1. Oorsig
Verhitting, ook bekend as termiese verwerking, verwys na vervaardigingsprosedures wat by hoë temperature werk, gewoonlik hoër as die smeltpunt van aluminium.
Die verhittingsproses word gewoonlik in 'n hoë-temperatuur-oond uitgevoer en sluit groot prosesse soos oksidasie, onsuiwerheidsdiffusie en uitgloeiing in vir herstel van kristaldefekte in halfgeleiervervaardiging.
Oksidasie: Dit is 'n proses waarin 'n silikonwafel in 'n atmosfeer van oksidante soos suurstof of waterdamp geplaas word vir hoë-temperatuur hittebehandeling, wat veroorsaak dat 'n chemiese reaksie op die oppervlak van die silikonwafel 'n oksiedfilm vorm.
Onsuiwerheidsdiffusie: verwys na die gebruik van termiese diffusiebeginsels onder hoë temperatuurtoestande om onreinheidelemente volgens prosesvereistes in die silikonsubstraat in te voer, sodat dit 'n spesifieke konsentrasieverspreiding het, en sodoende die elektriese eienskappe van die silikonmateriaal verander.
Uitgloeiing verwys na die proses om die silikonwafel na iooninplanting te verhit om die roosterdefekte wat deur iooninplanting veroorsaak word, te herstel.
Daar is drie basiese tipes toerusting wat gebruik word vir oksidasie/diffusie/gloeiing:
- Horisontale oond;
- Vertikale oond;
- Vinnige verwarming oond: vinnige hitte behandeling toerusting
Tradisionele hittebehandelingsprosesse gebruik hoofsaaklik langtermyn-hoëtemperatuurbehandeling om skade wat deur iooninplanting veroorsaak word uit te skakel, maar die nadele daarvan is onvolledige verwydering van defek en lae aktiveringsdoeltreffendheid van ingeplante onsuiwerhede.
Daarbenewens, as gevolg van die hoë uitgloeitemperatuur en lang tyd, sal herverspreiding van onsuiwerhede waarskynlik plaasvind, wat veroorsaak dat 'n groot hoeveelheid onsuiwerhede diffundeer en nie aan die vereistes van vlak aansluitings en nou onsuiwerheidsverspreiding voldoen nie.
Vinnige termiese uitgloeiing van ioon-geïmplanteerde wafels deur gebruik te maak van vinnige termiese verwerking (RTP) toerusting is 'n hittebehandelingsmetode wat die hele wafer tot 'n sekere temperatuur (gewoonlik 400-1300°C) in 'n baie kort tyd verhit.
In vergelyking met oondverhittingsuitgloeiing, het dit die voordele van minder termiese begroting, kleiner omvang van onsuiwerheidsbeweging in die dopingarea, minder besoedeling en korter verwerkingstyd.
Die vinnige termiese uitgloeiproses kan 'n verskeidenheid energiebronne gebruik, en die uitgloeitydreeks is baie wyd (van 100 tot 10-9s, soos lampgloeiing, lasergloeiing, ens.). Dit kan onsuiwerhede heeltemal aktiveer terwyl die herverspreiding van onsuiwerhede effektief onderdruk word. Dit word tans wyd gebruik in hoë-end geïntegreerde stroombaan vervaardigingsprosesse met wafer diameters groter as 200mm.
2. Tweede verhittingsproses
2.1 Oksidasieproses
In die vervaardigingsproses van geïntegreerde stroombaan is daar twee metodes om silikonoksiedfilms te vorm: termiese oksidasie en afsetting.
Die oksidasieproses verwys na die proses om SiO2 op die oppervlak van silikonwafels te vorm deur termiese oksidasie. Die SiO2-film wat deur termiese oksidasie gevorm word, word wyd gebruik in die vervaardigingsproses van geïntegreerde stroombane as gevolg van sy uitstekende elektriese isolasie-eienskappe en proses-uitvoerbaarheid.
Die belangrikste toepassings daarvan is soos volg:
- Beskerm toestelle teen skrape en besoedeling;
- Beperk die veldisolasie van gelaaide draers (oppervlakpassivering);
- Diëlektriese materiale in hekoksied- of stoorselstrukture;
- Inplantingsmaskering in doping;
- 'n Diëlektriese laag tussen metaalgeleidende lae.
(1)Toestelbeskerming en isolasie
SiO2 wat op die oppervlak van 'n wafer (silikonwafer) gekweek word, kan as 'n effektiewe versperringslaag dien om sensitiewe toestelle binne die silikon te isoleer en te beskerm.
Omdat SiO2 'n harde en nie-poreuse (digte) materiaal is, kan dit gebruik word om aktiewe toestelle op die silikonoppervlak effektief te isoleer. Die harde SiO2-laag sal die silikonwafel beskerm teen skrape en skade wat tydens die vervaardigingsproses mag voorkom.
(2)Oppervlakpassivering
Oppervlakpassivering 'n Groot voordeel van termies gekweekte SiO2 is dat dit die oppervlaktoestanddigtheid van silikon kan verminder deur sy hangende bindings te beperk, 'n effek wat bekend staan as oppervlakpassivering.
Dit voorkom elektriese agteruitgang en verminder die pad vir lekstroom wat deur vog, ione of ander eksterne kontaminante veroorsaak word. Die harde SiO2-laag beskerm Si teen skrape en prosesskade wat tydens na-produksie mag voorkom.
Die SiO2-laag wat op die Si-oppervlak gegroei word, kan die elektries aktiewe kontaminante (mobiele ioonkontaminasie) op die Si-oppervlak bind. Passivering is ook belangrik vir die beheer van die lekstroom van aansluitingstoestelle en die groei van stabiele hekoksiede.
As 'n hoë-gehalte passiveringslaag het die oksiedlaag kwaliteitvereistes soos eenvormige dikte, geen speldegate en leemtes.
Nog 'n faktor in die gebruik van 'n oksiedlaag as 'n Si-oppervlakpassiveringslaag is die dikte van die oksiedlaag. Die oksiedlaag moet dik genoeg wees om te verhoed dat die metaallaag laai as gevolg van ladingophoping op die silikonoppervlak, wat soortgelyk is aan die ladingstoor- en afbreekeienskappe van gewone kapasitors.
SiO2 het ook 'n baie soortgelyke koëffisiënt van termiese uitsetting as Si. Silikonwafels sit uit tydens hoë temperatuurprosesse en trek saam tydens afkoeling.
SiO2 brei uit of trek saam teen 'n tempo baie naby aan dié van Si, wat die verdraaiing van die silikonwafel tydens die termiese proses verminder. Dit vermy ook die skeiding van die oksiedfilm van die silikonoppervlak as gevolg van filmspanning.
(3)Pokoksied diëlektriese
Vir die mees algemeen gebruikte en belangrike hekoksiedstruktuur in MOS-tegnologie, word 'n uiters dun oksiedlaag as die diëlektriese materiaal gebruik. Aangesien die hekoksiedlaag en die Si daaronder die eienskappe van hoë kwaliteit en stabiliteit het, word die hekoksiedlaag oor die algemeen verkry deur termiese groei.
SiO2 het 'n hoë diëlektriese sterkte (107V/m) en 'n hoë weerstand (ongeveer 1017Ω·cm).
Die sleutel tot die betroubaarheid van MOS-toestelle is die integriteit van die hekoksiedlaag. Die hekstruktuur in MOS-toestelle beheer die stroomvloei. Omdat hierdie oksied die basis is vir die funksie van mikroskyfies gebaseer op veld-effek tegnologie,
Daarom is hoë gehalte, uitstekende filmdikte eenvormigheid en afwesigheid van onsuiwerhede die basiese vereistes daarvan. Enige kontaminasie wat die funksie van die hekoksiedstruktuur kan afbreek, moet streng beheer word.
(4)Doping versperring
SiO2 kan gebruik word as 'n effektiewe maskeringslaag vir selektiewe doping van silikonoppervlak. Sodra 'n oksiedlaag op die silikonoppervlak gevorm is, word die SiO2 in die deursigtige deel van die masker geëts om 'n venster te vorm waardeur die dopingmateriaal die silikonwafel kan binnedring.
Waar daar geen vensters is nie, kan oksied die silikonoppervlak beskerm en voorkom dat onsuiwerhede diffundeer, en sodoende selektiewe onsuiwerheidsinplanting moontlik maak.
Doteermiddels beweeg stadig in SiO2 in vergelyking met Si, so slegs 'n dun oksiedlaag is nodig om die doteermiddels te blokkeer (let op dat hierdie tempo temperatuurafhanklik is).
'n Dun oksiedlaag (bv. 150 Å dik) kan ook gebruik word in gebiede waar iooninplanting vereis word, wat gebruik kan word om skade aan die silikonoppervlak te minimaliseer.
Dit maak ook voorsiening vir beter beheer van die aansluitingsdiepte tydens die inplanting van onsuiwerhede deur die kanaliseringseffek te verminder. Na inplanting kan die oksied selektief met fluoorsuur verwyder word om die silikonoppervlak weer plat te maak.
(5)Diëlektriese laag tussen metaallae
SiO2 gelei nie elektrisiteit onder normale toestande nie, dus is dit 'n effektiewe isolator tussen metaallae in mikroskyfies. SiO2 kan kortsluitings tussen die boonste metaallaag en die onderste metaallaag voorkom, net soos die isolator op die draad kortsluitings kan voorkom.
Die kwaliteitsvereiste vir oksied is dat dit vry is van speldegate en leemtes. Dit word dikwels gedoteer om meer effektiewe vloeibaarheid te verkry, wat die verspreiding van kontaminasie beter kan verminder. Dit word gewoonlik verkry deur chemiese dampneerlegging eerder as termiese groei.
Afhangende van die reaksiegas, word die oksidasieproses gewoonlik verdeel in:
- Droë suurstof oksidasie: Si + O2→SiO2;
- Nat suurstofoksidasie: 2H2O (waterdamp) + Si→SiO2+2H2;
- Chloor-gedoteerde oksidasie: Chloorgas, soos waterstofchloried (HCl), dichlooretileen DCE (C2H2Cl2) of sy derivate, word by suurstof gevoeg om die oksidasietempo en die kwaliteit van die oksiedlaag te verbeter.
(1)Droë suurstof oksidasie proses: Die suurstofmolekules in die reaksiegas diffundeer deur die reeds gevormde oksiedlaag, bereik die raakvlak tussen SiO2 en Si, reageer met Si, en vorm dan 'n SiO2-laag.
Die SiO2 wat deur droë suurstofoksidasie voorberei word, het 'n digte struktuur, eenvormige dikte, sterk maskeringsvermoë vir inspuiting en diffusie, en hoë prosesherhaalbaarheid. Die nadeel daarvan is dat die groeitempo stadig is.
Hierdie metode word oor die algemeen gebruik vir hoë kwaliteit oksidasie, soos hek diëlektriese oksidasie, dun buffer laag oksidasie, of om oksidasie te begin en oksidasie te beëindig tydens dik buffer laag oksidasie.
(2)Nat suurstof oksidasie proses: Waterdamp kan direk in suurstof gedra word, of dit kan verkry word deur die reaksie van waterstof en suurstof. Die oksidasietempo kan verander word deur die parsiële drukverhouding van waterstof of waterdamp tot suurstof aan te pas.
Let daarop dat om veiligheid te verseker, die verhouding van waterstof tot suurstof nie 1,88:1 moet oorskry nie. Nat suurstofoksidasie is as gevolg van die teenwoordigheid van beide suurstof en waterdamp in die reaksiegas, en waterdamp sal by hoë temperature in waterstofoksied (HO) ontbind.
Die diffusietempo van waterstofoksied in silikonoksied is baie vinniger as dié van suurstof, dus is die nat suurstofoksidasietempo ongeveer een orde van grootte hoër as die droë suurstofoksidasietempo.
(3)Chloor-gedoteerde oksidasieproses: Benewens tradisionele droë suurstofoksidasie en nat suurstofoksidasie, kan chloorgas, soos waterstofchloried (HCl), dichlooretileen DCE (C2H2Cl2) of sy derivate, by suurstof gevoeg word om die oksidasietempo en die kwaliteit van die oksiedlaag te verbeter .
Die hoofrede vir die toename in oksidasietempo is dat wanneer chloor vir oksidasie bygevoeg word, die reaktant nie net waterdamp bevat wat oksidasie kan versnel nie, maar chloor versamel ook naby die raakvlak tussen Si en SiO2. In die teenwoordigheid van suurstof word chloorsilikonverbindings maklik in silikonoksied omgeskakel, wat oksidasie kan kataliseer.
Die hoofrede vir die verbetering van die oksiedlaagkwaliteit is dat die chlooratome in die oksiedlaag die aktiwiteit van natriumione kan suiwer en sodoende die oksidasiedefekte wat deur natriumioonbesmetting van toerusting en proses grondstowwe ingebring word, verminder. Daarom is chloordotering betrokke by die meeste droë suurstofoksidasieprosesse.
2.2 Verspreidingsproses
Tradisionele diffusie verwys na die oordrag van stowwe van gebiede met hoër konsentrasie na gebiede met laer konsentrasie totdat hulle eweredig versprei is. Die verspreidingsproses volg Fick se wet. Diffusie kan tussen twee of meer stowwe plaasvind, en die konsentrasie- en temperatuurverskille tussen verskillende gebiede dryf die verspreiding van stowwe na 'n eenvormige ewewigstoestand.
Een van die belangrikste eienskappe van halfgeleiermateriale is dat hul geleidingsvermoë aangepas kan word deur verskillende tipes of konsentrasies doteermiddels by te voeg. In die vervaardiging van geïntegreerde stroombaan word hierdie proses gewoonlik bereik deur middel van doping- of diffusieprosesse.
Afhangende van die ontwerpdoelwitte, kan halfgeleiermateriale soos silikon-, germanium- of III-V-verbindings twee verskillende halfgeleier-eienskappe, N-tipe of P-tipe, verkry deur te dotering met skenker-onsuiwerhede of aanvaarder-onsuiwerhede.
Halfgeleierdotering word hoofsaaklik deur twee metodes uitgevoer: diffusie of iooninplanting, elk met sy eie kenmerke:
Diffusie-dotering is goedkoper, maar die konsentrasie en diepte van die dopingmateriaal kan nie presies beheer word nie;
Alhoewel iooninplanting relatief duur is, maak dit voorsiening vir presiese beheer van doteermiddelkonsentrasieprofiele.
Voor die 1970's was die kenmerkgrootte van geïntegreerde stroombaangrafika in die orde van 10μm, en tradisionele termiese diffusie-tegnologie is oor die algemeen vir doping gebruik.
Die diffusieproses word hoofsaaklik gebruik om halfgeleiermateriale te verander. Deur verskillende stowwe in halfgeleiermateriale te diffundeer, kan hul geleidingsvermoë en ander fisiese eienskappe verander word.
Byvoorbeeld, deur die driewaardige element boor in silikon te diffundeer, word 'n P-tipe halfgeleier gevorm; deur die dotering van vyfwaardige elemente fosfor of arseen, word 'n N-tipe halfgeleier gevorm. Wanneer 'n P-tipe halfgeleier met meer gate in aanraking kom met 'n N-tipe halfgeleier met meer elektrone, word 'n PN-aansluiting gevorm.
Soos kenmerkgroottes krimp, maak die isotropiese diffusieproses dit moontlik vir doteermiddels om na die ander kant van die skildoksiedlaag te diffundeer, wat kortsluitings tussen aangrensende streke veroorsaak.
Behalwe vir sommige spesiale gebruike (soos langtermyndiffusie om eenvormig verspreide hoogspanningbestande areas te vorm), is die diffusieproses geleidelik deur iooninplanting vervang.
In die tegnologie-generasie onder 10nm, aangesien die grootte van die Fin in die driedimensionele vin veld-effek transistor (FinFET) toestel baie klein is, sal iooninplanting sy klein struktuur beskadig. Die gebruik van soliede bron diffusie proses kan hierdie probleem oplos.
2.3 Degradasieproses
Die uitgloeiproses word ook termiese uitgloeiing genoem. Die proses is om die silikonwafel vir 'n sekere tydperk in 'n hoëtemperatuuromgewing te plaas om die mikrostruktuur op die oppervlak of binnekant van die silikonwafer te verander om 'n spesifieke prosesdoel te bereik.
Die mees kritieke parameters in die uitgloeiproses is temperatuur en tyd. Hoe hoër die temperatuur en hoe langer die tyd, hoe hoër is die termiese begroting.
In die werklike geïntegreerde stroombaan vervaardigingsproses word die termiese begroting streng beheer. As daar veelvuldige uitgloeiingsprosesse in die prosesvloei is, kan die termiese begroting uitgedruk word as die superposisie van veelvuldige hittebehandelings.
Met die miniaturisering van prosesnodusse word die toelaatbare termiese begroting in die hele proses egter kleiner en kleiner, dit wil sê die temperatuur van die hoë-temperatuur termiese proses word laer en die tyd word korter.
Gewoonlik word die uitgloeiingsproses gekombineer met ioon-inplanting, dunfilmafsetting, metaalsilicidevorming en ander prosesse. Die algemeenste is termiese uitgloeiing na iooninplanting.
Iooninplanting sal die substraatatome beïnvloed, wat veroorsaak dat hulle wegbreek van die oorspronklike roosterstruktuur en die substraatrooster beskadig. Termiese uitgloeiing kan die roosterskade herstel wat deur iooninplanting veroorsaak word en kan ook die ingeplante onsuiwerheidsatome van die roostergapings na die roosterplekke beweeg, en sodoende hulle aktiveer.
Die temperatuur wat benodig word vir die herstel van roosterskade is ongeveer 500°C, en die temperatuur wat nodig is vir onreinheidaktivering is ongeveer 950°C. In teorie, hoe langer die uitgloeiingstyd en hoe hoër die temperatuur, hoe hoër is die aktiveringstempo van onsuiwerhede, maar te hoë 'n termiese begroting sal lei tot oormatige diffusie van onsuiwerhede, wat die proses onbeheerbaar maak en uiteindelik agteruitgang van toestel- en stroombaanprestasie veroorsaak.
Daarom, met die ontwikkeling van vervaardigingstegnologie, is tradisionele langtermyn-oondgloeiing geleidelik vervang deur vinnige termiese uitgloeiing (RTA).
In die vervaardigingsproses moet sommige spesifieke films 'n termiese uitgloeiingsproses na afsetting ondergaan om sekere fisiese of chemiese eienskappe van die film te verander. Byvoorbeeld, 'n los film word dig, wat sy droë of nat etstempo verander;
Nog 'n algemeen gebruikte uitgloeiingsproses vind plaas tydens die vorming van metaalsilisied. Metaalfilms soos kobalt, nikkel, titanium, ens. word op die oppervlak van die silikonwafel gesputter, en na vinnige termiese uitgloeiing by 'n relatief lae temperatuur, kan die metaal en silikon 'n legering vorm.
Sekere metale vorm verskillende legeringsfases onder verskillende temperatuurtoestande. Oor die algemeen word gehoop om 'n legeringsfase te vorm met laer kontakweerstand en liggaamsweerstand tydens die proses.
Volgens verskillende termiese begrotingsvereistes word die uitgloeiingsproses verdeel in hoëtemperatuur-oondgloeiing en vinnige termiese uitgloeiing.
- Hoë temperatuur oondbuis uitgloeiing:
Dit is 'n tradisionele uitgloeimetode met hoë temperatuur, lang uitgloeityd en hoë begroting.
In sommige spesiale prosesse, soos suurstofinspuitingsisolasietegnologie vir die voorbereiding van SOI-substrate en diepputdiffusieprosesse, word dit wyd gebruik. Sulke prosesse vereis oor die algemeen 'n hoër termiese begroting om 'n perfekte rooster of eenvormige onreinheidverspreiding te verkry.
- Vinnige termiese uitgloeiing:
Dit is die proses om silikonwafels te verwerk deur uiters vinnige verhitting/verkoeling en kort verblyf by die teikentemperatuur, soms ook genoem Rapid Thermal Processing (RTP).
In die proses om ultra-vlak aansluitings te vorm, bereik vinnige termiese uitgloeiing 'n kompromie-optimalisering tussen roosterdefekherstel, onsuiwerheidsaktivering en minimalisering van onsuiwerheidsdiffusie, en is onontbeerlik in die vervaardigingsproses van gevorderde tegnologie nodusse.
Die temperatuur styg/daling proses en die kort verblyf by die teiken temperatuur vorm saam die termiese begroting van vinnige termiese uitgloeiing.
Tradisionele vinnige termiese uitgloeiing het 'n temperatuur van ongeveer 1000°C en neem sekondes. In onlangse jare het die vereistes vir vinnige termiese uitgloeiing al hoe strenger geword, en flitsgloeiing, spitsgloeiing en lasergloeiing het geleidelik ontwikkel, met uitgloeitye wat millisekondes bereik, en selfs geneig is om na mikrosekondes en sub-mikrosekondes te ontwikkel.
3 . Drie verwarming proses toerusting
3.1 Diffusie- en oksidasietoerusting
Die diffusieproses gebruik hoofsaaklik die beginsel van termiese diffusie onder hoë temperatuur (gewoonlik 900-1200 ℃) toestande om onreinheid elemente in die silikon substraat te inkorporeer op 'n vereiste diepte om dit 'n spesifieke konsentrasie verspreiding te gee, ten einde die elektriese eienskappe van die materiaal en vorm 'n halfgeleier-toestelstruktuur.
In silikon-geïntegreerde stroombaantegnologie word die diffusieproses gebruik om PN-aansluitings of komponente soos resistors, kapasitors, interkonneksiebedrading, diodes en transistors in geïntegreerde stroombane te maak, en word ook gebruik vir isolasie tussen komponente.
As gevolg van die onvermoë om die verspreiding van dopingkonsentrasie akkuraat te beheer, is die diffusieproses geleidelik vervang deur die ioon-inplantingsdoteringproses in die vervaardiging van geïntegreerde stroombane met wafeldiameters van 200 mm en hoër, maar 'n klein hoeveelheid word steeds in swaar gebruik. doping prosesse.
Tradisionele diffusietoerusting is hoofsaaklik horisontale diffusie-oonde, en daar is ook 'n klein aantal vertikale diffusie-oonde.
Horisontale diffusie-oond:
Dit is 'n hittebehandelingstoerusting wat wyd gebruik word in die diffusieproses van geïntegreerde stroombane met wafer-deursnee minder as 200 mm. Die kenmerke daarvan is dat die verwarmingsoondliggaam, reaksiebuis en kwartsboot wat wafers dra, almal horisontaal geplaas is, dus het dit die proseseienskappe van goeie eenvormigheid tussen wafers.
Dit is nie net een van die belangrike front-end toerusting op die geïntegreerde stroombaan produksie lyn nie, maar ook wyd gebruik in diffusie, oksidasie, uitgloeiing, legering en ander prosesse in nywerhede soos diskrete toestelle, krag elektroniese toestelle, optiese toestelle en optiese vesels .
Vertikale diffusie-oond:
Verwys oor die algemeen na 'n bondel hittebehandelingstoerusting wat gebruik word in die geïntegreerde stroombaanproses vir wafers met 'n deursnee van 200mm en 300mm, algemeen bekend as 'n vertikale oond.
Die strukturele kenmerke van die vertikale diffusie-oond is dat die verwarmingsoondliggaam, reaksiebuis en kwartsboot wat die wafer dra, almal vertikaal geplaas word, en die wafer is horisontaal geplaas. Dit het die eienskappe van goeie eenvormigheid binne die wafer, hoë mate van outomatisering en stabiele stelselwerkverrigting, wat aan die behoeftes van grootskaalse geïntegreerde stroombaanproduksielyne kan voldoen.
Die vertikale diffusie-oond is een van die belangrike toerusting in die halfgeleier-geïntegreerde stroombaanproduksielyn en word ook algemeen gebruik in verwante prosesse op die gebied van kragelektroniese toestelle (IGBT) ensovoorts.
Die vertikale diffusie-oond is van toepassing op oksidasieprosesse soos droë suurstofoksidasie, waterstof-suurstofsintese-oksidasie, silikonoksinitriedoksidasie en dunfilmgroeiprosesse soos silikondioksied, polisilicon, silikonnitried (Si3N4), en atoomlaagneerslag.
Dit word ook algemeen gebruik in hoë temperatuur uitgloeiing, koper uitgloeiing en legeringsprosesse. Wat die diffusieproses betref, word vertikale diffusie-oonde soms ook in swaar doteringprosesse gebruik.
3.2 Vinnige uitgloeitoerusting
Rapid Thermal Processing (RTP)-toerusting is 'n enkelwafel-hittebehandelingstoerusting wat die temperatuur van die wafer vinnig kan verhoog tot die temperatuur wat deur die proses vereis word (200-1300°C) en dit vinnig kan afkoel. Die verhitting/verkoelingstempo is gewoonlik 20-250°C/s.
Benewens 'n wye reeks energiebronne en uitgloeityd, het RTP-toerusting ook ander uitstekende prosesprestasie, soos uitstekende termiese begrotingsbeheer en beter oppervlak-uniformiteit (veral vir groot-grootte wafels), herstel van wafelskade wat deur iooninplanting veroorsaak word, en veelvuldige kamers kan verskillende prosesstappe gelyktydig uitvoer.
Daarbenewens kan RTP-toerusting buigsaam en vinnig prosesgasse omskakel en aanpas, sodat verskeie hittebehandelingsprosesse in dieselfde hittebehandelingsproses voltooi kan word.
RTP-toerusting word die meeste gebruik in vinnige termiese uitgloeiing (RTA). Na iooninplanting is RTP-toerusting nodig om die skade wat deur iooninplanting veroorsaak word, te herstel, gedoteerde protone te aktiveer en onsuiwerheidsdiffusie effektief te inhibeer.
Oor die algemeen is die temperatuur vir die herstel van roosterdefekte ongeveer 500°C, terwyl 950°C benodig word vir die aktivering van gedoteerde atome. Die aktivering van onsuiwerhede hou verband met tyd en temperatuur. Hoe langer die tyd en hoe hoër die temperatuur, hoe meer volledig word die onsuiwerhede geaktiveer, maar dit is nie bevorderlik om die verspreiding van onsuiwerhede te inhibeer nie.
Omdat die RTP-toerusting die kenmerke van vinnige temperatuurstyging/daling en kort tydsduur het, kan die uitgloeiingsproses na ioon-inplanting die optimale parameterseleksie bereik tussen roosterdefekherstel, onreinheidaktivering en onsuiwerheidsdiffusie-inhibisie.
RTA word hoofsaaklik in die volgende vier kategorieë verdeel:
(1)Spike uitgloeiing
Die kenmerk daarvan is dat dit op die vinnige verhitting/verkoelingsproses fokus, maar basies geen hittebewaringsproses het nie. Die puntgloeiing bly vir 'n baie kort tyd by die hoë temperatuurpunt, en sy hooffunksie is om die dopingelemente te aktiveer.
In werklike toepassings begin die wafer vinnig verhit vanaf 'n sekere stabiele bystandtemperatuurpunt en koel onmiddellik af nadat die teikentemperatuurpunt bereik is.
Aangesien die onderhoudstyd by die teikentemperatuurpunt (dws die piektemperatuurpunt) baie kort is, kan die uitgloeiingsproses die graad van onreinheidaktivering maksimeer en die graad van onsuiwerheidsdiffusie tot die minimum beperk, terwyl dit goeie defekgloeiherstel-eienskappe het, wat lei tot hoër bindingskwaliteit en laer lekstroom.
Spike uitgloeiing word wyd gebruik in ultra-vlak aansluitingsprosesse na 65nm. Die prosesparameters van puntgloeiing sluit hoofsaaklik piektemperatuur, piekverblyftyd, temperatuurdivergensie en wafelweerstand na die proses in.
Hoe korter die spitsverblyftyd, hoe beter. Dit hang hoofsaaklik af van die verhitting/verkoelingstempo van die temperatuurbeheerstelsel, maar die geselekteerde prosesgasatmosfeer het soms ook 'n sekere impak daarop.
Helium het byvoorbeeld 'n klein atoomvolume en 'n vinnige diffusietempo, wat bevorderlik is vir vinnige en eenvormige hitte-oordrag en die piekwydte of piekverblyftyd kan verminder. Daarom word helium soms gekies om verhitting en verkoeling te help.
(2)Lamp uitgloeiing
Lampuitgloeiingstegnologie word wyd gebruik. Halogeenlampe word oor die algemeen gebruik as vinnige uitgloeiende hittebronne. Hul hoë verhitting/verkoelingstempo en presiese temperatuurbeheer kan voldoen aan die vereistes van vervaardigingsprosesse bo 65nm.
Dit kan egter nie ten volle aan die streng vereistes van die 45nm-proses voldoen nie (na die 45nm-proses, wanneer die nikkel-silikonkontak van die logiese LSI plaasvind, moet die wafer vinnig verhit word van 200°C tot meer as 1000°C binne millisekondes, dus word laseruitgloeiing gewoonlik vereis).
(3)Laser uitgloeiing
Lasergloeiing is die proses om laser direk te gebruik om die temperatuur van die oppervlak van die wafer vinnig te verhoog totdat dit genoeg is om die silikonkristal te smelt, wat dit hoogs geaktiveer maak.
Die voordele van lasergloeiing is uiters vinnige verhitting en sensitiewe beheer. Dit benodig nie filamentverhitting nie en daar is basies geen probleme met temperatuurvertraging en filamentleeftyd nie.
Uit 'n tegniese oogpunt het lasergloeiing egter lekstroom- en residu-defekprobleme, wat ook 'n sekere impak op toestelwerkverrigting sal hê.
(4)Flits uitgloeiing
Flitsgloeiing is 'n uitgloeiingstegnologie wat hoë-intensiteit straling gebruik om spitsgloeiing op wafels by 'n spesifieke voorverhittingstemperatuur uit te voer.
Die wafer word voorverhit tot 600-800°C, en dan word hoë-intensiteit bestraling gebruik vir kort tyd pulsbestraling. Wanneer die piektemperatuur van die wafer die vereiste uitgloeitemperatuur bereik, word die bestraling onmiddellik afgeskakel.
RTP-toerusting word toenemend gebruik in gevorderde geïntegreerde stroombaanvervaardiging.
Benewens die feit dat dit wyd in RTA-prosesse gebruik word, het RTP-toerusting ook begin om gebruik te word in vinnige termiese oksidasie, vinnige termiese nitridasie, vinnige termiese diffusie, vinnige chemiese dampneerslag, sowel as metaalsilicidegenerering en epitaksiale prosesse.
—————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera kan verskafgrafiet dele,sagte/rigiede vilt,silikonkarbiedonderdele,CVD silikonkarbiedonderdele, enSiC/TaC-bedekte delemet volle halfgeleier proses in 30 dae.
As jy belangstel in die bogenoemde halfgeleierprodukte,moet asseblief nie huiwer om ons die eerste keer te kontak nie.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Postyd: Aug-27-2024