1. Pregled
Ogrevanje, znano tudi kot termična obdelava, se nanaša na proizvodne postopke, ki delujejo pri visokih temperaturah, običajno višjih od tališča aluminija.
Postopek segrevanja se običajno izvaja v visokotemperaturni peči in vključuje glavne procese, kot so oksidacija, difuzija nečistoč in žarjenje za popravilo kristalnih napak v proizvodnji polprevodnikov.
Oksidacija: je postopek, pri katerem se silicijeva rezina postavi v atmosfero oksidantov, kot sta kisik ali vodna para, za visokotemperaturno toplotno obdelavo, kar povzroči kemično reakcijo na površini silicijeve rezine, da nastane oksidni film.
Difuzija nečistoč: nanaša se na uporabo principov toplotne difuzije v pogojih visoke temperature za vnos elementov nečistoč v silicijev substrat v skladu z zahtevami postopka, tako da ima specifično porazdelitev koncentracije, s čimer se spremenijo električne lastnosti silicijevega materiala.
Žarjenje se nanaša na postopek segrevanja silicijeve rezine po ionski implantaciji, da se popravijo napake na mreži, ki jih povzroči ionska implantacija.
Za oksidacijo/difuzijo/žarjenje se uporabljajo tri osnovne vrste opreme:
- Horizontalna peč;
- Vertikalna peč;
- Peč za hitro segrevanje: oprema za hitro toplotno obdelavo
Tradicionalni postopki toplotne obdelave večinoma uporabljajo dolgotrajno visokotemperaturno obdelavo za odpravo poškodb, ki jih povzroča ionska implantacija, vendar so njene slabosti nepopolna odstranitev napak in nizka učinkovitost aktivacije implantiranih nečistoč.
Poleg tega je verjetno, da bo zaradi visoke temperature žarjenja in dolgega časa prišlo do prerazporeditve nečistoč, kar bo povzročilo difuzijo velike količine nečistoč in ne bo izpolnilo zahtev plitvih stikov in ozke porazdelitve nečistoč.
Hitro termično žarjenje rezin z ionsko implantacijo z uporabo opreme za hitro termično obdelavo (RTP) je metoda toplotne obdelave, ki segreje celotno rezino na določeno temperaturo (običajno 400–1300 °C) v zelo kratkem času.
V primerjavi z žarjenjem v peči ima prednosti manjšega toplotnega proračuna, manjšega obsega gibanja nečistoč v območju dopinga, manjšega onesnaževanja in krajšega časa obdelave.
Postopek hitrega termičnega žarjenja lahko uporablja različne vire energije, časovni razpon žarjenja pa je zelo širok (od 100 do 10-9 s, kot je žarjenje z žarnico, lasersko žarjenje itd.). Lahko popolnoma aktivira nečistoče, hkrati pa učinkovito zavira prerazporeditev nečistoč. Trenutno se široko uporablja v procesih izdelave visoko zmogljivih integriranih vezij s premerom rezin nad 200 mm.
2. Drugi proces ogrevanja
2.1 Postopek oksidacije
V procesu izdelave integriranega vezja obstajata dve metodi za oblikovanje filmov silicijevega oksida: toplotna oksidacija in nanašanje.
Postopek oksidacije se nanaša na proces tvorbe SiO2 na površini silicijevih rezin s toplotno oksidacijo. Film SiO2, ki nastane s toplotno oksidacijo, se pogosto uporablja v procesu izdelave integriranih vezij zaradi svojih vrhunskih električnih izolacijskih lastnosti in izvedljivosti postopka.
Njegove najpomembnejše aplikacije so naslednje:
- Zaščitite naprave pred praskami in kontaminacijo;
- Omejitev izolacije polja naelektrenih nosilcev (površinska pasivizacija);
- Dielektrični materiali v strukturah vratnih oksidov ali celic za shranjevanje;
- Maskiranje vsadka pri dopingu;
- Dielektrična plast med kovinskimi prevodnimi plastmi.
(1)Zaščita in izolacija naprave
SiO2, gojen na površini rezine (silicijeva rezina), lahko služi kot učinkovita pregradna plast za izolacijo in zaščito občutljivih naprav v siliciju.
Ker je SiO2 trd in neporozen (gost) material, ga je mogoče uporabiti za učinkovito izolacijo aktivnih naprav na površini silicija. Trda plast SiO2 bo zaščitila silikonsko rezino pred praskami in poškodbami, do katerih lahko pride med proizvodnim procesom.
(2)Površinska pasivizacija
Površinska pasivizacija Velika prednost termično pridelanega SiO2 je, da lahko zmanjša gostoto površinskega stanja silicija z omejitvijo njegovih visečih vezi, učinek, znan kot površinska pasivacija.
Preprečuje električno degradacijo in zmanjšuje pot toka uhajanja, ki ga povzročajo vlaga, ioni ali drugi zunanji onesnaževalci. Trda plast SiO2 ščiti Si pred praskami in procesnimi poškodbami, do katerih lahko pride med postprodukcijo.
Plast SiO2, zrasla na površini Si, lahko veže električno aktivne onesnaževalce (onesnaženje z mobilnimi ioni) na površini Si. Pasivacija je pomembna tudi za nadzor toka uhajanja spojnih naprav in rast stabilnih oksidov vrat.
Kot visokokakovostna pasivna plast ima oksidna plast zahteve glede kakovosti, kot so enakomerna debelina, brez lukenj in praznin.
Drugi dejavnik pri uporabi oksidne plasti kot Si površinske pasivne plasti je debelina oksidne plasti. Oksidna plast mora biti dovolj debela, da prepreči naelektritev kovinske plasti zaradi kopičenja naboja na površini silicija, kar je podobno shranjevanju naboja in značilnostim razgradnje navadnih kondenzatorjev.
SiO2 ima tudi zelo podoben koeficient toplotne razteznosti kot Si. Silicijeve rezine se med visokotemperaturnimi procesi razširijo in skrčijo med ohlajanjem.
SiO2 se širi ali krči s hitrostjo, ki je zelo blizu Si, kar zmanjša upogibanje silicijeve rezine med termičnim procesom. S tem se tudi izognemo ločitvi oksidnega filma od površine silicija zaradi napetosti filma.
(3)Vratni oksidni dielektrik
Za najpogosteje uporabljeno in pomembno oksidno strukturo vrat v tehnologiji MOS se kot dielektrični material uporablja izredno tanka oksidna plast. Ker imata zaporna oksidna plast in silicij pod njo značilnosti visoke kakovosti in stabilnosti, je zaporna oksidna plast običajno pridobljena s toplotno rastjo.
SiO2 ima visoko dielektrično trdnost (107 V/m) in visoko upornost (približno 1017 Ω·cm).
Ključ do zanesljivosti naprav MOS je celovitost oksidne plasti vrat. Struktura vrat v napravah MOS nadzoruje pretok toka. Ker je ta oksid osnova za delovanje mikročipov, ki temeljijo na tehnologiji učinka polja,
Zato so njegova osnovna zahteva visoka kakovost, odlična enakomernost debeline filma in odsotnost nečistoč. Vsako onesnaženje, ki lahko poslabša delovanje oksidne strukture vrat, je treba strogo nadzorovati.
(4)Dopinška ovira
SiO2 se lahko uporablja kot učinkovit maskirni sloj za selektivno dopiranje površine silicija. Ko se na površini silicija oblikuje oksidna plast, je SiO2 v prosojnem delu maske jedkan, da tvori okno, skozi katerega lahko dopirni material vstopi v silicijeve rezine.
Kjer ni oken, lahko oksid zaščiti površino silicija in prepreči difuzijo nečistoč, kar omogoča selektivno implantacijo nečistoč.
Dopanti se premikajo počasi v SiO2 v primerjavi s Si, zato je za blokiranje dopantov potrebna le tanka plast oksida (upoštevajte, da je ta hitrost odvisna od temperature).
Na območjih, kjer je potrebna ionska implantacija, se lahko uporabi tudi tanek oksidni sloj (npr. debel 150 Å), ki se lahko uporabi za zmanjšanje poškodb površine silicija.
Omogoča tudi boljši nadzor globine spoja med implantacijo nečistoč z zmanjšanjem učinka kanaliziranja. Po vsaditvi lahko oksid selektivno odstranimo s fluorovodikovo kislino, da postane površina silicija spet ravna.
(5)Dielektrična plast med kovinskimi plastmi
SiO2 v normalnih pogojih ne prevaja elektrike, zato je učinkovit izolator med kovinskimi plastmi v mikročipih. SiO2 lahko prepreči kratke stike med zgornjo in spodnjo kovinsko plastjo, tako kot lahko izolator na žici prepreči kratke stike.
Zahteva za kakovost oksida je, da je brez lukenj in praznin. Pogosto je dopiran, da se doseže učinkovitejša fluidnost, ki lahko bolje zmanjša difuzijo kontaminacije. Običajno se pridobiva s kemičnim naparjevanjem in ne s termično rastjo.
Glede na reakcijski plin se proces oksidacije običajno deli na:
- Suha kisikova oksidacija: Si + O2→SiO2;
- Mokra oksidacija kisika: 2H2O (vodna para) + Si→SiO2+2H2;
- Oksidacija s klorom: plinast klor, kot je vodikov klorid (HCl), dikloroetilen DCE (C2H2Cl2) ali njegovi derivati, je dodan kisiku za izboljšanje stopnje oksidacije in kakovosti oksidne plasti.
(1)Postopek suhe oksidacije kisika: Molekule kisika v reakcijskem plinu difundirajo skozi že oblikovano oksidno plast, dosežejo mejo med SiO2 in Si, reagirajo s Si in nato tvorijo plast SiO2.
SiO2, pripravljen s suho kisikovo oksidacijo, ima gosto strukturo, enakomerno debelino, močno sposobnost maskiranja za vbrizgavanje in difuzijo ter visoko ponovljivost postopka. Njegova pomanjkljivost je počasna rast.
Ta metoda se na splošno uporablja za visokokakovostno oksidacijo, kot je oksidacija dielektrika z zapornimi vrati, oksidacija tanke vmesne plasti ali za začetek oksidacije in zaključek oksidacije med oksidacijo debele vmesne plasti.
(2)Postopek mokre oksidacije kisika: Vodna para se lahko prenaša neposredno v kisiku ali pa se lahko pridobi z reakcijo vodika in kisika. Stopnjo oksidacije je mogoče spremeniti s prilagajanjem razmerja parcialnega tlaka vodika ali vodne pare in kisika.
Upoštevajte, da zaradi zagotavljanja varnosti razmerje med vodikom in kisikom ne sme preseči 1,88:1. Mokra kisikova oksidacija je posledica prisotnosti kisika in vodne pare v reakcijskem plinu, vodna para pa bo pri visokih temperaturah razpadla v vodikov oksid (HO).
Hitrost difuzije vodikovega oksida v silicijevem oksidu je veliko hitrejša od hitrosti difuzije kisika, zato je stopnja oksidacije mokrega kisika približno en red velikosti višja od hitrosti oksidacije suhega kisika.
(3)Postopek oksidacije s klorom: Poleg tradicionalne suhe kisikove oksidacije in mokre kisikove oksidacije lahko kisiku dodamo klor, kot je vodikov klorid (HCl), dikloroetilen DCE (C2H2Cl2) ali njegove derivate, da izboljšamo stopnjo oksidacije in kakovost oksidne plasti. .
Glavni razlog za povečanje stopnje oksidacije je, da ko klor dodamo za oksidacijo, ne le, da reaktant vsebuje vodno paro, ki lahko pospeši oksidacijo, ampak se klor kopiči tudi blizu vmesnika med Si in SiO2. V prisotnosti kisika se klorosilicijeve spojine zlahka pretvorijo v silicijev oksid, ki lahko katalizira oksidacijo.
Glavni razlog za izboljšanje kakovosti oksidne plasti je, da lahko atomi klora v oksidni plasti očistijo aktivnost natrijevih ionov in tako zmanjšajo oksidacijske napake, ki nastanejo zaradi kontaminacije opreme in procesnih surovin z natrijevimi ioni. Zato je dopiranje s klorom vključeno v večino procesov suhe oksidacije kisika.
2.2 Postopek difuzije
Tradicionalna difuzija se nanaša na prenos snovi z območij z višjo koncentracijo na območja z nižjo koncentracijo, dokler niso enakomerno porazdeljene. Proces difuzije sledi Fickovemu zakonu. Do difuzije lahko pride med dvema ali več snovmi, koncentracijske in temperaturne razlike med različnimi območji pa vodijo porazdelitev snovi v enotno ravnovesno stanje.
Ena najpomembnejših lastnosti polprevodniških materialov je, da je njihovo prevodnost mogoče prilagoditi z dodajanjem različnih vrst ali koncentracij dopantov. Pri izdelavi integriranih vezij se ta postopek običajno doseže s postopki dopinga ali difuzije.
Odvisno od ciljev zasnove lahko polprevodniški materiali, kot so silicij, germanij ali spojine III-V, pridobijo dve različni polprevodniški lastnosti, N-tip ali P-tip, z dopiranjem z donorskimi ali akceptorskimi nečistočami.
Polprevodniško dopiranje se v glavnem izvaja z dvema metodama: difuzijo ali ionsko implantacijo, od katerih ima vsaka svoje značilnosti:
Difuzijsko dopiranje je cenejše, vendar koncentracije in globine dopirnega materiala ni mogoče natančno nadzorovati;
Čeprav je ionska implantacija razmeroma draga, omogoča natančen nadzor profilov koncentracije dopantov.
Pred sedemdesetimi leti prejšnjega stoletja je bila velikost značilnosti grafike integriranih vezij reda velikosti 10 μm, za dopiranje pa se je na splošno uporabljala tradicionalna tehnologija toplotne difuzije.
Postopek difuzije se uporablja predvsem za modificiranje polprevodniških materialov. Z difuzijo različnih snovi v polprevodniške materiale lahko spremenimo njihovo prevodnost in druge fizikalne lastnosti.
Na primer, z difuzijo trivalentnega elementa bora v silicij nastane polprevodnik tipa P; z dopiranjem petvalentnih elementov fosforja ali arzena nastane polprevodnik tipa N. Ko pride polprevodnik tipa P z več luknjami v stik s polprevodnikom tipa N z več elektroni, nastane PN spoj.
Ko se velikosti elementov krčijo, postopek izotropne difuzije omogoča, da se dodatki razpršijo na drugo stran zaščitne oksidne plasti, kar povzroči kratke stike med sosednjimi regijami.
Razen za nekatere posebne uporabe (kot je dolgotrajna difuzija za oblikovanje enakomerno porazdeljenih območij, odpornih na visoko napetost), je postopek difuzije postopoma nadomestila ionska implantacija.
Pri generaciji tehnologije pod 10 nm pa bo ionska implantacija poškodovala njegovo drobno strukturo, saj je velikost rebra v napravi s tridimenzionalnim tranzistorjem na učinku polja (FinFET) zelo majhna. Uporaba postopka difuzije trdnih virov lahko reši ta problem.
2.3 Postopek razgradnje
Postopek žarjenja imenujemo tudi termično žarjenje. Postopek je, da se silicijeva rezina za določen čas postavi v okolje z visoko temperaturo, da se spremeni mikrostruktura na površini ali notranjosti silicijeve rezine, da se doseže določen namen postopka.
Najbolj kritična parametra v procesu žarjenja sta temperatura in čas. Višja kot je temperatura in daljši kot je čas, višji je toplotni proračun.
V dejanskem procesu izdelave integriranega vezja je toplotni proračun strogo nadzorovan. Če je v toku procesa več procesov žarjenja, se lahko toplotni proračun izrazi kot superpozicija več toplotnih obdelav.
Z miniaturizacijo procesnih vozlišč pa postaja dopustni toplotni proračun v celotnem procesu vedno manjši, to pomeni, da se temperatura visokotemperaturnega termičnega procesa niža in čas krajša.
Običajno se postopek žarjenja kombinira z ionsko implantacijo, nanašanjem tankega filma, tvorbo kovinskega silicida in drugimi postopki. Najpogostejše je termično žarjenje po ionski implantaciji.
Ionska implantacija bo vplivala na atome substrata, zaradi česar se bodo odtrgali od prvotne mrežne strukture in poškodovali mrežo substrata. Toplotno žarjenje lahko popravi poškodbe rešetke, ki jih povzroči ionska implantacija, in lahko tudi premakne implantirane atome nečistoč iz mrežnih vrzeli na mrežna mesta in jih tako aktivira.
Temperatura, potrebna za popravilo poškodb rešetke, je približno 500 °C, temperatura, potrebna za aktivacijo nečistoč, pa je približno 950 °C. Teoretično velja, da daljši kot je čas žarjenja in višja kot je temperatura, višja je stopnja aktivacije nečistoč, vendar bo previsok toplotni proračun povzročil prekomerno difuzijo nečistoč, zaradi česar bo proces nenadzorovan in na koncu povzročil poslabšanje delovanja naprave in vezja.
Zato je z razvojem proizvodne tehnologije tradicionalno dolgotrajno žarjenje v peči postopoma nadomestilo hitro termično žarjenje (RTA).
V procesu izdelave morajo biti nekateri posebni filmi po nanosu podvrženi postopku termičnega žarjenja, da se spremenijo določene fizikalne ali kemijske lastnosti filma. Na primer, ohlapen film postane gost, spremeni se njegova hitrost suhega ali mokrega jedkanja;
Drug pogosto uporabljen postopek žarjenja se pojavi med tvorbo kovinskega silicida. Kovinski filmi, kot so kobalt, nikelj, titan itd., so napršeni na površino silicijeve rezine in po hitrem termičnem žarjenju pri relativno nizki temperaturi lahko kovina in silicij tvorita zlitino.
Določene kovine tvorijo različne zlitine pod različnimi temperaturnimi pogoji. Na splošno se pričakuje, da bo med postopkom nastala faza zlitine z nižjo kontaktno odpornostjo in odpornostjo telesa.
Glede na različne toplotne proračunske zahteve je postopek žarjenja razdeljen na visokotemperaturno žarjenje v peči in hitro termično žarjenje.
- Visokotemperaturno žarjenje cevi v peči:
Je tradicionalna metoda žarjenja z visoko temperaturo, dolgim časom žarjenja in visokim proračunom.
V nekaterih posebnih postopkih, kot je tehnologija izolacije z vbrizgavanjem kisika za pripravo substratov SOI in postopki difuzije v globoke vrtine, se pogosto uporablja. Takšni procesi na splošno zahtevajo višji toplotni proračun, da se doseže popolna mreža ali enakomerna porazdelitev nečistoč.
- Hitro termično žarjenje:
To je proces obdelave silicijevih rezin z izjemno hitrim segrevanjem/hlajenjem in kratkim zadrževanjem pri ciljni temperaturi, včasih imenovan tudi hitra termična obdelava (RTP).
V procesu oblikovanja ultra plitvih stikov hitro toplotno žarjenje doseže kompromisno optimizacijo med popravilom napak na mreži, aktivacijo nečistoč in zmanjšanjem difuzije nečistoč ter je nepogrešljivo v proizvodnem procesu naprednih tehnoloških vozlišč.
Proces dviga/padca temperature in kratko bivanje pri ciljni temperaturi skupaj sestavljata toplotni proračun hitrega termičnega žarjenja.
Tradicionalno hitro termično žarjenje ima temperaturo približno 1000 °C in traja nekaj sekund. V zadnjih letih so zahteve po hitrem termičnem žarjenju postale vse strožje in postopoma so se razvili bliskovno žarjenje, žarjenje s konicami in lasersko žarjenje, pri čemer časi žarjenja dosegajo milisekunde in se celo nagibajo proti mikrosekundam in submikrosekundam.
3. Tri procesne opreme za ogrevanje
3.1 Oprema za difuzijo in oksidacijo
Postopek difuzije v glavnem uporablja princip toplotne difuzije pri pogojih visoke temperature (običajno 900-1200 ℃) za vključitev elementov nečistoč v silicijev substrat na zahtevani globini, da se zagotovi posebna porazdelitev koncentracije, da se spremenijo električne lastnosti material in tvorijo strukturo polprevodniške naprave.
V tehnologiji silicijevih integriranih vezij se postopek difuzije uporablja za izdelavo PN-stikov ali komponent, kot so upori, kondenzatorji, medsebojno povezovalno ožičenje, diode in tranzistorji v integriranih vezjih, uporablja pa se tudi za izolacijo med komponentami.
Zaradi nezmožnosti natančnega nadzora porazdelitve koncentracije dopinga je postopek difuzije postopoma nadomestil postopek dopiranja z ionsko implantacijo pri izdelavi integriranih vezij s premerom rezin 200 mm in več, vendar se majhna količina še vedno uporablja v težkih procesi dopinga.
Tradicionalna difuzijska oprema so predvsem horizontalne difuzijske peči, malo pa je tudi vertikalnih difuzijskih peči.
Horizontalna difuzijska peč:
To je oprema za toplotno obdelavo, ki se pogosto uporablja v procesu difuzije integriranih vezij s premerom rezin manj kot 200 mm. Njegove značilnosti so, da so telo grelne peči, reakcijska cev in kremenčev čoln, ki nosi rezine, postavljeni vodoravno, tako da ima procesne značilnosti dobre enakomernosti med rezinami.
Ni samo ena od pomembnih sprednjih delov na proizvodni liniji integriranih vezij, ampak se pogosto uporablja pri difuziji, oksidaciji, žarjenju, legiranju in drugih procesih v panogah, kot so diskretne naprave, močnostne elektronske naprave, optoelektronske naprave in optična vlakna. .
Vertikalna difuzijska peč:
Na splošno se nanaša na opremo za serijsko toplotno obdelavo, ki se uporablja v procesu integriranega vezja za rezine s premerom 200 mm in 300 mm, splošno znano kot navpična peč.
Strukturne značilnosti navpične difuzijske peči so, da so telo grelne peči, reakcijska cev in kremenčev čoln, ki nosi rezino, nameščeni navpično, rezina pa vodoravno. Ima značilnosti dobre enotnosti znotraj rezine, visoke stopnje avtomatizacije in stabilnega delovanja sistema, ki lahko zadovolji potrebe velikih proizvodnih linij integriranih vezij.
Vertikalna difuzijska peč je ena od pomembnih naprav v proizvodni liniji polprevodniških integriranih vezij in se pogosto uporablja tudi v sorodnih procesih na področju močnostnih elektronskih naprav (IGBT) itd.
Vertikalna difuzijska peč je uporabna za oksidacijske postopke, kot je oksidacija s suhim kisikom, oksidacija s sintezo vodika in kisika, oksidacija s silicijevim oksinitridom in postopki rasti tankih filmov, kot so silicijev dioksid, polisilicij, silicijev nitrid (Si3N4) in nanašanje atomske plasti.
Običajno se uporablja tudi pri visokotemperaturnem žarjenju, žarjenju bakra in postopkih legiranja. Kar zadeva difuzijski proces, se vertikalne difuzijske peči včasih uporabljajo tudi v postopkih težkega dopinga.
3.2 Oprema za hitro žarjenje
Oprema za hitro toplotno obdelavo (RTP) je oprema za toplotno obdelavo ene rezine, ki lahko hitro dvigne temperaturo rezine na temperaturo, ki jo zahteva postopek (200–1300 °C), in jo lahko hitro ohladi. Hitrost ogrevanja/hlajenja je običajno 20-250 °C/s.
Poleg širokega nabora virov energije in časa žarjenja ima oprema RTP tudi druge odlične procesne zmogljivosti, kot so odličen nadzor toplotnega proračuna in boljša enakomernost površine (zlasti za rezine velikih velikosti), popravilo poškodb rezin, ki jih povzroči ionska implantacija, in več komor lahko izvaja različne procesne korake hkrati.
Poleg tega lahko oprema RTP prilagodljivo in hitro pretvarja in prilagaja procesne pline, tako da je mogoče v istem postopku toplotne obdelave izvesti več postopkov toplotne obdelave.
Oprema RTP se najpogosteje uporablja pri hitrem termičnem žarjenju (RTA). Po ionski implantaciji je potrebna oprema RTP za popravilo škode, ki jo povzroči ionska implantacija, aktiviranje dopiranih protonov in učinkovito zaviranje difuzije nečistoč.
Na splošno je temperatura za popravilo mrežnih napak približno 500 °C, medtem ko je za aktiviranje dopiranih atomov potrebno 950 °C. Aktivacija nečistoč je povezana s časom in temperaturo. Daljši kot je čas in višja kot je temperatura, bolj se nečistoče aktivirajo, vendar to ne prispeva k zaviranju difuzije nečistoč.
Ker ima oprema RTP značilnosti hitrega dviga/padca temperature in kratkega trajanja, lahko postopek žarjenja po ionski implantaciji doseže optimalno izbiro parametrov med popravilom napak na mreži, aktivacijo nečistoč in zaviranjem difuzije nečistoč.
RTA je v glavnem razdeljen na naslednje štiri kategorije:
(1)Spajk žarjenje
Njegova značilnost je, da se osredotoča na hiter proces segrevanja/hlajenja, vendar v bistvu nima procesa ohranjanja toplote. Koničasto žarjenje ostane na visoki temperaturi zelo kratek čas, njegova glavna funkcija pa je aktiviranje dopirnih elementov.
V dejanskih aplikacijah se rezina začne hitro segrevati od določene stabilne temperature pripravljenosti in se takoj ohladi, ko doseže ciljno temperaturno točko.
Ker je čas vzdrževanja na ciljni temperaturni točki (tj. najvišja temperaturna točka) zelo kratek, lahko postopek žarjenja maksimira stopnjo aktivacije nečistoč in zmanjša stopnjo difuzije nečistoč, hkrati pa ima dobre lastnosti popravila žarjenja napak, kar ima za posledico višjo kakovost lepljenja in nižji tok uhajanja.
Žarjenje s konicami se pogosto uporablja v postopkih ultra plitvega spoja po 65 nm. Procesni parametri žarjenja s konicami v glavnem vključujejo najvišjo temperaturo, najvišji čas zadrževanja, temperaturno odstopanje in odpornost rezin po postopku.
Čim krajši je čas največjega zadrževanja, tem bolje. Odvisno je predvsem od hitrosti ogrevanja/hlajenja sistema za regulacijo temperature, vendar pa ima nanj včasih določen vpliv tudi izbrana atmosfera procesnega plina.
Na primer, helij ima majhno atomsko prostornino in hitro difuzijsko hitrost, kar vodi k hitremu in enakomernemu prenosu toplote in lahko zmanjša širino vrha ali čas zadrževanja vrha. Zato je helij včasih izbran za pomoč pri ogrevanju in hlajenju.
(2)Žarjenje z žarnico
Tehnologija žarjenja z žarnicami se pogosto uporablja. Halogenske žarnice se običajno uporabljajo kot viri toplote za hitro žarjenje. Njihove visoke stopnje segrevanja/hlajenja in natančen nadzor temperature lahko izpolnijo zahteve proizvodnih procesov nad 65 nm.
Vendar pa ne more v celoti izpolniti strogih zahtev 45-nanometrskega procesa (po 45-nanometrskem procesu, ko pride do stika nikelj-silicij logičnega LSI, je treba rezino hitro segreti z 200 °C na več kot 1000 °C v milisekundah, zato je na splošno potrebno lasersko žarjenje).
(3)Lasersko žarjenje
Lasersko žarjenje je postopek neposredne uporabe laserja za hitro zvišanje temperature površine rezine, dokler ni dovolj, da se kristal silicija stopi, zaradi česar je zelo aktiviran.
Prednosti laserskega žarjenja sta izjemno hitro segrevanje in občutljiv nadzor. Ne zahteva segrevanja filamentov in v bistvu ni težav s temperaturnim zamikom in življenjsko dobo filamentov.
S tehničnega vidika pa ima lasersko žarjenje težave z uhajanjem toka in ostanki napak, kar bo imelo tudi določen vpliv na delovanje naprave.
(4)Hitro žarjenje
Hitro žarjenje je tehnologija žarjenja, ki uporablja visoko intenzivno sevanje za izvedbo žarjenja rezin pri določeni temperaturi predgretja.
Rezina je predhodno segreta na 600-800°C, nato pa se za kratkotrajno pulzno obsevanje uporabi visokointenzivno sevanje. Ko najvišja temperatura rezine doseže zahtevano temperaturo žarjenja, se sevanje takoj izklopi.
Oprema RTP se vedno bolj uporablja v napredni proizvodnji integriranih vezij.
Poleg tega, da se široko uporablja v procesih RTA, se je oprema RTP začela uporabljati tudi pri hitri toplotni oksidaciji, hitri termični nitraciji, hitri toplotni difuziji, hitrem kemičnem naparjevanju, pa tudi pri nastajanju kovinskih silicidov in epitaksialnih postopkih.
——————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera lahko zagotovigrafitnih delov,mehka/trda klobučevina,deli iz silicijevega karbida,CVD deli iz silicijevega karbida, inDeli, prevlečeni s SiC/TaCs polnim polprevodniškim postopkom v 30 dneh.
Če vas zanimajo zgornji polprevodniški izdelki,prosimo, ne oklevajte in nas kontaktirajte prvič.
Tel.: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Čas objave: 27. avgusta 2024