1. Oersjoch
Ferwaarming, ek wol thermyske ferwurking neamd, ferwiist nei produksjeprosedueres dy't wurkje by hege temperatueren, meastal heger as it smeltpunt fan aluminium.
It ferwaarmingsproses wurdt normaal útfierd yn in hege temperatuerofen en omfettet grutte prosessen lykas oksidaasje, ûnreinensdiffusie, en annealing foar reparaasje fan kristaldefekten yn semiconductorproduksje.
Oxidaasje: It is in proses wêryn in silisiumwafel yn in sfear fan oksidanten lykas soerstof of wetterdamp pleatst wurdt foar waarmtebehanneling op hege temperatuer, wêrtroch in gemyske reaksje op it oerflak fan 'e silisiumwafel in oksidefilm foarmje.
Unreinensdiffúsje: ferwiist nei it brûken fan termyske diffusionprinsipes ûnder hege temperatuerbetingsten om ûnreinheidseleminten yn te fieren yn it silisiumsubstraat neffens proseseasken, sadat it in spesifike konsintraasjeferdieling hat, wêrtroch de elektryske eigenskippen fan it silisiummateriaal feroaret.
Annealing ferwiist nei it proses fan ferwaarming fan de silisiumwafel nei ion-ymplantaasje om de roosterdefekten te reparearjen feroarsake troch ion-ymplantaasje.
D'r binne trije basistypen fan apparatuer dy't brûkt wurde foar oksidaasje / diffusion / annealing:
- horizontale oven;
- fertikale oven;
- Rapid ferwaarming oven: snelle waarmte behanneling apparatuer
Tradysjonele waarmtebehannelingprosessen brûke benammen lange-termyn behanneling op hege temperatuer om skea te eliminearjen feroarsake troch ion-ymplantaasje, mar har neidielen binne ûnfolsleine defektferwidering en lege aktivearringseffisjinsje fan ymplanteare ûnreinheden.
Dêrneist, fanwege de hege annealing temperatuer en lange tiid, ûnreinens werferdieling is wierskynlik te plakfine, wêrtroch in grutte hoemannichte ûnreinheden te diffuse en net foldogge oan de easken fan ûndjippe krusingen en smelle ûnreinensferdieling.
Rapid termyske annealing fan ion-ymplantearre wafels mei help fan rapid termyske ferwurking (RTP) apparatuer is in waarmte behanneling metoade dy't ferwaarmt de hiele wafel ta in bepaalde temperatuer (algemien 400-1300 ° C) yn in hiel koarte tiid.
Yn ferliking mei oven ferwaarming annealing, it hat de foardielen fan minder termyske budzjet, lytser berik fan ûnreinheden beweging yn de doping gebiet, minder fersmoarging en koartere ferwurkjen tiid.
De flugge termyske annealing proses kin brûke in ferskaat oan enerzjy boarnen, en it annealing tiid berik is hiel breed (fan 100 nei 10-9s, lykas lamp annealing, laser annealing, ensfh). It kin ûnreinheden folslein aktivearje, wylst it werferdieling fan ûnreinheden effektyf ûnderdrukt. It wurdt op it stuit in protte brûkt yn hege-ein yntegreare circuit produksje prosessen mei wafel diameters grutter dan 200mm.
2. Twadde ferwaarming proses
2.1 Oxidaasjeproses
Yn it produksjeproses fan yntegreare circuits binne d'r twa metoaden foar it foarmjen fan silisiumoksidefilms: termyske oksidaasje en ôfsetting.
It oksidaasjeproses ferwiist nei it proses fan it foarmjen fan SiO2 op it oerflak fan silisiumwafels troch termyske oksidaasje. De SiO2-film foarme troch termyske oksidaasje wurdt in protte brûkt yn it yntegreare circuitproduksjeproses fanwegen syn superieure elektryske isolaasje-eigenskippen en prosesmooglikheid.
De wichtichste tapassingen dêrfan binne as folget:
- Beskermje apparaten tsjin krassen en fersmoarging;
- Beheining fan it fjild isolaasje fan opladen dragers (oerflak passivaasje);
- Dielektryske materialen yn poarte okside as opslach sel struktueren;
- Implantmasking yn doping;
- In dielektrike laach tusken metalen conductive lagen.
(1)Apparaat beskerming en isolaasje
SiO2 groeid op it oerflak fan in wafer (silicium wafer) kin tsjinje as in effektive barriêre laach te isolearjen en beskermje gefoelige apparaten binnen it silisium.
Om't SiO2 in hurd en net-poreus (dicht) materiaal is, kin it brûkt wurde om aktive apparaten op it silisium-oerflak effektyf te isolearjen. De hurde SiO2-laach sil de silisiumwafel beskermje tsjin krassen en skea dy't kinne foarkomme tidens it fabrikaazjeproses.
(2)Surface passivaasje
Surface passivation In grut foardiel fan termysk groeid SiO2 is dat it kin ferminderjen de oerflak steat tichtheid fan silisium troch constraining syn dangling obligaasjes, in effekt bekend as oerflak passivation.
It foarkomt elektryske degradaasje en ferminderet it paad foar lekstroom feroarsake troch focht, ioanen of oare eksterne kontaminanten. De hurde SiO2-laach beskermet Si tsjin krassen en prosesskea dy't foarkomme kinne by postproduksje.
De SiO2-laach groeid op it Si-oerflak kin de elektrysk aktive kontaminanten (mobile ion-kontaminaasje) bine op it Si-oerflak. Passivaasje is ek wichtich foar it kontrolearjen fan de lekstroom fan knooppuntapparaten en it groeien fan stabile poarteoksiden.
As passiveringslaach fan hege kwaliteit hat de oksidelaach kwaliteitseasken lykas unifoarme dikte, gjin pinholes en leechten.
In oare faktor by it brûken fan in oksidelaach as in passiveringslaach fan Si-oerflak is de dikte fan 'e oksidelaach. De oksidelaach moat dik genôch wêze om te foarkommen dat de metalen laach opladen wurdt troch ladingakkumulaasje op it silisium-oerflak, wat fergelykber is mei de lading opslach en ôfbraak skaaimerken fan gewoane capacitors.
SiO2 hat ek in heul ferlykbere koëffisjint fan termyske útwreiding as Si. Silisiumwafels wreidzje út by hege temperatuerprosessen en kontraktearje by koeling.
SiO2 wreidet út of kontraktearret mei in snelheid tige ticht by dat fan Si, wat de warping fan 'e silisiumwafel minimearret tidens it thermyske proses. Dit foarkomt ek de skieding fan 'e oksidefilm fan it silisium-oerflak fanwege filmstress.
(3)Gate okside dielectric
Foar de meast brûkte en wichtige poarte okside struktuer yn MOS technology, in ekstreem tinne okside laach wurdt brûkt as it dielectric materiaal. Sûnt de poarte okside laach en de Si ûnder hawwe de skaaimerken fan hege kwaliteit en stabiliteit, de poarte okside laach wurdt algemien krigen troch termyske groei.
SiO2 hat in hege dielektryske sterkte (107V/m) en in hege resistiviteit (sawat 1017Ω·cm).
De kaai foar de betrouberens fan MOS-apparaten is de yntegriteit fan 'e poarte oksidelaach. De poartestruktuer yn MOS-apparaten kontrolearret de stream fan stroom. Om't dit okside de basis is foar de funksje fan mikrochips basearre op fjildeffekttechnology,
Dêrom binne hege kwaliteit, poerbêste filmdikte uniformiteit en ûntbrekken fan ûnreinheden har basiseasken. Elke fersmoarging dy't de funksje fan 'e poarteoksidestruktuer kin degradearje, moat strikt wurde kontrolearre.
(4)Dopingbarriêre
SiO2 kin brûkt wurde as in effektive maskering laach foar selektyf doping fan silisium oerflak. Sadree't in okside laach wurdt foarme op it silisium oerflak, de SiO2 yn it transparante diel fan it masker wurdt etste om in finster te foarmjen troch dêr't it doping materiaal kin ynfiere de silisium wafer.
Wêr't gjin finsters binne, kin okside it silisium-oerflak beskermje en foarkomme dat ûnreinheden diffúsje, sadat selektive ymplantaasje fan ûnreinheden mooglik makket.
Dopants bewege stadich yn SiO2 yn ferliking mei Si, dus allinich in tinne oksidelaach is nedich om de dopanten te blokkearjen (tink dat dizze taryf temperatuerôfhinklik is).
In tinne okside laach (bygelyks, 150 Å dik) kin ek brûkt wurde yn gebieten dêr't ion implantation is nedich, dat kin brûkt wurde om minimalisearje skea oan it silisium oerflak.
It soarget ek foar bettere kontrôle fan knooppuntdjipte by ymplantaasje fan ûnreinheden troch it ferminderjen fan it kanalisearjende effekt. Nei ymplantaasje kin it okside selektyf fuortsmiten wurde mei hydrofluoric acid om it silisium oerflak wer plat te meitsjen.
(5)Dielektryske laach tusken metalen lagen
SiO2 fiert gjin elektrisiteit ûnder normale omstannichheden, dus it is in effektive isolator tusken metalen lagen yn mikrochips. SiO2 kin foarkomme koarte circuits tusken de boppeste metalen laach en de legere metalen laach, krekt as de isolator op 'e tried kin foarkomme koarte circuits.
De kwaliteitseask foar okside is dat it frij is fan pinholes en leechten. It wurdt faak doped om effektiver fluiditeit te krijen, wat fersmoargingdiffusie better kin minimalisearje. It wurdt normaal krigen troch gemyske dampdeposysje ynstee fan termyske groei.
Ofhinklik fan it reaksjegas wurdt it oksidaasjeproses meastentiids ferdield yn:
- Droege soerstofoksidaasje: Si + O2→SiO2;
- Wet soerstofoksidaasje: 2H2O (wetterdamp) + Si→SiO2+2H2;
- Chlor-doped oksidaasje: Chlorgas, lykas wetterstofchloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) of syn derivaten, wurdt tafoege oan soerstof om de oksidaasjesnelheid en de kwaliteit fan 'e oksidelaach te ferbetterjen.
(1)Dry soerstof oksidaasje proses: De soerstofmolekulen yn it reaksjegas diffúsje troch de al foarme oksidelaach, berikke de interface tusken SiO2 en Si, reagearje mei Si, en foarmje dan in SiO2-laach.
De SiO2 taret troch droege soerstofoksidaasje hat in dichte struktuer, unifoarme dikte, sterke maskeringsfermogen foar ynjeksje en diffusion, en hege prosesherhaalberens. It neidiel dêrfan is dat de groei stadich is.
Dizze metoade wurdt algemien brûkt foar oksidaasje fan hege kwaliteit, lykas diëlektryske oksidaasje fan poarte, oksidaasje fan tinne bufferlaach, of foar it begjinnen fan oksidaasje en it beëinigjen fan oksidaasje by dikke bufferlaachoksidaasje.
(2)Wet soerstof oksidaasjeproses: Wetterdamp kin direkt yn soerstof droegen wurde, of it kin wurde krigen troch de reaksje fan wetterstof en soerstof. De oksidaasjesnelheid kin feroare wurde troch it oanpassen fan de parsjele drukferhâlding fan wetterstof as wetterdamp oan soerstof.
Tink derom dat om feiligens te garandearjen, de ferhâlding fan wetterstof oant soerstof moat net mear wêze as 1,88: 1. Wiete soerstofoksidaasje komt troch de oanwêzigens fan sawol soerstof as wetterdamp yn it reaksjegas, en wetterdamp sil by hege temperatueren ûntbine yn wetterstofokside (HO).
De diffusion rate fan wetterstof okside yn silisium okside is folle flugger as dat fan soerstof, sadat de wiete soerstof oksidaasje rate is likernôch ien oarder fan grutte heger as de droege soerstof oksidaasje rate.
(3)Chlor-doped oksidaasjeproses: Neist tradisjonele droege soerstofoksidaasje en wiete soerstofoksidaasje kin chloorgas, lykas wetterstofchloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) of syn derivaten, wurde tafoege oan soerstof om de oksidaasjetaryf en de kwaliteit fan 'e oksidelaach te ferbetterjen .
De wichtichste reden foar de tanimming fan oksidaasjetaryf is dat as chloor tafoege wurdt foar oksidaasje, de reactant net allinich wetterdamp befettet dy't oksidaasje kin fersnelle, mar chloor sammelet ek tichtby de ynterface tusken Si en SiO2. Yn 'e oanwêzigens fan soerstof wurde chlorosiliciumferbiningen maklik omset yn silisiumoksyde, dat oksidaasje kin katalysearje.
De wichtichste reden foar it ferbetterjen fan 'e okside laach kwaliteit is dat de chlor atomen yn' e okside laach kin suverje de aktiviteit fan natrium ionen, dêrmei ferminderjen fan de oksidaasje gebreken ynfierd troch natrium ion fersmoarging fan apparatuer en proses grûnstoffen. Dêrom is chlordoping belutsen by de measte droege soerstofoksidaasjeprosessen.
2.2 Diffusion proses
Tradisjonele diffusion ferwiist nei de oerdracht fan stoffen fan gebieten mei hegere konsintraasje nei gebieten mei legere konsintraasje oant se lyklik ferdield binne. It ferspriedingsproses folget de wet fan Fick. Diffúsje kin foarkomme tusken twa of mear stoffen, en de konsintraasje- en temperatuerferskillen tusken ferskate gebieten driuwe de ferdieling fan stoffen ta in unifoarme lykwichtsstân.
Ien fan 'e wichtichste eigenskippen fan semiconductor materialen is dat harren conductivity kin oanpast wurde troch it tafoegjen fan ferskate soarten of konsintraasjes fan dopants. Yn produksje fan yntegreare circuits wurdt dit proses meastentiids berikt troch doping- of diffusionprosessen.
Ofhinklik fan 'e ûntwerpdoelen kinne halfgeleidermaterialen lykas silisium, germanium of III-V-ferbiningen twa ferskillende semiconductor-eigenskippen krije, N-type of P-type, troch doping mei donorûnreinheden of akseptorûnzuiverheden.
Semiconductor doping wurdt benammen útfierd troch twa metoaden: diffusion of ion ymplantaasje, elk mei syn eigen skaaimerken:
Diffusjonsdoping is minder djoer, mar de konsintraasje en djipte fan it dopingmateriaal kinne net krekt kontrolearre wurde;
Wylst ion-ymplantaasje relatyf djoer is, makket it in krekte kontrôle fan dopantkonsintraasjeprofilen mooglik.
Foar de jierren '70 wie de funksjegrutte fan yntegreare circuitgrafiken yn 'e oarder fan 10μm, en tradisjonele thermyske diffusiontechnology waard algemien brûkt foar doping.
It diffúsjeproses wurdt benammen brûkt om semiconductormaterialen te feroarjen. Troch ferskate stoffen te fersprieden yn healgeleidermaterialen kinne har konduktiviteit en oare fysike eigenskippen feroare wurde.
Bygelyks, troch it diffúsje fan it trivalente elemint borium yn silisium, wurdt in P-type semiconductor foarme; troch it dopen fan pentavalente eleminten fosfor of arseen, wurdt in N-type healgeleider foarme. Wannear't in P-type semiconductor mei mear gatten yn kontakt komt mei in N-type semiconductor mei mear elektroanen, wurdt in PN-junction foarme.
As funksje maten krimp, makket it isotropyske diffusion proses mooglik foar dopants in diffuse nei de oare kant fan it skyld okside laach, wêrtroch koarte broek tusken oanswettende regio.
Utsein foar guon spesjale gebrûk (lykas diffúsje op lange termyn om unifoarm ferdielde heechspanningsresistinte gebieten te foarmjen), is it diffúsjeproses stadichoan ferfongen troch ion-ymplantaasje.
Yn 'e technologygeneraasje ûnder 10nm lykwols, om't de grutte fan' e Fin yn it trijediminsjonale finfjildeffekttransistor (FinFET) apparaat heul lyts is, sil ion-ymplantaasje syn lytse struktuer beskeadigje. It brûken fan fêste boarne diffusion proses kin oplosse dit probleem.
2.3 Degradaasjeproses
It annealingproses wurdt ek wol termyske annealing neamd. It proses is om de silisiumwafel foar in bepaalde perioade yn in hege temperatueromjouwing te pleatsen om de mikrostruktuer op it oerflak of binnen fan 'e silisiumwafer te feroarjen om in spesifyk prosesdoel te berikken.
De meast krityske parameters yn it annealing proses binne temperatuer en tiid. Hoe heger de temperatuer en hoe langer de tiid, hoe heger it termyske budzjet.
Yn it eigentlike produksjeproses fan yntegreare circuits wurdt it thermyske budzjet strikt kontrolearre. As d'r meardere annealingprosessen binne yn 'e prosesstream, kin it thermyske budzjet útdrukt wurde as de superposysje fan meardere waarmtebehannelingen.
Lykwols, mei de miniaturization fan proses knooppunten, de tastiene termyske budzjet yn it hiele proses wurdt lytser en lytser, dat is, de temperatuer fan de hege-temperatuer termyske proses wurdt leger en de tiid wurdt koarter.
Meastentiids wurdt it annealingproses kombinearre mei ion-ymplantaasje, tinne filmdeposysje, metalen silicidefoarming en oare prosessen. De meast foarkommende is termyske annealing nei ion-ymplantaasje.
Ion-ymplantaasje sil ynfloed hawwe op 'e substraatatomen, wêrtroch't se fuortbrekke fan' e oarspronklike roosterstruktuer en it substraatrooster beskeadigje. Thermal annealing kin reparearje de lattice skea feroarsake troch ion implantation en kin ek ferpleatse de ymplantearre ûnreinheden atomen út de lattice gatten nei de lattice sites, dêrmei aktivearje se.
De temperatuer nedich foar lattice skea reparaasje is oer 500 ° C, en de temperatuer nedich foar ûnreinheden aktivearring is oer 950 ° C. Yn teory, de langer de annealing tiid en de hegere de temperatuer, de hegere de aktivearring taryf fan ûnreinheden, mar te heech in termyske budzjet sil liede ta oermjittige diffusion fan ûnreinheden, wêrtroch it proses uncontrollable en úteinlik feroarsake degradaasje fan apparaat en circuit prestaasjes.
Dêrom, mei de ûntwikkeling fan manufacturing technology, tradisjonele lange-termyn oven annealing is stadichoan ferfongen troch rapid termyske annealing (RTA).
Yn it produksjeproses moatte guon spesifike films in thermysk annealingsproses ûndergean nei ôfsetting om bepaalde fysike of gemyske eigenskippen fan 'e film te feroarjen. Bygelyks, in losse film wurdt dichte, feroarjende syn droege of wiete ets rate;
In oar gewoan brûkt annealingproses komt foar by de foarming fan metaalsilicide. Metal films lykas kobalt, nikkel, titanium, ensfh wurde sputtered op it oerflak fan de silisium wafel, en nei flugge termyske annealing op in relatyf lege temperatuer, it metaal en silisium kin foarmje in alloy.
Bepaalde metalen foarmje ferskillende alloy fazen ûnder ferskillende temperatuer omstannichheden. Yn 't algemien wurdt hope in legeringsfaze te foarmjen mei legere kontaktresistinsje en lichemresistinsje tidens it proses.
Neffens ferskate easken foar termyske budzjet is it annealingproses ferdield yn annealing mei hege temperatuerofen en rappe thermyske annealing.
- Hege temperatuer furnace tube annealing:
It is in tradisjonele annealing metoade mei hege temperatuer, lange annealing tiid en hege budzjet.
Yn guon spesjale prosessen, lykas soerstof-ynjeksje-isolaasjetechnology foar it tarieden fan SOI-substraten en diffúsjeprosessen mei djip-well, wurdt it in protte brûkt. Sokke prosessen fereaskje oer it algemien in hegere termyske budzjet om in perfekte rooster of unifoarme ûnreinensferdieling te krijen.
- Rapid termyske annealing:
It is it proses fan it ferwurkjen fan silisium wafels troch ekstreem rappe ferwaarming / koeling en koarte wenning by de doeltemperatuer, soms ek neamd Rapid Thermal Processing (RTP).
Yn it proses fan it foarmjen fan ultra-ûndjippe krusingen, berikt rappe termyske annealing in kompromisoptimalisaasje tusken reparaasje fan roosterdefekten, aktivearring fan ûnreinheid, en minimalisearjen fan ûnreinheidsdiffusie, en is ûnmisber yn it fabrikaazjeproses fan avansearre technologyknooppunten.
It proses fan temperatuerferheging / falle en it koarte ferbliuw by de doeltemperatuer foarmje tegearre it thermyske budzjet fan rappe thermyske annealing.
Tradisjoneel rappe termyske annealing hat in temperatuer fan sawat 1000 ° C en duorret sekonden. Yn de ôfrûne jierren, de easken foar flugge termyske annealing wurden hieltyd stranger, en flash annealing, spike annealing, en laser annealing hawwe stadichoan ûntwikkele, mei annealing tiden berikke millisekonden, en sels tend to ûntwikkeljen nei mikrosekonden en sub-mikrosekonden.
3 . Trije ferwaarming proses apparatuer
3.1 Diffusion en oksidaasje apparatuer
It diffúsjeproses brûkt benammen it prinsipe fan termyske diffúsje ûnder betingsten mei hege temperatueren (meastentiids 900-1200 ℃) om ûnreinheidseleminten op te nimmen yn it silisiumsubstraat op in fereaske djipte om it in spesifike konsintraasjeferdieling te jaan, om de elektryske eigenskippen fan 'e te feroarjen materiaal en foarmje in semiconductor apparaat struktuer.
Yn silisium yntegreare sirkwytechnology wurdt it diffúsjeproses brûkt om PN-knooppunten as komponinten te meitsjen lykas wjerstannen, kondensatoren, interconnect-bedrading, diodes en transistors yn yntegreare circuits, en wurdt ek brûkt foar isolaasje tusken komponinten.
Troch it ûnfermogen om de ferdieling fan dopingkonsintraasje sekuer te kontrolearjen, is it diffúsjeproses stadichoan ferfongen troch it ion-ymplantaasje-dopingproses by it meitsjen fan yntegreare circuits mei waferdiameters fan 200 mm en boppe, mar in lyts bedrach wurdt noch brûkt yn swiere dopingprosessen.
Tradisjoneel diffusion apparatuer is benammen horizontale diffusion ovens, en der binne ek in lyts oantal fertikale diffusion ovens.
Horizontale diffusion oven:
It is in apparatuer foar waarmtebehanneling dy't in soad brûkt wurdt yn it diffusieproses fan yntegreare circuits mei wafeldiameter minder dan 200 mm. Syn skaaimerken binne dat de ferwaarming oven lichem, reaksje buis en kwarts boat carrying wafers binne allegear pleatst horizontaal, dus it hat de proses skaaimerken fan goede unifoarmiteit tusken wafers.
It is net allinich ien fan 'e wichtige front-end-apparatuer op' e yntegreare circuitproduksjeline, mar ek in soad brûkt yn diffusion, oksidaasje, annealing, alloying en oare prosessen yn yndustry lykas diskrete apparaten, macht elektroanyske apparaten, opto-elektroanyske apparaten en optyske fezels .
Fertikale diffusion oven:
Algemien ferwiist nei in batch waarmte behanneling apparatuer brûkt yn de yntegrearre circuit proses foar wafels mei in diameter fan 200mm en 300mm, ornaris bekend as in fertikale oven.
De strukturele skaaimerken fan de fertikale diffusion oven binne dat de ferwaarming furnace lichem, reaksje buis en kwarts boat drage de wafer binne allegear pleatst fertikaal, en de wafel wurdt pleatst horizontaal. It hat de skaaimerken fan goede uniformiteit binnen de wafel, hege graad fan automatisearring, en stabile systeem prestaasjes, dat kin foldwaan oan de behoeften fan grutskalige yntegrearre circuit produksje linen.
De fertikale diffusionofen is ien fan 'e wichtige apparatuer yn' e produksjeline fan 'e semiconductor yntegreare circuit en wurdt ek faak brûkt yn besibbe prosessen op it mêd fan macht elektroanyske apparaten (IGBT) ensafuorthinne.
De fertikale diffusionofen is fan tapassing op oksidaasjeprosessen lykas oksidaasje fan droege soerstof, oksidaasje fan wetterstof-soerstofsynteze, oksidaasje fan silisiumoxynitride, en tinne filmgroeiprosessen lykas silisiumdioxide, polysilisium, silisiumnitride (Si3N4), en atomyske laachôfsetting.
It wurdt ek faak brûkt yn hege temperatuer annealing, koper annealing en alloying prosessen. Yn termen fan diffusion proses, fertikale diffusion ovens wurde soms ek brûkt yn swiere doping prosessen.
3.2 Rapid annealing apparatuer
Rapid Thermal Processing (RTP) apparatuer is in ien-wafer waarmte behanneling apparatuer dy't kin fluch ferheegje de temperatuer fan 'e wafel nei de temperatuer fereaske troch it proses (200-1300 ° C) en kin fluch ôfkuolje. De ferwaarming / koeling taryf is algemien 20-250 ° C / s.
Neist in breed oanbod fan enerzjyboarnen en annealing tiid, RTP apparatuer hat ek oare treflike proses prestaasjes, lykas poerbêst termyske budzjet kontrôle en better oerflak uniformiteit (benammen foar grutte-sized wafers), reparearjen wafel skea feroarsake troch ion ymplantaasje, en meardere keamers kinne rinne ferskillende proses stappen tagelyk.
Dêrneist kin RTP apparatuer fleksibel en fluch konvertearje en oanpasse proses gassen, sadat meardere waarmte behanneling prosessen kinne wurde foltôge yn deselde waarmte behanneling proses.
RTP-apparatuer wurdt meast brûkt yn rappe thermyske annealing (RTA). Nei ion-ymplantaasje is RTP-apparatuer nedich om de skea te reparearjen dy't feroarsake is troch ion-ymplantaasje, dotearre protoanen te aktivearjen en ûnreinheidsdiffusie effektyf te remmen.
Yn 't algemien is de temperatuer foar it reparearjen fan roosterdefekten sawat 500 ° C, wylst 950 ° C nedich is foar it aktivearjen fan gedopte atomen. De aktivearring fan ûnreinheden is relatearre oan tiid en temperatuer. Hoe langer de tiid en hoe heger de temperatuer, de mear folslein de ûnreinheden wurde aktivearre, mar it is net befoarderlik foar inhibiting de diffusion fan ûnreinheden.
Om't de RTP-apparatuer de skaaimerken hat fan snelle temperatuerferheging / falle en koarte doer, kin it annealingproses nei ion-ymplantaasje de optimale parameter seleksje berikke ûnder lattice-defektreparaasje, ûnreinheidsaktivearring en ûnreinheidsdiffusjonsremming.
RTA is benammen ferdield yn de folgjende fjouwer kategoryen:
(1)Spike Annealing
It karakteristyk dêrfan is dat it him rjochtet op it rappe ferwaarming / koelingsproses, mar hat yn prinsipe gjin proses foar waarmtebehâld. De spike annealing bliuwt op it hege temperatuer punt foar in hiel koarte tiid, en syn wichtichste funksje is te aktivearjen de doping eleminten.
Yn eigentlike tapassingen begjint de wafel rap te ferwaarmjen fan in bepaald stabile standbytemperatuerpunt en koelt fuortendaliks nei it berikken fan it doeltemperatuerpunt.
Sûnt de ûnderhâldstiid op it doeltemperatuerpunt (dat wol sizze, it pyktemperatuerpunt) heul koart is, kin it annealingproses de mjitte fan aktivearring fan ûnreinheden maksimalisearje en de graad fan ûnreinensdiffusie minimalisearje, wylst se goede skaaimerken foar defektgloeiende reparaasje hawwe, wat resulteart yn hegere bonding kwaliteit en legere lekstrom.
Spike annealing wurdt in soad brûkt yn ultra-ûndiepe junction prosessen nei 65nm. De prosesparameters fan spike-annealing omfetsje benammen pyktemperatuer, pyktiid, temperatuerdiverginsje en waferresistinsje nei it proses.
Hoe koarter de pykferbliuwstiid, hoe better. It hinget foaral ôf fan it ferwaarmings-/koeltempo fan it temperatuerkontrôlesysteem, mar de selektearre prosesgassfear hat der soms ek in beskate ynfloed op.
Bygelyks, helium hat in lyts atomic folume en in flugge diffusion rate, dat is befoarderlik foar flugge en unifoarm waarmte oerdracht en kin ferminderjen de peak breedte of peak ferbliuwstiid. Dêrom wurdt helium soms keazen om te helpen by ferwaarming en koeling.
(2)Lamp Annealing
Lamp annealing technology wurdt in soad brûkt. Halogenlampen wurde oer it algemien brûkt as rappe annealing waarmteboarnen. Har hege ferwaarming / koeling tariven en krekte temperatuer kontrôle kinne foldwaan oan de easken fan produksje prosessen boppe 65nm.
It kin lykwols net folslein foldogge oan 'e strange easken fan it 45nm-proses (nei it 45nm-proses, as it nikkel-silisiumkontakt fan' e logyske LSI optreedt, moat de wafel binnen millisekonden fluch wurde ferwaarme fan 200 ° C nei mear dan 1000 ° C, dus laser annealing is algemien fereaske).
(3)Laser annealing
Laser annealing is it proses fan it direkt brûken fan laser om fluch fergrutsje de temperatuer fan it oerflak fan 'e wafel oant it is genôch om te smelten it silisium crystal, wêrtroch't it tige aktivearre.
De foardielen fan laser annealing binne ekstreem snelle ferwaarming en gefoelige kontrôle. It hat gjin gloeidraadferwaarming nedich en d'r binne yn prinsipe gjin problemen mei temperatuerfertraging en it libben fan filamenten.
Lykwols, út in technysk eachpunt, laser annealing hat lekstrom en residu defect problemen, dat sil ek hawwe in bepaalde ynfloed op apparaat prestaasjes.
(4)Flash Annealing
Flash annealing is in annealing technology dy't brûkt hege-intensiteit strieling te fieren spike annealing op wafels by in spesifike preheat temperatuer.
De wafel wurdt foarferwaarme oant 600-800 ° C, en dan wurdt hege-yntinsiteit strieling brûkt foar koarte-time puls irradiation. As de peaktemperatuer fan 'e wafel de fereaske annealingtemperatuer berikt, wurdt de strieling fuortendaliks útskeakele.
RTP-apparatuer wurdt hieltyd mear brûkt yn avansearre produksje fan yntegreare circuits.
Neist in soad brûkt yn RTA-prosessen, is RTP-apparatuer ek begon te brûken yn rappe thermyske oksidaasje, rappe thermyske nitridaasje, rappe thermyske diffúsje, rappe gemyske dampdeposysje, lykas metaalsilisidegeneraasje en epitaksiale prosessen.
————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera kin foarsjengrafyt dielen,sêft / stive filt,silisiumkarbid dielen,CVD silisiumkarbid dielen, enSiC / TaC coated dielenmei folslein semiconductor proses yn 30 dagen.
As jo ynteressearre binne yn 'e boppesteande semiconductorprodukten,aarzelje asjebleaft net om kontakt mei ús op de earste kear.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Post tiid: Aug-27-2024