proprietățile electrice ale materialului de siliciu.

Recoacerea se referă la procesul de încălzire a plachetei de siliciu după implantarea ionică pentru a repara defectele rețelei cauzate de implantarea ionică.

Există trei tipuri de bază de echipamente utilizate pentru oxidare/difuziune/recoace:

• Cuptor orizontal;
• Cuptor vertical;
• Cuptor de încălzire rapidă: echipament de tratament termic rapid

Procesele tradiționale de tratament termic utilizează în principal tratamentul pe termen lung la temperatură înaltă pentru a elimina daunele cauzate de implantarea ionică, dar dezavantajele sale sunt îndepărtarea incompletă a defectelor și eficiența scăzută de activare a impurităților implantate.

În plus, din cauza temperaturii ridicate de recoacere și a timpului îndelungat, este probabil să apară redistribuirea impurităților, ceea ce face ca o cantitate mare de impurități să difuzeze și să nu îndeplinească cerințele joncțiunilor puțin adânci și distribuției înguste a impurităților.

Recoacere termică rapidă a plachetelor implantate cu ioni folosind echipamente de procesare termică rapidă (RTP) este o metodă de tratament termic care încălzește întreaga placă la o anumită temperatură (în general 400-1300°C) într-un timp foarte scurt.

În comparație cu recoacere cu încălzire a cuptorului, are avantajele unui buget termic mai mic, un interval mai mic de mișcare a impurităților în zona de dopaj, mai puțină poluare și un timp de procesare mai scurt.

Procesul de recoacere termică rapidă poate utiliza o varietate de surse de energie, iar intervalul de timp de recoacere este foarte larg (de la 100 la 10-9s, cum ar fi recoacere cu lampă, recoacere cu laser etc.). Poate activa complet impuritățile în timp ce suprimă eficient redistribuirea impurităților. În prezent, este utilizat pe scară largă în procesele de fabricație de circuite integrate high-end cu diametre ale plachetelor mai mari de 200 mm.

2. Al doilea proces de încălzire

2.1 Procesul de oxidare

În procesul de fabricație a circuitului integrat, există două metode de formare a filmelor de oxid de siliciu: oxidarea termică și depunerea.

Procesul de oxidare se referă la procesul de formare a SiO2 pe suprafața plachetelor de siliciu prin oxidare termică. Filmul de SiO2 format prin oxidare termică este utilizat pe scară largă în procesul de fabricație a circuitelor integrate datorită proprietăților sale superioare de izolare electrică și a fezabilității procesului.

Cele mai importante aplicații ale sale sunt următoarele:

• Protejați dispozitivele de zgârieturi și contaminare;
• Limitarea izolării câmpului purtătorilor încărcați (pasivarea suprafeței);
• Materiale dielectrice în structuri de oxid de poartă sau celule de stocare;
• Mascarea cu implant în dopaj;
• Un strat dielectric între straturile conductoare de metal.

(1)Protecția și izolarea dispozitivului

SiO2 crescut pe suprafața unei plachete (plachetă de siliciu) poate servi ca un strat de barieră eficient pentru a izola și proteja dispozitivele sensibile din siliciu.

Deoarece SiO2 este un material dur și neporos (dens), acesta poate fi utilizat pentru a izola eficient dispozitivele active pe suprafața de siliciu. Stratul dur de SiO2 va proteja placa de siliciu de zgârieturi și deteriorări care pot apărea în timpul procesului de fabricație.

(2)Pasivarea suprafeței

Pasivarea suprafeței Un avantaj major al SiO2 crescut termic este că poate reduce densitatea stării de suprafață a siliciului prin constrângerea legăturilor sale suspendate, un efect cunoscut sub numele de pasivare a suprafeței.

Previne degradarea electrică și reduce calea curentului de scurgere cauzat de umiditate, ioni sau alți contaminanți externi. Stratul dur de SiO2 protejează Si de zgârieturi și deteriorări ale procesului care pot apărea în timpul post-producției.

Stratul de SiO2 crescut pe suprafața Si poate lega contaminanții activi electric (contaminare cu ioni mobili) de pe suprafața Si. Pasivarea este, de asemenea, importantă pentru controlul curentului de scurgere al dispozitivelor de joncțiune și creșterea oxizilor de poartă stabilă.

Ca strat de pasivare de înaltă calitate, stratul de oxid are cerințe de calitate, cum ar fi grosime uniformă, fără găuri și goluri.

Un alt factor în utilizarea unui strat de oxid ca strat de pasivizare a suprafeței de Si este grosimea stratului de oxid. Stratul de oxid trebuie să fie suficient de gros pentru a preveni încărcarea stratului de metal din cauza acumulării de sarcină pe suprafața de siliciu, care este similară cu caracteristicile de stocare și defalcare a încărcăturii condensatoarelor obișnuite.

SiO2 are, de asemenea, un coeficient de dilatare termică foarte asemănător cu Si. Placile de siliciu se extind în timpul proceselor la temperaturi ridicate și se contractă în timpul răcirii.

SiO2 se extinde sau se contractă cu o viteză foarte apropiată de cea a Si, ceea ce reduce la minimum deformarea plachetei de siliciu în timpul procesului termic. Acest lucru evită, de asemenea, separarea filmului de oxid de suprafața de siliciu din cauza tensiunii filmului.

(3)Dielectric de oxid de poartă

Pentru cea mai frecvent utilizată și importantă structură de oxid de poartă în tehnologia MOS, un strat de oxid extrem de subțire este utilizat ca material dielectric. Deoarece stratul de oxid de poartă și Si de dedesubt au caracteristicile de înaltă calitate și stabilitate, stratul de oxid de poartă este în general obținut prin creșterea termică.

SiO2 are o rigiditate dielectrică ridicată (107V/m) și o rezistivitate ridicată (aproximativ 1017Ω·cm).

Cheia fiabilității dispozitivelor MOS este integritatea stratului de oxid de poartă. Structura de poartă în dispozitivele MOS controlează fluxul de curent. Deoarece acest oxid este baza pentru funcționarea microcipurilor bazate pe tehnologia cu efect de câmp,

Prin urmare, calitatea înaltă, uniformitatea excelentă a grosimii filmului și absența impurităților sunt cerințele sale de bază. Orice contaminare care poate degrada funcția structurii de oxid de poartă trebuie controlată strict.

(4)Bariera antidoping

SiO2 poate fi folosit ca strat de mascare eficient pentru dopajul selectiv al suprafeței de siliciu. Odată ce un strat de oxid este format pe suprafața de siliciu, SiO2 din partea transparentă a măștii este gravat pentru a forma o fereastră prin care materialul de dopaj poate intra în placheta de siliciu.

Acolo unde nu există ferestre, oxidul poate proteja suprafața de siliciu și poate împiedica difuzarea impurităților, permițând astfel implantarea selectivă a impurităților.

Dopanții se mișcă lent în SiO2 în comparație cu Si, așa că este necesar doar un strat subțire de oxid pentru a bloca dopanții (rețineți că această rată depinde de temperatură).

Un strat subțire de oxid (de exemplu, 150 Å gros) poate fi, de asemenea, utilizat în zonele în care este necesară implantarea ionică, care poate fi utilizat pentru a minimiza deteriorarea suprafeței de siliciu.

De asemenea, permite un control mai bun al adâncimii joncțiunii în timpul implantării impurităților prin reducerea efectului de canalizare. După implantare, oxidul poate fi îndepărtat selectiv cu acid fluorhidric pentru a face suprafața de siliciu din nou plată.

(5)Strat dielectric între straturile metalice

SiO2 nu conduce electricitatea în condiții normale, deci este un izolator eficient între straturile metalice din microcipuri. SiO2 poate preveni scurtcircuitele între stratul de metal superior și stratul de metal inferior, la fel cum izolatorul de pe fir poate preveni scurtcircuitele.

Cerința de calitate pentru oxid este că nu are găuri și goluri. Este adesea dopat pentru a obține o fluiditate mai eficientă, ceea ce poate minimiza mai bine difuzia contaminării. Se obține de obicei prin depunere chimică de vapori, mai degrabă decât prin creșterea termică.

În funcție de gazul de reacție, procesul de oxidare este de obicei împărțit în:

• Oxidarea oxigenului uscat: Si + O2→SiO2;
• Oxidarea umedă a oxigenului: 2H2O (vapori de apă) + Si→SiO2+2H2;
• Oxidarea dopată cu clor: clorul gazos, cum ar fi clorura de hidrogen (HCl), dicloretilena DCE (C2H2Cl2) sau derivații săi, este adăugat la oxigen pentru a îmbunătăți rata de oxidare și calitatea stratului de oxid.

(1)Procesul de oxidare a oxigenului uscat: Moleculele de oxigen din gazul de reacție difuzează prin stratul de oxid deja format, ajung la interfața dintre SiO2 și Si, reacţionează cu Si, apoi formează un strat de SiO2.

SiO2 preparat prin oxidarea oxigenului uscat are o structură densă, grosime uniformă, capacitate puternică de mascare pentru injectare și difuzie și repetabilitate ridicată a procesului. Dezavantajul său este că rata de creștere este lentă.

Această metodă este utilizată în general pentru oxidarea de înaltă calitate, cum ar fi oxidarea dielectrică de poartă, oxidarea stratului tampon subțire sau pentru pornirea oxidării și terminarea oxidării în timpul oxidării stratului tampon gros.

(2)Procesul de oxidare umed a oxigenului: Vaporii de apă pot fi transportați direct în oxigen sau pot fi obținuți prin reacția hidrogenului și oxigenului. Viteza de oxidare poate fi modificată prin ajustarea raportului de presiune parțială dintre hidrogen sau vapori de apă la oxigen.

Rețineți că, pentru a asigura siguranța, raportul dintre hidrogen și oxigen nu trebuie să depășească 1,88:1. Oxidarea umedă a oxigenului se datorează prezenței atât a oxigenului, cât și a vaporilor de apă în gazul de reacție, iar vaporii de apă se vor descompune în oxid de hidrogen (HO) la temperaturi ridicate.

Viteza de difuzie a oxidului de hidrogen în oxidul de siliciu este mult mai rapidă decât cea a oxigenului, astfel încât rata de oxidare a oxigenului umed este cu aproximativ un ordin de mărime mai mare decât rata de oxidare a oxigenului uscat.

(3)Proces de oxidare dopat cu clor: Pe lângă oxidarea tradițională uscată a oxigenului și oxidarea umedă a oxigenului, clorul gazos, cum ar fi clorura de hidrogen (HCl), dicloretilena DCE (C2H2Cl2) sau derivații săi, pot fi adăugate la oxigen pentru a îmbunătăți rata de oxidare și calitatea stratului de oxid. .

Motivul principal pentru creșterea ratei de oxidare este că atunci când se adaugă clor pentru oxidare, nu numai că reactantul conține vapori de apă care pot accelera oxidarea, dar și clorul se acumulează lângă interfața dintre Si și SiO2. În prezența oxigenului, compușii clorosiliciului sunt ușor transformați în oxid de siliciu, care poate cataliza oxidarea.

Motivul principal pentru îmbunătățirea calității stratului de oxid este că atomii de clor din stratul de oxid pot purifica activitatea ionilor de sodiu, reducând astfel defectele de oxidare introduse de contaminarea cu ioni de sodiu a echipamentelor și a materiilor prime de proces. Prin urmare, dopajul cu clor este implicat în majoritatea proceselor de oxidare a oxigenului uscat.

2.2 Procesul de difuzie

Difuzia tradițională se referă la transferul de substanțe din zone cu concentrație mai mare în zone cu concentrație mai mică până când acestea sunt distribuite uniform. Procesul de difuzie urmează legea lui Fick. Difuzia poate avea loc între două sau mai multe substanțe, iar diferențele de concentrație și temperatură dintre diferite zone conduc distribuția substanțelor la o stare uniformă de echilibru.

Una dintre cele mai importante proprietăți ale materialelor semiconductoare este că conductivitatea lor poate fi ajustată prin adăugarea de diferite tipuri sau concentrații de dopanți. În fabricarea circuitelor integrate, acest proces este de obicei realizat prin procese de dopaj sau difuzie.

În funcție de obiectivele de proiectare, materialele semiconductoare precum siliciul, germaniul sau compușii III-V pot obține două proprietăți semiconductoare diferite, de tip N sau de tip P, prin dopare cu impurități donatoare sau impurități acceptoare.

Dopajul semiconductorilor se realizează în principal prin două metode: difuzie sau implantare ionică, fiecare având propriile caracteristici:

Dopajul prin difuzie este mai puțin costisitor, dar concentrația și adâncimea materialului de dopaj nu pot fi controlate cu precizie;

În timp ce implantarea ionică este relativ costisitoare, aceasta permite un control precis al profilurilor de concentrație de dopanți.

Înainte de anii 1970, dimensiunea caracteristicilor grafice a circuitelor integrate era de ordinul a 10 μm, iar tehnologia tradițională de difuzie termică era utilizată în general pentru dopaj.

Procesul de difuzie este utilizat în principal pentru modificarea materialelor semiconductoare. Prin difuzarea diferitelor substanțe în materiale semiconductoare, conductivitatea acestora și alte proprietăți fizice pot fi modificate.

De exemplu, prin difuzarea elementului trivalent bor în siliciu, se formează un semiconductor de tip P; prin doparea elementelor pentavalente fosfor sau arsen se formează un semiconductor de tip N. Când un semiconductor de tip P cu mai multe găuri intră în contact cu un semiconductor de tip N cu mai mulți electroni, se formează o joncțiune PN.

Pe măsură ce dimensiunile caracteristicilor se micșorează, procesul de difuzie izotropă face posibil ca dopanții să difuzeze pe cealaltă parte a stratului de oxid de scut, provocând scurtcircuitare între regiunile adiacente.

Cu excepția unor utilizări speciale (cum ar fi difuzia pe termen lung pentru a forma zone rezistente la înaltă tensiune distribuite uniform), procesul de difuzie a fost înlocuit treptat cu implantarea ionică.

Cu toate acestea, în generarea tehnologiei sub 10 nm, deoarece dimensiunea Fin în dispozitivul tridimensional cu efect de câmp (FinFET) este foarte mică, implantarea ionică va deteriora structura sa minusculă. Utilizarea procesului de difuzie a sursei solide poate rezolva această problemă.

2.3 Procesul de degradare

Procesul de recoacere se mai numește și recoacere termică. Procesul este de a plasa placheta de siliciu într-un mediu cu temperatură ridicată pentru o anumită perioadă de timp pentru a schimba microstructura de pe suprafața sau în interiorul plachetei de siliciu pentru a atinge un scop specific al procesului.

Cei mai critici parametri în procesul de recoacere sunt temperatura și timpul. Cu cât temperatura este mai mare și cu cât timpul este mai lung, cu atât bugetul termic este mai mare.

În procesul real de fabricație a circuitului integrat, bugetul termic este strict controlat. Dacă în fluxul procesului există mai multe procese de recoacere, bugetul termic poate fi exprimat ca suprapunerea mai multor tratamente termice.

Cu toate acestea, odată cu miniaturizarea nodurilor de proces, bugetul termic admis în întregul proces devine din ce în ce mai mic, adică temperatura procesului termic de înaltă temperatură devine mai scăzută și timpul devine mai scurt.

De obicei, procesul de recoacere este combinat cu implantarea ionică, depunerea de peliculă subțire, formarea de siliciu metalic și alte procese. Cea mai comună este recoacerea termică după implantarea ionică.

Implantarea ionică va afecta atomii substratului, determinându-i să se desprindă de structura originală a rețelei și deteriorarea rețelei substratului. Recoacere termică poate repara deteriorarea rețelei cauzată de implantarea ionică și poate muta, de asemenea, atomii de impurități implantați din golurile rețelei către locurile rețelei, activându-i astfel.

Temperatura necesară pentru repararea deteriorării rețelei este de aproximativ 500°C, iar temperatura necesară pentru activarea impurităților este de aproximativ 950°C. În teorie, cu cât timpul de recoacere este mai lung și temperatura este mai mare, cu atât rata de activare a impurităților este mai mare, dar un buget termic prea mare va duce la difuzia excesivă a impurităților, făcând procesul necontrolabil și provocând, în final, degradarea performanței dispozitivului și a circuitului.

Prin urmare, odată cu dezvoltarea tehnologiei de fabricație, recoacerea tradițională pe termen lung a cuptorului a fost înlocuită treptat cu recoacere termică rapidă (RTA).

În procesul de fabricație, unele filme specifice trebuie să fie supuse unui proces de recoacere termică după depunere pentru a modifica anumite proprietăți fizice sau chimice ale peliculei. De exemplu, un film liber devine dens, schimbându-și rata de gravare uscată sau umedă;

Un alt proces de recoacere utilizat în mod obișnuit are loc în timpul formării siliciurului metalic. Filmele metalice precum cobalt, nichel, titan etc. sunt pulverizate pe suprafața plachetei de siliciu, iar după recoacere termică rapidă la o temperatură relativ scăzută, metalul și siliciul pot forma un aliaj.

Anumite metale formează diferite faze de aliaj în diferite condiții de temperatură. În general, se speră să formeze o fază de aliaj cu rezistență la contact și rezistență a corpului mai scăzute în timpul procesului.

În funcție de diferitele cerințe de buget termic, procesul de recoacere este împărțit în recoacere la cuptor cu temperatură înaltă și recoacere termică rapidă.

• Recoacerea tubului cuptorului la temperatură înaltă:

Este o metodă tradițională de recoacere cu temperatură ridicată, timp lung de recoacere și buget mare.

În unele procese speciale, cum ar fi tehnologia de izolare cu injecție de oxigen pentru prepararea substraturilor SOI și procesele de difuzie în puțuri adânci, este utilizat pe scară largă. Astfel de procese necesită în general un buget termic mai mare pentru a obține o rețea perfectă sau o distribuție uniformă a impurităților.

• Recoacere termică rapidă:

Este procesul de prelucrare a plachetelor de siliciu prin încălzire/răcire extrem de rapidă și durată scurtă la temperatura țintă, uneori numită și Procesare termică rapidă (RTP).

În procesul de formare a joncțiunilor ultra-superficiale, recoacerea termică rapidă realizează o optimizare de compromis între repararea defectelor rețelei, activarea impurităților și minimizarea difuziei impurităților și este indispensabilă în procesul de fabricație a nodurilor cu tehnologie avansată.

Procesul de creștere/scădere a temperaturii și șederea scurtă la temperatura țintă constituie împreună bugetul termic al recoacerii termice rapide.

Recoacerea termică rapidă tradițională are o temperatură de aproximativ 1000°C și durează câteva secunde. În ultimii ani, cerințele pentru recoacere termică rapidă au devenit din ce în ce mai stricte, iar recoacere rapidă, recoacere cu vârfuri și recoacere cu laser s-au dezvoltat treptat, timpii de recoacere ajungând la milisecunde și chiar tinzând să se dezvolte spre microsecunde și submicrosecunde.

3 . Trei echipamente de proces de încălzire

3.1 Echipamente de difuzie și oxidare

Procesul de difuzie folosește în principal principiul difuziei termice în condiții de temperatură înaltă (de obicei 900-1200℃) pentru a încorpora elemente de impurități în substratul de siliciu la o adâncime necesară pentru a-i oferi o distribuție specifică a concentrației, pentru a modifica proprietățile electrice ale material și formează o structură de dispozitiv semiconductor.

În tehnologia circuitelor integrate cu siliciu, procesul de difuzie este utilizat pentru a realiza joncțiuni PN sau componente, cum ar fi rezistențe, condensatoare, cablaje de interconectare, diode și tranzistoare în circuitele integrate și este, de asemenea, utilizat pentru izolarea între componente.

Datorită incapacității de a controla cu exactitate distribuția concentrației de dopaj, procesul de difuzie a fost înlocuit treptat cu procesul de dopaj cu implantare ionică în fabricarea de circuite integrate cu diametre ale plachetelor de 200 mm și mai mult, dar o cantitate mică este încă utilizată în cazul greutăților grele. procesele de dopaj.

Echipamentele tradiționale de difuzie sunt în principal cuptoare de difuzie orizontale și există, de asemenea, un număr mic de cuptoare de difuzie verticale.

Cuptor de difuzie orizontal:

Este un echipament de tratament termic utilizat pe scară largă în procesul de difuzie a circuitelor integrate cu diametrul plachetei mai mic de 200 mm. Caracteristicile sale sunt că corpul cuptorului de încălzire, tubul de reacție și barca de cuarț care transportă napolitane sunt toate plasate orizontal, astfel încât are caracteristicile procesului de o bună uniformitate între napolitane.

Nu este doar unul dintre echipamentele frontale importante pe linia de producție a circuitelor integrate, ci și utilizat pe scară largă în difuzie, oxidare, recoacere, aliere și alte procese în industrii precum dispozitive discrete, dispozitive electronice de putere, dispozitive optoelectronice și fibre optice. .

Cuptor de difuzie vertical:

În general, se referă la un echipament de tratament termic în serie utilizat în procesul de circuit integrat pentru napolitane cu un diametru de 200 mm și 300 mm, cunoscut în mod obișnuit ca cuptor vertical.

Caracteristicile structurale ale cuptorului de difuzie verticală sunt că corpul cuptorului de încălzire, tubul de reacție și barca de cuarț care transportă napolitana sunt toate plasate vertical, iar napolitana este plasată orizontal. Are caracteristicile unei bune uniformități în cadrul plachetei, un grad ridicat de automatizare și o performanță stabilă a sistemului, care poate satisface nevoile liniilor de producție de circuite integrate la scară largă.

Cuptorul de difuzie verticală este unul dintre echipamentele importante din linia de producție a circuitelor integrate de semiconductor și este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit în procesele conexe din domeniul dispozitivelor electronice de putere (IGBT) și așa mai departe.

Cuptorul de difuzie verticală este aplicabil proceselor de oxidare, cum ar fi oxidarea uscată a oxigenului, oxidarea prin sinteza hidrogen-oxigen, oxidarea oxinitrurei de siliciu și procesele de creștere a filmului subțire, cum ar fi dioxidul de siliciu, polisiliciul, nitrura de siliciu (Si3N4) și depunerea stratului atomic.

De asemenea, este utilizat în mod obișnuit în procesele de recoacere la temperatură înaltă, recoacere a cuprului și aliere. În ceea ce privește procesul de difuzie, cuptoarele de difuzie verticale sunt uneori folosite și în procesele grele de dopaj.

3.2 Echipamente de recoacere rapidă

Echipamentul de procesare termică rapidă (RTP) este un echipament de tratament termic cu o singură napolitană care poate ridica rapid temperatura napolitanei la temperatura cerută de proces (200-1300°C) și o poate răci rapid. Viteza de încălzire/răcire este în general de 20-250°C/s.

Pe lângă o gamă largă de surse de energie și timp de recoacere, echipamentul RTP are și alte performanțe excelente ale procesului, cum ar fi un control excelent al bugetului termic și o uniformitate mai bună a suprafeței (în special pentru napolitane de dimensiuni mari), repararea daunelor plachetelor cauzate de implantarea ionică și mai multe camere pot rula diferite etape de proces simultan.

În plus, echipamentele RTP pot converti și ajusta în mod flexibil și rapid gazele de proces, astfel încât mai multe procese de tratament termic să poată fi finalizate în același proces de tratament termic.

Echipamentul RTP este cel mai frecvent utilizat în recoacere termică rapidă (RTA). După implantarea ionică, echipamentul RTP este necesar pentru a repara daunele cauzate de implantarea ionică, pentru a activa protonii dopați și pentru a inhiba eficient difuzia impurităților.

În general, temperatura pentru repararea defectelor rețelei este de aproximativ 500°C, în timp ce 950°C este necesară pentru activarea atomilor dopați. Activarea impurităților este legată de timp și temperatură. Cu cât timpul este mai lung și cu cât temperatura este mai mare, cu atât impuritățile sunt activate mai mult, dar nu favorizează inhibarea difuziei impurităților.

Deoarece echipamentul RTP are caracteristicile unei creșteri/scăderi rapide a temperaturii și o durată scurtă, procesul de recoacere după implantarea ionilor poate realiza selecția optimă a parametrilor dintre repararea defectelor rețelei, activarea impurităților și inhibarea difuziei impurităților.

RTA este împărțit în principal în următoarele patru categorii:

(1)Recoacerea Spike

Caracteristica sa este că se concentrează pe procesul rapid de încălzire/răcire, dar practic nu are proces de conservare a căldurii. Recoacere cu vârfuri rămâne la punctul de temperatură ridicată pentru un timp foarte scurt, iar funcția sa principală este de a activa elementele de dopaj.

În aplicațiile reale, napolitana începe să se încălzească rapid de la un anumit punct stabil de temperatură de așteptare și se răcește imediat după atingerea punctului de temperatură țintă.

Deoarece timpul de întreținere la punctul de temperatură țintă (adică, punctul de temperatură de vârf) este foarte scurt, procesul de recoacere poate maximiza gradul de activare a impurităților și poate minimiza gradul de difuzie a impurităților, având în același timp caracteristici bune de reparare a defecțiunilor, rezultând o creștere mai mare. calitatea legăturii și curentul de scurgere mai mic.

Recoacere cu vârfuri este utilizată pe scară largă în procesele de joncțiune ultra-superficială după 65 nm. Parametrii procesului de recoacere cu vârf includ în principal temperatura de vârf, timpul de așteptare de vârf, divergența temperaturii și rezistența plăcilor după proces.

Cu cât timpul de vârf este mai scurt, cu atât mai bine. Depinde în principal de viteza de încălzire/răcire a sistemului de control al temperaturii, dar atmosfera de gaz de proces selectată are uneori și un anumit impact asupra acesteia.

De exemplu, heliul are un volum atomic mic și o rată de difuzie rapidă, ceea ce conduce la un transfer rapid și uniform de căldură și poate reduce lățimea vârfului sau timpul de rezidență maxim. Prin urmare, heliul este uneori ales pentru a ajuta la încălzire și răcire.

(2)Recoacerea lampa

Tehnologia de recoacere a lămpii este utilizată pe scară largă. Lămpile cu halogen sunt în general utilizate ca surse de căldură cu recoacere rapidă. Ratele lor ridicate de încălzire/răcire și controlul precis al temperaturii pot îndeplini cerințele proceselor de fabricație de peste 65 nm.

Cu toate acestea, nu poate îndeplini pe deplin cerințele stricte ale procesului de 45 nm (după procesul de 45 nm, când are loc contactul nichel-siliciu al LSI logic, placa trebuie încălzită rapid de la 200 ° C la peste 1000 ° C în câteva milisecunde, deci recoacerea cu laser este in general necesara).

(3)Recoacerea cu laser

Recoacere cu laser este procesul de utilizare directă a laserului pentru a crește rapid temperatura suprafeței plachetei până când este suficient pentru a topi cristalul de siliciu, făcându-l puternic activat.

Avantajele recoacerii cu laser sunt încălzirea extrem de rapidă și controlul sensibil. Nu necesită încălzire cu filament și practic nu există probleme cu întârzierea temperaturii și durata de viață a filamentului.

Cu toate acestea, din punct de vedere tehnic, recoacerea cu laser are probleme cu curentul de scurgere și defectele reziduale, care vor avea, de asemenea, un anumit impact asupra performanței dispozitivului.

(4)Recoacerea rapidă

Recoacere rapidă este o tehnologie de recoacere care utilizează radiații de înaltă intensitate pentru a efectua recoacere cu vârfuri pe plachete la o anumită temperatură de preîncălzire.

Placa este preîncălzită la 600-800°C, iar apoi radiația de mare intensitate este utilizată pentru iradierea cu impulsuri de scurtă durată. Când temperatura de vârf a plachetei atinge temperatura de recoacere necesară, radiația este imediat oprită.

Echipamentele RTP sunt din ce în ce mai utilizate în fabricarea de circuite integrate avansate.

Pe lângă faptul că sunt utilizate pe scară largă în procesele RTA, echipamentele RTP au început să fie utilizate și în oxidarea termică rapidă, nitrurarea termică rapidă, difuzia termică rapidă, depunerea rapidă a vaporilor chimici, precum și generarea de siliciu metalic și procesele epitaxiale.

———————————————————————————————————————————————————— ——

Semicera poate oferipiese din grafit,pâslă moale/rigidă,piese din carbură de siliciu,Piese din carbură de siliciu CVD, șiPiese acoperite cu SiC/TaCcu proces complet de semiconductor în 30 de zile.

Dacă sunteți interesat de produsele semiconductoare de mai sus,vă rugăm să nu ezitați să ne contactați prima dată.

Tel: +86-13373889683

WhatsApp: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com