1. Visió general
L'escalfament, també conegut com a processament tèrmic, fa referència als procediments de fabricació que operen a temperatures elevades, generalment superiors al punt de fusió de l'alumini.
El procés d'escalfament es realitza normalment en un forn d'alta temperatura i inclou processos importants com ara l'oxidació, la difusió d'impureses i el recuit per a la reparació de defectes de cristall en la fabricació de semiconductors.
Oxidació: és un procés en què una hòstia de silici es col·loca en una atmosfera d'oxidants com l'oxigen o el vapor d'aigua per a un tractament tèrmic a alta temperatura, provocant una reacció química a la superfície de l'hòstia de silici per formar una pel·lícula d'òxid.
Difusió d'impureses: es refereix a l'ús de principis de difusió tèrmica en condicions d'alta temperatura per introduir elements d'impureses al substrat de silici segons els requisits del procés, de manera que tingui una distribució de concentració específica, canviant així les propietats elèctriques del material de silici.
El recuit es refereix al procés d'escalfament de la hòstia de silici després de la implantació d'ions per reparar els defectes de gelosia causats per la implantació d'ions.
Hi ha tres tipus bàsics d'equips utilitzats per a l'oxidació/difusió/recuit:
- Forn horitzontal;
- Forn vertical;
- Forn d'escalfament ràpid: equip de tractament tèrmic ràpid
Els processos de tractament tèrmic tradicionals utilitzen principalment un tractament a llarg termini a alta temperatura per eliminar els danys causats per la implantació d'ions, però els seus desavantatges són l'eliminació incompleta de defectes i la baixa eficiència d'activació de les impureses implantades.
A més, a causa de l'alta temperatura de recuit i el llarg temps, és probable que es produeixi una redistribució d'impureses, fent que una gran quantitat d'impureses es difongui i no compleixi els requisits d'unions poc profundes i una distribució estreta d'impureses.
El recuit tèrmic ràpid de les hòsties implantades amb ions mitjançant equips de processament tèrmic ràpid (RTP) és un mètode de tractament tèrmic que escalfa tota la hòstia a una determinada temperatura (generalment 400-1300 °C) en molt poc temps.
En comparació amb el recuit d'escalfament del forn, té els avantatges d'un menor pressupost tèrmic, un menor rang de moviment d'impureses a l'àrea de dopatge, menys contaminació i un temps de processament més curt.
El procés de recuit tèrmic ràpid pot utilitzar una varietat de fonts d'energia, i el rang de temps de recuit és molt ampli (de 100 a 10-9 segons, com ara recuit de làmpada, recuit làser, etc.). Pot activar completament les impureses alhora que suprimeix eficaçment la redistribució d'impureses. Actualment s'utilitza àmpliament en processos de fabricació de circuits integrats de gamma alta amb diàmetres d'hòsties superiors a 200 mm.
2. Segon procés d'escalfament
2.1 Procés d'oxidació
En el procés de fabricació de circuits integrats, hi ha dos mètodes per formar pel·lícules d'òxid de silici: oxidació tèrmica i deposició.
El procés d'oxidació es refereix al procés de formació de SiO2 a la superfície de les hòsties de silici per oxidació tèrmica. La pel·lícula de SiO2 formada per oxidació tèrmica s'utilitza àmpliament en el procés de fabricació de circuits integrats a causa de les seves propietats d'aïllament elèctric superiors i la seva viabilitat del procés.
Les seves aplicacions més importants són les següents:
- Protegiu els dispositius de rascades i contaminació;
- Limitació de l'aïllament del camp dels portadors carregats (passivació superficial);
- Materials dielèctrics en estructures d'òxid de porta o cel·les d'emmagatzematge;
- Enmascarament d'implants en dopatge;
- Una capa dielèctrica entre capes conductores metàl·liques.
(1)Protecció i aïllament del dispositiu
SiO2 cultivat a la superfície d'una hòstia (hòstia de silici) pot servir com a capa de barrera eficaç per aïllar i protegir dispositius sensibles dins del silici.
Com que SiO2 és un material dur i no porós (dens), es pot utilitzar per aïllar eficaçment dispositius actius a la superfície de silici. La capa dura de SiO2 protegirà la hòstia de silici de les ratllades i els danys que es puguin produir durant el procés de fabricació.
(2)Passivació superficial
Passivació superficial Un avantatge important del SiO2 cultivat tèrmicament és que pot reduir la densitat de l'estat superficial del silici restringint els seus enllaços penjants, un efecte conegut com a passivació superficial.
Evita la degradació elèctrica i redueix el camí del corrent de fuga causat per la humitat, els ions o altres contaminants externs. La capa dura de SiO2 protegeix el Si de rascades i danys al procés que es poden produir durant la postproducció.
La capa de SiO2 cultivada a la superfície de Si pot unir els contaminants elèctricament actius (contaminació d'ions mòbils) a la superfície de Si. La passivació també és important per controlar el corrent de fuga dels dispositius d'unió i fer créixer òxids de porta estables.
Com a capa de passivació d'alta qualitat, la capa d'òxid té requisits de qualitat com ara un gruix uniforme, sense forats i buits.
Un altre factor a l'hora d'utilitzar una capa d'òxid com a capa de passivació superficial de Si és el gruix de la capa d'òxid. La capa d'òxid ha de ser prou gruixuda per evitar que la capa metàl·lica es carregui a causa de l'acumulació de càrrega a la superfície de silici, que és similar a les característiques d'emmagatzematge i ruptura de càrrega dels condensadors normals.
SiO2 també té un coeficient d'expansió tèrmica molt similar al Si. Les hòsties de silici s'expandeixen durant els processos d'alta temperatura i es contrauen durant el refredament.
SiO2 s'expandeix o es contrau a una velocitat molt propera a la del Si, la qual cosa minimitza la deformació de l'hòstia de silici durant el procés tèrmic. Això també evita la separació de la pel·lícula d'òxid de la superfície de silici a causa de l'estrès de la pel·lícula.
(3)Dielèctric d'òxid de porta
Per a l'estructura d'òxid de porta més utilitzada i important en la tecnologia MOS, s'utilitza una capa d'òxid extremadament prima com a material dielèctric. Com que la capa d'òxid de la porta i el Si inferior tenen les característiques d'alta qualitat i estabilitat, la capa d'òxid de la porta s'obté generalment per creixement tèrmic.
SiO2 té una alta rigidesa dielèctrica (107V/m) i una alta resistivitat (uns 1017Ω·cm).
La clau de la fiabilitat dels dispositius MOS és la integritat de la capa d'òxid de la porta. L'estructura de la porta dels dispositius MOS controla el flux de corrent. Com que aquest òxid és la base per a la funció dels microxips basats en la tecnologia d'efecte de camp,
Per tant, els seus requisits bàsics són d'alta qualitat, una excel·lent uniformitat del gruix de la pel·lícula i l'absència d'impureses. Qualsevol contaminació que pugui degradar la funció de l'estructura d'òxid de la porta s'ha de controlar estrictament.
(4)Barrera antidopatge
SiO2 es pot utilitzar com a capa d'emmascarament eficaç per al dopatge selectiu de la superfície de silici. Un cop formada una capa d'òxid a la superfície de silici, el SiO2 a la part transparent de la màscara es grava per formar una finestra a través de la qual el material de dopatge pot entrar a la hòstia de silici.
Quan no hi ha finestres, l'òxid pot protegir la superfície de silici i evitar que les impureses es difonguin, permetent així la implantació selectiva d'impureses.
Els dopants es mouen lentament en SiO2 en comparació amb Si, de manera que només es necessita una capa d'òxid prima per bloquejar els dopants (tingueu en compte que aquesta velocitat depèn de la temperatura).
També es pot utilitzar una capa d'òxid prima (per exemple, 150 Å de gruix) a les zones on es requereix la implantació d'ions, que es pot utilitzar per minimitzar els danys a la superfície de silici.
També permet un millor control de la profunditat de la unió durant la implantació d'impureses reduint l'efecte de canalització. Després de la implantació, l'òxid es pot eliminar selectivament amb àcid fluorhídric per fer que la superfície de silici torni a plana.
(5)Capa dielèctrica entre capes metàl·liques
SiO2 no condueix l'electricitat en condicions normals, per la qual cosa és un aïllant efectiu entre les capes metàl·liques dels microxips. SiO2 pot evitar curtcircuits entre la capa metàl·lica superior i la capa metàl·lica inferior, igual que l'aïllant del cable pot evitar curtcircuits.
El requisit de qualitat per a l'òxid és que estigui lliure de forats i buits. Sovint es dopa per obtenir una fluïdesa més efectiva, que pot minimitzar millor la difusió de la contaminació. Normalment s'obté per deposició de vapor químic més que per creixement tèrmic.
Depenent del gas de reacció, el procés d'oxidació normalment es divideix en:
- Oxigenació d'oxigen sec: Si + O2→SiO2;
- Oxidació d'oxigen humit: 2H2O (vapor d'aigua) + Si→SiO2+2H2;
- Oxidació dopada amb clor: el clor gasós, com el clorur d'hidrogen (HCl), el dicloroetilè DCE (C2H2Cl2) o els seus derivats, s'afegeix a l'oxigen per millorar la velocitat d'oxidació i la qualitat de la capa d'òxid.
(1)Procés d'oxidació de l'oxigen sec: Les molècules d'oxigen del gas de reacció es difonen a través de la capa d'òxid ja formada, arriben a la interfície entre SiO2 i Si, reaccionen amb Si i després formen una capa de SiO2.
El SiO2 preparat per oxidació d'oxigen sec té una estructura densa, un gruix uniforme, una forta capacitat d'emmascarament per a la injecció i la difusió i una alta repetibilitat del procés. El seu desavantatge és que la taxa de creixement és lenta.
Aquest mètode s'utilitza generalment per a l'oxidació d'alta qualitat, com ara l'oxidació dielèctrica de la porta, l'oxidació de la capa tampó prima o per iniciar l'oxidació i acabar l'oxidació durant l'oxidació de la capa tampó gruixuda.
(2)Procés d'oxidació de l'oxigen humit: El vapor d'aigua es pot transportar directament en oxigen, o es pot obtenir per la reacció d'hidrogen i oxigen. La velocitat d'oxidació es pot canviar ajustant la relació de pressió parcial d'hidrogen o vapor d'aigua a oxigen.
Tingueu en compte que per garantir la seguretat, la proporció d'hidrogen a oxigen no ha de superar 1,88:1. L'oxidació de l'oxigen humit es deu a la presència tant d'oxigen com de vapor d'aigua en el gas de reacció, i el vapor d'aigua es descompondrà en òxid d'hidrogen (HO) a altes temperatures.
La velocitat de difusió de l'òxid d'hidrogen a l'òxid de silici és molt més ràpida que la de l'oxigen, de manera que la velocitat d'oxidació de l'oxigen humit és aproximadament un ordre de magnitud superior a la taxa d'oxidació de l'oxigen sec.
(3)Procés d'oxidació dopat amb clor: A més de l'oxidació tradicional d'oxigen sec i l'oxidació humida d'oxigen, es pot afegir a l'oxigen el clor gasós, com ara clorur d'hidrogen (HCl), dicloroetilè DCE (C2H2Cl2) o els seus derivats per millorar la taxa d'oxidació i la qualitat de la capa d'òxid. .
La raó principal de l'augment de la velocitat d'oxidació és que quan s'afegeix clor per a l'oxidació, no només el reactiu conté vapor d'aigua que pot accelerar l'oxidació, sinó que el clor també s'acumula prop de la interfície entre Si i SiO2. En presència d'oxigen, els compostos de clorosilici es converteixen fàcilment en òxid de silici, que pot catalitzar l'oxidació.
La raó principal de la millora de la qualitat de la capa d'òxid és que els àtoms de clor de la capa d'òxid poden purificar l'activitat dels ions de sodi, reduint així els defectes d'oxidació introduïts per la contaminació amb ions de sodi dels equips i de les matèries primeres del procés. Per tant, el dopatge amb clor està implicat en la majoria dels processos d'oxidació d'oxigen sec.
2.2 Procés de difusió
La difusió tradicional es refereix a la transferència de substàncies des de zones de major concentració a zones de menor concentració fins que es distribueixen uniformement. El procés de difusió segueix la llei de Fick. La difusió es pot produir entre dues o més substàncies, i les diferències de concentració i temperatura entre diferents àrees condueixen la distribució de les substàncies a un estat d'equilibri uniforme.
Una de les propietats més importants dels materials semiconductors és que la seva conductivitat es pot ajustar afegint diferents tipus o concentracions de dopants. En la fabricació de circuits integrats, aquest procés s'aconsegueix normalment mitjançant processos de dopatge o difusió.
Segons els objectius del disseny, els materials semiconductors com ara el silici, el germani o els compostos III-V poden obtenir dues propietats semiconductors diferents, tipus N o tipus P, mitjançant el dopatge amb impureses donants o impureses acceptores.
El dopatge de semiconductors es realitza principalment a través de dos mètodes: difusió o implantació d'ions, cadascun amb les seves pròpies característiques:
El dopatge de difusió és menys costós, però la concentració i la profunditat del material de dopatge no es poden controlar amb precisió;
Tot i que la implantació d'ions és relativament cara, permet un control precís dels perfils de concentració de dopants.
Abans de la dècada de 1970, la mida de les característiques dels gràfics de circuits integrats era de l'ordre de 10 μm, i la tecnologia de difusió tèrmica tradicional s'utilitzava generalment per al dopatge.
El procés de difusió s'utilitza principalment per modificar materials semiconductors. Mitjançant la difusió de diferents substàncies en materials semiconductors, es poden canviar la seva conductivitat i altres propietats físiques.
Per exemple, en difondre l'element trivalent bor en silici, es forma un semiconductor de tipus P; dopant elements pentavalents fòsfor o arsènic, es forma un semiconductor de tipus N. Quan un semiconductor de tipus P amb més forats entra en contacte amb un semiconductor de tipus N amb més electrons, es forma una unió PN.
A mesura que les mides de les característiques es redueixen, el procés de difusió isotròpica fa possible que els dopants es difonguin a l'altre costat de la capa d'òxid de l'escut, provocant curts entre les regions adjacents.
Llevat d'alguns usos especials (com ara la difusió a llarg termini per formar àrees resistents a alt voltatge distribuïdes uniformement), el procés de difusió s'ha substituït gradualment per la implantació d'ions.
Tanmateix, en la generació de tecnologia per sota de 10 nm, atès que la mida de l'aleta en el dispositiu de transistor d'efecte de camp d'aleta tridimensional (FinFET) és molt petita, la implantació d'ions danyarà la seva petita estructura. L'ús del procés de difusió de font sòlida pot resoldre aquest problema.
2.3 Procés de degradació
El procés de recuit també s'anomena recuit tèrmic. El procés consisteix a col·locar l'hòstia de silici en un entorn d'alta temperatura durant un període de temps determinat per canviar la microestructura a la superfície o a l'interior de l'hòstia de silici per aconseguir un propòsit específic del procés.
Els paràmetres més crítics en el procés de recuit són la temperatura i el temps. Com més alta sigui la temperatura i com més llarg sigui el temps, més gran serà el pressupost tèrmic.
En el procés de fabricació de circuits integrats real, el pressupost tèrmic es controla estrictament. Si hi ha múltiples processos de recuit en el flux del procés, el pressupost tèrmic es pot expressar com la superposició de múltiples tractaments tèrmics.
Tanmateix, amb la miniaturització dels nodes del procés, el pressupost tèrmic admissible en tot el procés es fa cada cop més petit, és a dir, la temperatura del procés tèrmic d'alta temperatura es fa més baixa i el temps es fa més curt.
Normalment, el procés de recuit es combina amb la implantació d'ions, la deposició de pel·lícula fina, la formació de siliciurs metàl·lics i altres processos. El més comú és el recuit tèrmic després de la implantació d'ions.
La implantació d'ions afectarà els àtoms del substrat, fent que es trenquin de l'estructura original de la gelosia i danyin la xarxa del substrat. El recuit tèrmic pot reparar el dany de la gelosia causat per la implantació d'ions i també pot moure els àtoms d'impuresa implantats des dels buits de la gelosia als llocs de la gelosia, activant-los així.
La temperatura necessària per a la reparació de danys a la gelosia és d'uns 500 °C i la temperatura necessària per a l'activació d'impureses és d'uns 950 °C. En teoria, com més llarg sigui el temps de recuit i com més alta sigui la temperatura, més gran serà la taxa d'activació de les impureses, però un pressupost tèrmic massa elevat conduirà a una difusió excessiva d'impureses, fent que el procés sigui incontrolable i, en última instància, provocarà una degradació del rendiment del dispositiu i del circuit.
Per tant, amb el desenvolupament de la tecnologia de fabricació, el recuit tradicional a llarg termini del forn s'ha substituït gradualment pel recuit tèrmic ràpid (RTA).
En el procés de fabricació, algunes pel·lícules específiques han de passar per un procés de recuit tèrmic després de la deposició per canviar determinades propietats físiques o químiques de la pel·lícula. Per exemple, una pel·lícula solta es torna densa, canviant la seva velocitat de gravat en sec o humit;
Un altre procés de recuit d'ús comú es produeix durant la formació de siliciur metàl·lic. Les pel·lícules metàl·liques com el cobalt, el níquel, el titani, etc. s'escampen a la superfície de la hòstia de silici i, després d'un recuit tèrmic ràpid a una temperatura relativament baixa, el metall i el silici poden formar un aliatge.
Alguns metalls formen diferents fases d'aliatge sota diferents condicions de temperatura. En general, s'espera formar una fase d'aliatge amb menor resistència de contacte i resistència corporal durant el procés.
Segons diferents requisits de pressupost tèrmic, el procés de recuit es divideix en recuit de forn d'alta temperatura i recuit tèrmic ràpid.
- Recuit de tubs de forn d'alta temperatura:
És un mètode de recuit tradicional amb alta temperatura, temps de recuit llarg i pressupost elevat.
En alguns processos especials, com la tecnologia d'aïllament d'injecció d'oxigen per preparar substrats SOI i processos de difusió en pous profunds, s'utilitza àmpliament. Aquests processos generalment requereixen un pressupost tèrmic més elevat per obtenir una xarxa perfecta o una distribució uniforme d'impureses.
- Recuit tèrmic ràpid:
És el procés de processament d'hòsties de silici mitjançant un escalfament/refrigerament extremadament ràpid i una habitació curta a la temperatura objectiu, de vegades també anomenat processament tèrmic ràpid (RTP).
En el procés de formació d'unions ultra superficials, el recuit tèrmic ràpid aconsegueix una optimització de compromís entre la reparació de defectes de gelosia, l'activació d'impureses i la minimització de la difusió d'impureses, i és indispensable en el procés de fabricació de nodes de tecnologia avançada.
El procés d'augment/caiguda de la temperatura i la curta estada a la temperatura objectiu conjuntament constitueixen el pressupost tèrmic del recuit tèrmic ràpid.
El recuit tèrmic ràpid tradicional té una temperatura d'uns 1000 °C i triga segons. En els darrers anys, els requisits per al recuit tèrmic ràpid s'han tornat cada cop més estrictes, i el recuit de flaix, el recuit de puntes i el recuit làser s'han desenvolupat gradualment, amb temps de recuit arribant als mil·lisegons, i fins i tot tendeixen a desenvolupar-se cap als microsegons i submicrosegons.
3 . Tres equips de procés de calefacció
3.1 Equips de difusió i oxidació
El procés de difusió utilitza principalment el principi de difusió tèrmica en condicions d'alta temperatura (generalment 900-1200 ℃) per incorporar elements d'impureses al substrat de silici a la profunditat requerida per donar-li una distribució de concentració específica, per tal de canviar les propietats elèctriques del material i formen una estructura de dispositiu semiconductor.
En la tecnologia de circuits integrats de silici, el procés de difusió s'utilitza per fer unions PN o components com resistències, condensadors, cablejat d'interconnexió, díodes i transistors en circuits integrats, i també s'utilitza per a l'aïllament entre components.
A causa de la incapacitat de controlar amb precisió la distribució de la concentració de dopatge, el procés de difusió s'ha substituït gradualment pel procés de dopatge d'implantació d'ions en la fabricació de circuits integrats amb diàmetres d'hòsties de 200 mm i superiors, però encara s'utilitza una petita quantitat en pesats. processos de dopatge.
Els equips de difusió tradicionals són principalment forns de difusió horitzontals, i també hi ha un petit nombre de forns de difusió verticals.
Forn de difusió horitzontal:
És un equip de tractament tèrmic àmpliament utilitzat en el procés de difusió de circuits integrats amb un diàmetre de l'hòstia inferior a 200 mm. Les seves característiques són que el cos del forn de calefacció, el tub de reacció i el vaixell de quars que transporten hòsties es col·loquen horitzontalment, de manera que té les característiques del procés d'una bona uniformitat entre les hòsties.
No només és un dels equips frontals importants de la línia de producció de circuits integrats, sinó que també s'utilitza àmpliament en processos de difusió, oxidació, recuit, aliatge i altres en indústries com ara dispositius discrets, dispositius electrònics de potència, dispositius optoelectrònics i fibres òptiques. .
Forn de difusió vertical:
Generalment es refereix a un equip de tractament tèrmic per lots utilitzat en el procés de circuit integrat per a hòsties amb un diàmetre de 200 mm i 300 mm, comunament conegut com a forn vertical.
Les característiques estructurals del forn de difusió vertical són que el cos del forn de calefacció, el tub de reacció i el vaixell de quars que porta l'hòstia es col·loquen verticalment i l'hòstia es col·loca horitzontalment. Té les característiques d'una bona uniformitat a l'hòstia, un alt grau d'automatització i un rendiment estable del sistema, que pot satisfer les necessitats de les línies de producció de circuits integrats a gran escala.
El forn de difusió vertical és un dels equips importants de la línia de producció de circuits integrats de semiconductors i també s'utilitza habitualment en processos relacionats en els camps dels dispositius electrònics de potència (IGBT), etc.
El forn de difusió vertical és aplicable a processos d'oxidació com ara l'oxidació d'oxigen sec, l'oxidació de síntesi d'hidrogen-oxigen, l'oxidació d'oxinitrur de silici i processos de creixement de pel·lícula fina com ara diòxid de silici, polisilici, nitrur de silici (Si3N4) i deposició de capa atòmica.
També s'utilitza habitualment en processos de recuit a alta temperatura, recuit de coure i aliatge. Pel que fa al procés de difusió, de vegades també s'utilitzen forns de difusió vertical en processos pesats de dopatge.
3.2 Equips de recuit ràpid
L'equip de processament tèrmic ràpid (RTP) és un equip de tractament tèrmic d'hòstia única que pot augmentar ràpidament la temperatura de l'hòstia a la temperatura requerida pel procés (200-1300 ° C) i pot refredar-la ràpidament. La velocitat de calefacció/refrigeració és generalment de 20-250 °C/s.
A més d'una àmplia gamma de fonts d'energia i temps de recuit, l'equip RTP també té un altre excel·lent rendiment del procés, com ara un excel·lent control del pressupost tèrmic i una millor uniformitat de la superfície (especialment per a hòsties de gran mida), reparant els danys de les hòsties causats per la implantació d'ions i múltiples càmeres poden executar diferents passos del procés simultàniament.
A més, els equips RTP poden convertir i ajustar els gasos de procés de manera flexible i ràpida, de manera que es poden completar múltiples processos de tractament tèrmic en el mateix procés de tractament tèrmic.
L'equip RTP s'utilitza més habitualment en el recuit tèrmic ràpid (RTA). Després de la implantació d'ions, es necessita un equip RTP per reparar els danys causats per la implantació d'ions, activar protons dopats i inhibir eficaçment la difusió d'impureses.
En termes generals, la temperatura per reparar els defectes de la gelosia és d'uns 500 °C, mentre que es requereixen 950 °C per activar els àtoms dopats. L'activació de les impureses està relacionada amb el temps i la temperatura. Com més llarg sigui el temps i com més alta sigui la temperatura, més s'activen les impureses, però no afavoreix la inhibició de la difusió d'impureses.
Com que l'equip RTP té les característiques d'augment/caiguda ràpida de la temperatura i de curta durada, el procés de recuit després de la implantació d'ions pot aconseguir la selecció òptima de paràmetres entre la reparació de defectes de gelosia, l'activació d'impureses i la inhibició de la difusió d'impureses.
RTA es divideix principalment en les quatre categories següents:
(1)Recuit d'espigues
La seva característica és que se centra en el procés ràpid d'escalfament/refrigerament, però bàsicament no té cap procés de conservació de la calor. El recuit d'espigues es manté al punt d'alta temperatura durant molt poc temps, i la seva funció principal és activar els elements dopants.
En aplicacions reals, l'hòstia comença a escalfar-se ràpidament des d'un punt de temperatura d'espera estable i es refreda immediatament després d'arribar al punt de temperatura objectiu.
Atès que el temps de manteniment al punt de temperatura objectiu (és a dir, el punt de temperatura màxima) és molt curt, el procés de recuit pot maximitzar el grau d'activació d'impureses i minimitzar el grau de difusió d'impureses, alhora que té bones característiques de reparació del recuit de defectes, donant com a resultat qualitat d'enllaç i menor corrent de fuga.
El recuit d'espigues s'utilitza àmpliament en processos d'unió ultra superficial després de 65 nm. Els paràmetres del procés de recuit de puntes inclouen principalment la temperatura màxima, el temps de permanència màxim, la divergència de temperatura i la resistència a l'hòstia després del procés.
Com més curt sigui el temps màxim de residència, millor. Depèn principalment de la velocitat d'escalfament/refrigerament del sistema de control de temperatura, però l'atmosfera de gas de procés seleccionada de vegades també té un cert impacte.
Per exemple, l'heli té un petit volum atòmic i una velocitat de difusió ràpida, que afavoreix una transferència de calor ràpida i uniforme i pot reduir l'amplada màxima o el temps de residència màxim. Per tant, de vegades s'escull l'heli per ajudar a escalfar i refredar.
(2)Recuit de làmpada
La tecnologia de recuit de làmpades s'utilitza àmpliament. Les làmpades halògenes s'utilitzen generalment com a fonts de calor de recuit ràpid. Les seves altes velocitats d'escalfament/refrigeració i un control precís de la temperatura poden complir els requisits dels processos de fabricació per sobre de 65 nm.
Tanmateix, no pot complir completament els requisits estrictes del procés de 45 nm (després del procés de 45 nm, quan es produeix el contacte níquel-silici de la LSI lògica, l'hòstia s'ha d'escalfar ràpidament de 200 ° C a més de 1000 ° C en mil·lisegons, de manera que generalment es requereix un recuit làser).
(3)Recuit amb làser
El recuit làser és el procés d'utilitzar directament làser per augmentar ràpidament la temperatura de la superfície de l'hòstia fins que n'hi ha prou per fondre el cristall de silici, fent-lo altament activat.
Els avantatges del recuit làser són un escalfament extremadament ràpid i un control sensible. No requereix escalfament del filament i bàsicament no hi ha problemes amb el retard de temperatura i la vida del filament.
Tanmateix, des d'un punt de vista tècnic, el recuit làser té problemes de corrent de fuita i defectes de residus, que també tindran un cert impacte en el rendiment del dispositiu.
(4)Recuit flash
El recuit de flaix és una tecnologia de recuit que utilitza radiació d'alta intensitat per dur a terme el recuit de punta a les hòsties a una temperatura de preescalfament específica.
L'hòstia s'escalfa prèviament a 600-800 ° C i, a continuació, s'utilitza radiació d'alta intensitat per a la irradiació de pols de curta durada. Quan la temperatura màxima de l'hòstia arriba a la temperatura de recuit requerida, la radiació s'apaga immediatament.
Els equips RTP s'utilitzen cada cop més en la fabricació de circuits integrats avançats.
A més d'utilitzar-se àmpliament en processos RTA, els equips RTP també s'han començat a utilitzar en oxidació tèrmica ràpida, nitruració tèrmica ràpida, difusió tèrmica ràpida, deposició ràpida de vapor químic, així com en la generació de siliciurs metàl·lics i processos epitaxials.
———————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera pot proporcionarpeces de grafit,feltre suau/rígid,peces de carbur de silici,Peces de carbur de silici CVD, iPeces recobertes de SiC/TaCamb procés complet de semiconductors en 30 dies.
Si esteu interessats en els productes semiconductors anteriors,si us plau, no dubteu a posar-vos en contacte amb nosaltres per primera vegada.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Hora de publicació: 27-agost-2024