1. Pregled
Grijanje, također poznato kao toplinska obrada, odnosi se na proizvodne postupke koji rade na visokim temperaturama, obično višim od tališta aluminija.
Proces zagrijavanja obično se provodi u visokotemperaturnoj peći i uključuje glavne procese kao što su oksidacija, difuzija nečistoća i žarenje za popravak kristalnih defekata u proizvodnji poluvodiča.
Oksidacija: To je proces u kojem se silicijska pločica stavlja u atmosferu oksidansa poput kisika ili vodene pare radi toplinske obrade na visokoj temperaturi, što uzrokuje kemijsku reakciju na površini silicijske pločice kako bi se stvorio oksidni film.
Difuzija nečistoća: odnosi se na korištenje načela toplinske difuzije u uvjetima visoke temperature za uvođenje nečistoća u silicijsku podlogu prema zahtjevima procesa, tako da ima specifičnu raspodjelu koncentracije, čime se mijenjaju električna svojstva silicijevog materijala.
Žarenje se odnosi na proces zagrijavanja silicijske pločice nakon ionske implantacije kako bi se popravili defekti rešetke uzrokovani ionskom implantacijom.
Postoje tri osnovne vrste opreme koja se koristi za oksidaciju/difuziju/žarenje:
- Horizontalna peć;
- Vertikalna peć;
- Peć za brzo zagrijavanje: oprema za brzu toplinsku obradu
Tradicionalni postupci toplinske obrade uglavnom koriste dugotrajnu obradu visokom temperaturom kako bi se uklonila šteta uzrokovana ionskom implantacijom, ali njeni nedostaci su nepotpuno uklanjanje nedostataka i niska učinkovitost aktivacije implantiranih nečistoća.
Osim toga, zbog visoke temperature žarenja i dugog vremena, vjerojatno će doći do redistribucije nečistoća, uzrokujući difuziju velike količine nečistoća i neuspjeh u ispunjavanju zahtjeva plitkih spojeva i uske distribucije nečistoća.
Brzo toplinsko žarenje ionski implantiranih pločica pomoću opreme za brzu toplinsku obradu (RTP) je metoda toplinske obrade koja zagrijava cijelu pločicu na određenu temperaturu (općenito 400-1300°C) u vrlo kratkom vremenu.
U usporedbi s žarenjem grijanjem u peći, ima prednosti manjeg toplinskog proračuna, manjeg raspona kretanja nečistoća u području dopiranja, manjeg onečišćenja i kraćeg vremena obrade.
Brzi proces toplinskog žarenja može koristiti različite izvore energije, a raspon vremena žarenja je vrlo širok (od 100 do 10-9 s, kao što je žarenje u lampi, lasersko žarenje itd.). Može u potpunosti aktivirati nečistoće dok učinkovito suzbija redistribuciju nečistoća. Trenutačno se naširoko koristi u procesima proizvodnje integriranih sklopova visoke klase s promjerima pločica većim od 200 mm.
2. Drugi proces zagrijavanja
2.1 Proces oksidacije
U procesu proizvodnje integriranog kruga postoje dvije metode za stvaranje filmova silicijevog oksida: toplinska oksidacija i taloženje.
Proces oksidacije odnosi se na proces stvaranja SiO2 na površini silicijevih pločica toplinskom oksidacijom. SiO2 film formiran toplinskom oksidacijom naširoko se koristi u procesu proizvodnje integriranih krugova zbog svojih vrhunskih svojstava električne izolacije i izvedivosti procesa.
Njegove najvažnije primjene su sljedeće:
- Zaštitite uređaje od ogrebotina i kontaminacije;
- Ograničenje izolacije polja nositelja naboja (pasivizacija površine);
- Dielektrični materijali u strukturama oksidnih vrata ili ćelija za pohranu;
- Maskiranje implantata u dopingu;
- Dielektrični sloj između metalnih vodljivih slojeva.
(1)Zaštita i izolacija uređaja
SiO2 uzgojen na površini pločice (silicijske pločice) može poslužiti kao učinkovit sloj barijere za izolaciju i zaštitu osjetljivih uređaja unutar silicija.
Budući da je SiO2 tvrd i neporozan (gust) materijal, može se koristiti za učinkovito izoliranje aktivnih uređaja na površini silicija. Tvrdi sloj SiO2 zaštitit će silikonsku pločicu od ogrebotina i oštećenja do kojih može doći tijekom procesa proizvodnje.
(2)Površinska pasivizacija
Površinska pasivizacija Glavna prednost termički uzgojenog SiO2 je ta što može smanjiti površinsku gustoću stanja silicija ograničavanjem njegovih visećih veza, učinak poznat kao površinska pasivizacija.
Sprječava električnu degradaciju i smanjuje put za struju curenja uzrokovanu vlagom, ionima ili drugim vanjskim kontaminantima. Tvrdi sloj SiO2 štiti Si od ogrebotina i oštećenja koja se mogu pojaviti tijekom postprodukcije.
Sloj SiO2 izrastao na površini Si može vezati električki aktivne kontaminante (onečišćenje pokretnim ionima) na površini Si. Pasivacija je također važna za kontrolu struje curenja spojnih uređaja i rast stabilnih oksida vrata.
Kao pasivni sloj visoke kvalitete, oksidni sloj ima zahtjeve kvalitete kao što su ujednačena debljina, bez rupa i šupljina.
Drugi čimbenik u korištenju oksidnog sloja kao sloja za pasivizaciju površine Si je debljina oksidnog sloja. Oksidni sloj mora biti dovoljno debeo da spriječi naelektrisanje metalnog sloja zbog nakupljanja naboja na površini silicija, što je slično pohranjivanju naboja i karakteristikama kvara običnih kondenzatora.
SiO2 također ima vrlo sličan koeficijent toplinskog širenja kao Si. Silicijske pločice se šire tijekom procesa visoke temperature i skupljaju tijekom hlađenja.
SiO2 se širi ili skuplja brzinom vrlo bliskom onoj Silicija, što smanjuje savijanje silicijske pločice tijekom toplinskog procesa. Time se također izbjegava odvajanje oksidnog filma od površine silicija zbog naprezanja filma.
(3)Vrata oksidni dielektrik
Za najčešće korištenu i važnu oksidnu strukturu vrata u MOS tehnologiji, kao dielektrični materijal koristi se izuzetno tanak oksidni sloj. Budući da oksidni sloj vrata i Si ispod imaju karakteristike visoke kvalitete i stabilnosti, oksidni sloj vrata općenito se dobiva toplinskim rastom.
SiO2 ima visoku dielektričnu čvrstoću (107V/m) i visoku otpornost (oko 1017Ω·cm).
Ključ pouzdanosti MOS uređaja je integritet oksidnog sloja vrata. Struktura vrata u MOS uređajima kontrolira protok struje. Budući da je ovaj oksid osnova za funkcioniranje mikročipova temeljenih na tehnologiji efekta polja,
Stoga su visoka kvaliteta, izvrsna ujednačenost debljine filma i odsutnost nečistoća njegovi osnovni zahtjevi. Svako onečišćenje koje može pogoršati funkciju oksidne strukture vrata mora se strogo kontrolirati.
(4)Doping barijera
SiO2 se može koristiti kao učinkovit maskirni sloj za selektivno dopiranje površine silicija. Nakon što se na površini silicija formira oksidni sloj, SiO2 u prozirnom dijelu maske se urezuje kako bi se formirao prozor kroz koji dopirni materijal može ući u silicijsku pločicu.
Tamo gdje nema prozora, oksid može zaštititi površinu silicija i spriječiti difuziju nečistoća, omogućujući tako selektivnu implantaciju nečistoća.
Dopanti se kreću sporo u SiO2 u usporedbi sa Si, tako da je potreban samo tanki sloj oksida da blokira dopante (imajte na umu da ova brzina ovisi o temperaturi).
Tanki sloj oksida (npr. debljine 150 Å) također se može koristiti u područjima gdje je potrebna ionska implantacija, što se može koristiti za smanjenje oštećenja na površini silicija.
Također omogućuje bolju kontrolu dubine spoja tijekom implantacije nečistoća smanjenjem učinka kanaliziranja. Nakon implantacije, oksid se može selektivno ukloniti fluorovodičnom kiselinom kako bi površina silicija ponovno postala ravna.
(5)Dielektrični sloj između metalnih slojeva
SiO2 ne provodi elektricitet u normalnim uvjetima, pa je učinkovit izolator između metalnih slojeva u mikročipovima. SiO2 može spriječiti kratke spojeve između gornjeg i donjeg metalnog sloja, baš kao što izolator na žici može spriječiti kratke spojeve.
Zahtjev za kvalitetu oksida je da nema rupica i šupljina. Često se dopira kako bi se postigla učinkovitija fluidnost, što može bolje smanjiti difuziju onečišćenja. Obično se dobiva kemijskim taloženjem iz pare, a ne toplinskim rastom.
Ovisno o reakcijskom plinu, proces oksidacije obično se dijeli na:
- Suha oksidacija kisika: Si + O2→SiO2;
- Mokra oksidacija kisika: 2H2O (vodena para) + Si→SiO2+2H2;
- Oksidacija dopirana klorom: plinoviti klor, kao što je klorovodik (HCl), dikloroetilen DCE (C2H2Cl2) ili njegovi derivati, dodaje se kisiku kako bi se poboljšala brzina oksidacije i kvaliteta oksidnog sloja.
(1)Proces suhe oksidacije kisika: Molekule kisika u reakcijskom plinu difundiraju kroz već formirani oksidni sloj, dosežu sučelje između SiO2 i Si, reagiraju sa Si, a zatim formiraju sloj SiO2.
SiO2 pripremljen suhom oksidacijom kisika ima gustu strukturu, jednoliku debljinu, jaku sposobnost maskiranja za ubrizgavanje i difuziju i visoku ponovljivost procesa. Nedostatak mu je što sporo raste.
Ova se metoda općenito koristi za visokokvalitetnu oksidaciju, kao što je dielektrična oksidacija s gejtom, oksidacija tankog međusloja ili za početak oksidacije i završetak oksidacije tijekom oksidacije debelog međusloja.
(2)Mokri proces oksidacije kisika: Vodena para se može prenositi izravno u kisiku ili se može dobiti reakcijom vodika i kisika. Brzina oksidacije može se promijeniti podešavanjem omjera parcijalnog tlaka vodika ili vodene pare i kisika.
Imajte na umu da radi sigurnosti omjer vodika i kisika ne smije biti veći od 1,88:1. Mokra oksidacija kisika je posljedica prisutnosti i kisika i vodene pare u reakcijskom plinu, a vodena para će se razgraditi u vodikov oksid (HO) na visokim temperaturama.
Brzina difuzije vodikovog oksida u silicijevom oksidu mnogo je brža od stope difuzije kisika, tako da je stopa mokre oksidacije kisika otprilike jedan red veličine veća od brzine oksidacije suhog kisika.
(3)Proces oksidacije dopiran klorom: Osim tradicionalne suhe oksidacije kisikom i mokre oksidacije kisika, plinoviti klor, kao što je klorovodik (HCl), dikloretilen DCE (C2H2Cl2) ili njegovi derivati, mogu se dodati kisiku kako bi se poboljšala brzina oksidacije i kvaliteta oksidnog sloja. .
Glavni razlog za povećanje brzine oksidacije je taj što kada se za oksidaciju doda klor, ne samo da reaktant sadrži vodenu paru koja može ubrzati oksidaciju, već se klor nakuplja i u blizini sučelja između Si i SiO2. U prisutnosti kisika, klorosilicijevi spojevi lako se pretvaraju u silicijev oksid, koji može katalizirati oksidaciju.
Glavni razlog poboljšanja kvalitete oksidnog sloja je taj što atomi klora u oksidnom sloju mogu pročistiti aktivnost natrijevih iona, smanjujući tako oksidacijske nedostatke nastale kontaminacijom opreme i procesnih sirovina ionima natrija. Stoga je dopiranje klorom uključeno u većinu suhih procesa oksidacije kisika.
2.2 Difuzijski proces
Tradicionalna difuzija odnosi se na prijenos tvari iz područja veće koncentracije u područja niže koncentracije dok se ne ravnomjerno rasporede. Proces difuzije slijedi Fickov zakon. Difuzija se može dogoditi između dvije ili više tvari, a koncentracija i temperaturne razlike između različitih područja pokreću distribuciju tvari do jednolikog ravnotežnog stanja.
Jedno od najvažnijih svojstava poluvodičkih materijala je da se njihova vodljivost može prilagoditi dodavanjem različitih vrsta ili koncentracija dopanata. U proizvodnji integriranih sklopova ovaj se proces obično postiže procesima dopinga ili difuzije.
Ovisno o ciljevima dizajna, poluvodički materijali kao što su silicij, germanij ili III-V spojevi mogu dobiti dva različita poluvodička svojstva, N-tip ili P-tip, dopiranjem donorskim ili akceptorskim nečistoćama.
Dopiranje poluvodiča uglavnom se provodi kroz dvije metode: difuzijom ili ionskom implantacijom, od kojih svaka ima svoje karakteristike:
Difuzijski doping je jeftiniji, ali se koncentracija i dubina doping materijala ne mogu precizno kontrolirati;
Iako je ionska implantacija relativno skupa, ona omogućuje preciznu kontrolu profila koncentracije dopanta.
Prije 1970-ih, veličina značajke grafike integriranog kruga bila je reda veličine 10 μm, a tradicionalna tehnologija toplinske difuzije općenito se koristila za dopiranje.
Proces difuzije se uglavnom koristi za modificiranje poluvodičkih materijala. Difuzijom različitih tvari u poluvodičke materijale može se promijeniti njihova vodljivost i druga fizikalna svojstva.
Na primjer, difuzijom trovalentnog elementa bora u silicij nastaje poluvodič P-tipa; dopiranjem peterovalentnih elemenata fosforom ili arsenom nastaje poluvodič N-tipa. Kada poluvodič tipa P s više rupa dođe u kontakt s poluvodičem tipa N s više elektrona, nastaje PN spoj.
Kako se veličine značajki smanjuju, proces izotropne difuzije omogućuje difuziju dodataka na drugu stranu zaštitnog oksidnog sloja, uzrokujući kratke spojeve između susjednih područja.
Osim za neke posebne namjene (kao što je dugotrajna difuzija za stvaranje ravnomjerno raspoređenih visokonaponskih otpornih područja), proces difuzije postupno je zamijenjen ionskom implantacijom.
Međutim, u generaciji tehnologije ispod 10 nm, budući da je veličina rebra u trodimenzionalnom tranzistoru s efektom polja (FinFET) vrlo mala, ionska implantacija će oštetiti njegovu sićušnu strukturu. Upotreba postupka difuzije čvrstog izvora može riješiti ovaj problem.
2.3 Proces razgradnje
Proces žarenja naziva se i toplinsko žarenje. Proces se sastoji u postavljanju silicijske pločice u okolinu visoke temperature na određeni vremenski period kako bi se promijenila mikrostruktura na površini ili unutar silicijske pločice kako bi se postigla određena svrha procesa.
Najkritičniji parametri u procesu žarenja su temperatura i vrijeme. Što je viša temperatura i duže vrijeme, to je veći toplinski proračun.
U stvarnom procesu proizvodnje integriranog kruga, toplinski proračun je strogo kontroliran. Ako postoji više procesa žarenja u toku procesa, toplinski proračun može se izraziti kao superpozicija višestrukih toplinskih obrada.
Međutim, minijaturizacijom procesnih čvorova dopušteni toplinski proračun u cijelom procesu postaje sve manji, odnosno temperatura visokotemperaturnog toplinskog procesa postaje niža i vrijeme sve kraće.
Obično se postupak žarenja kombinira s ionskom implantacijom, taloženjem tankog filma, stvaranjem metalnog silicida i drugim procesima. Najčešće je toplinsko žarenje nakon ionske implantacije.
Ionska implantacija će utjecati na atome supstrata, uzrokujući njihovo odvajanje od izvorne strukture rešetke i oštećenje rešetke supstrata. Toplinsko žarenje može popraviti oštećenje rešetke uzrokovano ionskom implantacijom i također može premjestiti implantirane atome nečistoće iz rešetkastih praznina na rešetkasta mjesta, čime ih aktivira.
Temperatura potrebna za popravak oštećenja rešetke je oko 500°C, a temperatura potrebna za aktivaciju nečistoća je oko 950°C. U teoriji, što je duže vrijeme žarenja i što je viša temperatura, to je veća stopa aktivacije nečistoća, ali previsok toplinski proračun dovest će do prekomjerne difuzije nečistoća, čineći proces nekontroliranim i u konačnici uzrokujući degradaciju uređaja i performansi kruga.
Stoga je s razvojem tehnologije proizvodnje tradicionalno dugotrajno žarenje u peći postupno zamijenjeno brzim toplinskim žarenjem (RTA).
U proizvodnom procesu, neki specifični filmovi moraju proći proces toplinskog žarenja nakon taloženja kako bi se promijenila određena fizikalna ili kemijska svojstva filma. Na primjer, labav film postaje gust, mijenjajući brzinu suhog ili mokrog jetkanja;
Drugi često korišteni proces žarenja događa se tijekom stvaranja metalnog silicida. Metalni filmovi kao što su kobalt, nikal, titan, itd. raspršeni su na površinu silicijske pločice, a nakon brzog toplinskog žarenja na relativno niskoj temperaturi, metal i silicij mogu formirati leguru.
Određeni metali tvore različite faze legure pod različitim temperaturnim uvjetima. Općenito, nada se da će se formirati faza legure s manjim kontaktnim otporom i otporom tijela tijekom procesa.
Prema različitim toplinskim proračunskim zahtjevima, postupak žarenja se dijeli na žarenje u peći na visokoj temperaturi i brzo toplinsko žarenje.
- Visokotemperaturno žarenje cijevi u peći:
To je tradicionalna metoda žarenja s visokom temperaturom, dugim vremenom žarenja i visokim proračunom.
U nekim specijalnim procesima, kao što je tehnologija izolacije ubrizgavanjem kisika za pripremu SOI supstrata i procesi difuzije u duboke bušotine, široko se koristi. Takvi procesi općenito zahtijevaju veći toplinski proračun kako bi se dobila savršena rešetka ili ravnomjerna distribucija nečistoća.
- Brzo toplinsko žarenje:
To je proces obrade silicijskih pločica iznimno brzim zagrijavanjem/hlađenjem i kratkim zadržavanjem na ciljnoj temperaturi, koji se ponekad naziva i brza toplinska obrada (RTP).
U procesu formiranja ultra plitkih spojeva, brzim toplinskim žarenjem postiže se kompromisna optimizacija između popravka defekata rešetke, aktivacije nečistoća i minimiziranja difuzije nečistoća, te je neophodno u procesu proizvodnje naprednih tehnoloških čvorova.
Proces porasta/pada temperature i kratko zadržavanje na ciljanoj temperaturi zajedno čine toplinski proračun brzog toplinskog žarenja.
Tradicionalno brzo toplinsko žarenje ima temperaturu od oko 1000°C i traje nekoliko sekundi. Posljednjih godina zahtjevi za brzim termičkim žarenjem postali su sve stroži, a brzo žarenje, žarenje sa šiljcima i lasersko žarenje postupno su se razvili, pri čemu vremena žarenja dosežu milisekunde, a čak imaju tendenciju razvoja prema mikrosekundama i sub-mikrosekundama.
3 . Tri procesne opreme za grijanje
3.1 Oprema za difuziju i oksidaciju
Proces difuzije uglavnom koristi načelo toplinske difuzije pod uvjetima visoke temperature (obično 900-1200 ℃) za ugradnju elemenata nečistoća u silicijsku podlogu na potrebnoj dubini kako bi se dobila specifična distribucija koncentracije, kako bi se promijenila električna svojstva materijala i tvore strukturu poluvodičkog uređaja.
U silicijskoj tehnologiji integriranih krugova, proces difuzije koristi se za izradu PN spojeva ili komponenata kao što su otpornici, kondenzatori, ožičenje za međusobno povezivanje, diode i tranzistori u integriranim krugovima, a također se koristi za izolaciju između komponenti.
Zbog nemogućnosti točne kontrole raspodjele koncentracije dopinga, proces difuzije postupno je zamijenjen postupkom dopiranja ionskom implantacijom u proizvodnji integriranih sklopova s promjerom pločica od 200 mm i više, ali se mala količina još uvijek koristi u teškim procesi dopinga.
Tradicionalna difuzijska oprema uglavnom su horizontalne difuzijske peći, a postoji i mali broj vertikalnih difuzijskih peći.
Horizontalna difuzijska peć:
To je oprema za toplinsku obradu koja se široko koristi u procesu difuzije integriranih krugova s promjerom pločice manjim od 200 mm. Njegove karakteristike su da su tijelo peći za grijanje, reakcijska cijev i kvarcni čamac koji nosi pločice postavljeni vodoravno, tako da ima karakteristike procesa dobre ujednačenosti između pločica.
To nije samo jedna od važnih front-end opreme na proizvodnoj liniji integriranih krugova, već se također široko koristi u difuziji, oksidaciji, žarenju, legiranju i drugim procesima u industrijama kao što su diskretni uređaji, energetski elektronički uređaji, optoelektronički uređaji i optička vlakna. .
Vertikalna difuzijska peć:
Općenito se odnosi na opremu za šaržnu toplinsku obradu koja se koristi u procesu integriranog kruga za pločice promjera 200 mm i 300 mm, obično poznatu kao vertikalna peć.
Strukturne značajke vertikalne difuzijske peći su da su tijelo grijaće peći, reakcijska cijev i kvarcni čamac koji nosi pločicu postavljeni okomito, a pločica je postavljena vodoravno. Ima karakteristike dobre ujednačenosti unutar pločice, visokog stupnja automatizacije i stabilnih performansi sustava, što može zadovoljiti potrebe proizvodnih linija integriranih krugova velikih razmjera.
Vertikalna difuzijska peć jedna je od važne opreme u liniji za proizvodnju poluvodičkih integriranih krugova, a također se često koristi u srodnim procesima u poljima energetskih elektroničkih uređaja (IGBT) i tako dalje.
Vertikalna difuzijska peć primjenjiva je na procese oksidacije kao što je suha oksidacija kisikom, oksidacija sintezom vodik-kisik, oksidacija silicijevim oksinitridom i procese rasta tankog filma kao što su silicij dioksid, polisilicij, silicij nitrid (Si3N4) i taloženje atomskog sloja.
Također se obično koristi u procesima žarenja na visokim temperaturama, žarenja bakra i legiranja. Što se tiče procesa difuzije, vertikalne difuzijske peći ponekad se također koriste u procesima teškog dopiranja.
3.2 Oprema za brzo žarenje
Oprema za brzu toplinsku obradu (RTP) je oprema za toplinsku obradu jedne pločice koja može brzo podići temperaturu pločice na temperaturu potrebnu za proces (200-1300°C) i može je brzo ohladiti. Brzina grijanja/hlađenja općenito je 20-250°C/s.
Osim širokog raspona izvora energije i vremena žarenja, RTP oprema ima i druge izvrsne procesne performanse, kao što su izvrsna kontrola proračuna topline i bolja ujednačenost površine (posebno za pločice velikih dimenzija), popravak oštećenja pločica uzrokovanih ionskom implantacijom i više komora može izvoditi različite procesne korake istovremeno.
Osim toga, RTP oprema može fleksibilno i brzo pretvoriti i prilagoditi procesne plinove, tako da se više procesa toplinske obrade može dovršiti u istom procesu toplinske obrade.
RTP oprema se najčešće koristi u brzom toplinskom žarenju (RTA). Nakon ionske implantacije potrebna je RTP oprema za popravak štete uzrokovane ionskom implantacijom, aktiviranje dopiranih protona i učinkovito sprječavanje difuzije nečistoća.
Općenito govoreći, temperatura za popravak defekata rešetke je oko 500°C, dok je za aktiviranje dopiranih atoma potrebno 950°C. Aktivacija nečistoća povezana je s vremenom i temperaturom. Što je dulje vrijeme i viša temperatura, to su nečistoće potpunije aktivirane, ali to nije pogodno za inhibiciju difuzije nečistoća.
Budući da RTP oprema ima karakteristike brzog porasta/pada temperature i kratkog trajanja, proces žarenja nakon ionske implantacije može postići optimalan odabir parametara između popravka grešaka na rešetki, aktivacije nečistoća i inhibicije difuzije nečistoća.
RTA je uglavnom podijeljen u sljedeće četiri kategorije:
(1)Šiljasto žarenje
Njegova karakteristika je da se fokusira na proces brzog zagrijavanja/hlađenja, ali u osnovi nema proces očuvanja topline. Šiljasto žarenje ostaje na visokoj temperaturi vrlo kratko vrijeme, a njegova glavna funkcija je aktiviranje doping elemenata.
U stvarnim primjenama, pločica se počinje brzo zagrijavati od određene stabilne točke pripravne temperature i odmah se hladi nakon postizanja ciljane temperaturne točke.
Budući da je vrijeme održavanja na ciljanoj temperaturnoj točki (tj. vršnoj temperaturnoj točki) vrlo kratko, proces žarenja može maksimizirati stupanj aktivacije nečistoća i minimizirati stupanj difuzije nečistoća, dok ima dobre karakteristike popravka žarenja kvarova, što rezultira višim kvalitetu lijepljenja i manju struju curenja.
Šiljasto žarenje naširoko se koristi u procesima ultraplitkog spoja nakon 65 nm. Parametri procesa šiljastog žarenja uglavnom uključuju vršnu temperaturu, vršno vrijeme zadržavanja, temperaturnu divergenciju i otpor pločice nakon procesa.
Što je vršno vrijeme zadržavanja kraće, to bolje. To uglavnom ovisi o brzini grijanja/hlađenja sustava za kontrolu temperature, ali odabrana atmosfera procesnog plina ponekad također ima određeni utjecaj na to.
Na primjer, helij ima mali atomski volumen i veliku stopu difuzije, što pogoduje brzom i ravnomjernom prijenosu topline i može smanjiti širinu vrha ili vrijeme zadržavanja vrha. Stoga se ponekad odabire helij kao pomoć pri grijanju i hlađenju.
(2)Žarenje lampom
Tehnologija žarenja svjetiljkom naširoko se koristi. Halogene žarulje općenito se koriste kao izvori topline za brzo žarenje. Njihove visoke brzine grijanja/hlađenja i precizna kontrola temperature mogu zadovoljiti zahtjeve proizvodnih procesa iznad 65 nm.
Međutim, ne može u potpunosti zadovoljiti stroge zahtjeve 45nm procesa (nakon 45nm procesa, kada dođe do kontakta nikal-silicij logičke LSI, pločica se mora brzo zagrijati od 200°C do preko 1000°C unutar milisekundi, pa je općenito potrebno lasersko žarenje).
(3)Lasersko žarenje
Lasersko žarenje je postupak izravnog korištenja lasera za brzo povećanje temperature površine pločice sve dok ne bude dovoljno da se kristal silicija otopi, čineći ga visoko aktiviranim.
Prednosti laserskog žarenja su izuzetno brzo zagrijavanje i osjetljiva kontrola. Ne zahtijeva zagrijavanje niti i u osnovi nema problema s kašnjenjem temperature i vijekom trajanja niti.
Međutim, s tehničkog gledišta, lasersko žarenje ima probleme s strujom curenja i zaostalim oštećenjima, što će također imati određeni utjecaj na performanse uređaja.
(4)Brzo žarenje
Brzo žarenje je tehnologija žarenja koja koristi zračenje visokog intenziteta za izvođenje šiljastog žarenja na pločicama na određenoj temperaturi predgrijavanja.
Pločica se prethodno zagrijava na 600-800°C, a zatim se koristi zračenje visokog intenziteta za kratkotrajno pulsno zračenje. Kada vršna temperatura pločice dosegne potrebnu temperaturu žarenja, zračenje se odmah isključuje.
RTP oprema se sve više koristi u naprednoj proizvodnji integriranih sklopova.
Osim što se naširoko koristi u RTA procesima, RTP oprema se također počela koristiti u brzoj toplinskoj oksidaciji, brzoj toplinskoj nitridaciji, brzoj toplinskoj difuziji, brzom kemijskom taloženju iz pare, kao i za stvaranje metalnih silicida i epitaksijalne procese.
———————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera može pružitigrafitnih dijelova,mekani/kruti filc,dijelovi od silicij karbida,CVD dijelovi od silicij karbida, iDijelovi presvučeni SiC/TaCs potpunim poluvodičkim procesom za 30 dana.
Ako ste zainteresirani za gore navedene poluvodičke proizvode,nemojte se ustručavati kontaktirati nas prvi put.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Vrijeme objave: 27. kolovoza 2024