1. Pregled
Grejanje, takođe poznato kao termička obrada, odnosi se na proizvodne postupke koji rade na visokim temperaturama, obično višim od tačke topljenja aluminijuma.
Proces grijanja se obično izvodi u visokotemperaturnoj peći i uključuje glavne procese kao što su oksidacija, difuzija nečistoća i žarenje za popravak defekata kristala u proizvodnji poluvodiča.
Oksidacija: To je proces u kojem se silikonska pločica stavlja u atmosferu oksidansa kao što je kisik ili vodena para za toplinsku obradu na visokim temperaturama, uzrokujući kemijsku reakciju na površini silikonske pločice kako bi se formirao oksidni film.
Difuzija nečistoća: odnosi se na korištenje principa toplinske difuzije u uvjetima visoke temperature za uvođenje elemenata nečistoća u silicijumsku podlogu prema zahtjevima procesa, tako da ima specifičnu distribuciju koncentracije, čime se mijenjaju električna svojstva silicijumskog materijala.
Žarenje se odnosi na proces zagrijavanja silikonske pločice nakon ionske implantacije kako bi se popravili defekti rešetke uzrokovani implantacijom jona.
Postoje tri osnovne vrste opreme koja se koristi za oksidaciju/difuziju/žarenje:
- Horizontalna peć;
- Vertikalna peć;
- Peć za brzo zagrevanje: oprema za brzu termičku obradu
Tradicionalni procesi termičke obrade uglavnom koriste dugotrajnu visokotemperaturnu obradu kako bi se eliminisala oštećenja uzrokovana ionskom implantacijom, ali njeni nedostaci su nepotpuno uklanjanje defekata i niska efikasnost aktivacije implantiranih nečistoća.
Osim toga, zbog visoke temperature žarenja i dugog vremena, vjerovatno će doći do preraspodjele nečistoća, uzrokujući difuziju velike količine nečistoća i neispunjavanje zahtjeva za plitke spojeve i usku distribuciju nečistoća.
Brzo termičko žarenje ionsko implantiranih pločica korištenjem opreme za brzu termičku obradu (RTP) je metoda toplinske obrade koja zagrijava cijelu pločicu na određenu temperaturu (obično 400-1300°C) u vrlo kratkom vremenu.
U poređenju sa žarenjem u peći, ima prednosti manjeg termičkog budžeta, manjeg opsega kretanja nečistoća u području dopinga, manjeg zagađenja i kraćeg vremena obrade.
Brzi proces termičkog žarenja može koristiti različite izvore energije, a vremenski raspon žarenja je vrlo širok (od 100 do 10-9s, kao što je žarenje lampom, lasersko žarenje, itd.). Može u potpunosti aktivirati nečistoće dok efikasno potiskuje preraspodjelu nečistoća. Trenutno se široko koristi u vrhunskim proizvodnim procesima integriranih kola s prečnikom pločice većim od 200 mm.
2. Drugi proces grijanja
2.1 Proces oksidacije
U procesu proizvodnje integriranog kola postoje dvije metode za formiranje filmova silicijum oksida: termička oksidacija i taloženje.
Proces oksidacije se odnosi na proces stvaranja SiO2 na površini silicijumskih pločica termičkom oksidacijom. SiO2 film formiran termičkom oksidacijom se široko koristi u procesu proizvodnje integriranih kola zbog svojih vrhunskih svojstava električne izolacije i izvodljivosti procesa.
Njegove najvažnije primjene su sljedeće:
- Štiti uređaje od ogrebotina i kontaminacije;
- Ograničavanje izolacije polja nosilaca naelektrisanja (površinska pasivizacija);
- Dielektrični materijali u strukturama oksida vrata ili ćelija za skladištenje;
- Maskiranje implantata u dopingu;
- Dielektrični sloj između metalnih vodljivih slojeva.
(1)Zaštita i izolacija uređaja
SiO2 uzgojen na površini pločice (silicijumske pločice) može poslužiti kao efikasan sloj barijere za izolaciju i zaštitu osjetljivih uređaja unutar silicijuma.
Budući da je SiO2 tvrd i neporozan (gust) materijal, može se koristiti za efikasno izolovanje aktivnih uređaja na površini silikona. Tvrdi sloj SiO2 će zaštititi silikonsku pločicu od ogrebotina i oštećenja do kojih može doći tokom procesa proizvodnje.
(2)Površinska pasivizacija
Pasivacija površine Glavna prednost termički uzgojenog SiO2 je u tome što može smanjiti gustoću površinskog stanja silicijuma ograničavanjem njegovih visećih veza, što je efekat poznat kao površinska pasivacija.
Sprječava električnu degradaciju i smanjuje put za struju curenja uzrokovanu vlagom, ionima ili drugim vanjskim zagađivačima. Tvrdi sloj SiO2 štiti Si od ogrebotina i oštećenja procesa do kojih može doći tokom postprodukcije.
Sloj SiO2 narastao na površini Si može vezati električno aktivne kontaminante (kontaminacija pokretnim ionima) na površini Si. Pasivacija je takođe važna za kontrolu struje curenja spojnih uređaja i povećanje stabilnih oksida na vratima.
Kao visokokvalitetni pasivacijski sloj, oksidni sloj ima zahtjeve za kvalitetom kao što su ujednačena debljina, bez rupica i šupljina.
Drugi faktor u korištenju oksidnog sloja kao sloja za pasivizaciju površine Si je debljina oksidnog sloja. Sloj oksida mora biti dovoljno debeo da spriječi punjenje metalnog sloja zbog nakupljanja naboja na površini silicija, što je slično karakteristikama skladištenja naboja i kvara običnih kondenzatora.
SiO2 takođe ima vrlo sličan koeficijent termičkog širenja kao i Si. Silicijumske pločice se šire tokom procesa visoke temperature i skupljaju tokom hlađenja.
SiO2 se širi ili skuplja brzinom koja je vrlo blizu onoj Si, što minimizira savijanje silicijumske pločice tokom termičkog procesa. Ovo također izbjegava odvajanje oksidnog filma od površine silicija zbog naprezanja filma.
(3)Dielektrik oksida vrata
Za najčešće korištenu i važnu oksidnu strukturu vrata u MOS tehnologiji, kao dielektrični materijal koristi se izuzetno tanak oksidni sloj. Budući da sloj gejt oksida i Si ispod njega imaju karakteristike visokog kvaliteta i stabilnosti, sloj gejt oksida se generalno dobija termičkim rastom.
SiO2 ima visoku dielektričnu čvrstoću (107V/m) i visoku otpornost (oko 1017Ω·cm).
Ključ za pouzdanost MOS uređaja je integritet oksidnog sloja kapije. Struktura kapije u MOS uređajima kontroliše tok struje. Budući da je ovaj oksid osnova za funkciju mikročipova zasnovanih na tehnologiji efekta polja,
Stoga su visoki kvalitet, odlična ujednačenost debljine filma i odsustvo nečistoća njegovi osnovni zahtjevi. Svaka kontaminacija koja može degradirati funkciju oksidne strukture vrata mora biti strogo kontrolirana.
(4)Doping barijera
SiO2 se može koristiti kao efikasan maskirni sloj za selektivno dopiranje površine silikona. Nakon što se na površini silikona formira sloj oksida, SiO2 u prozirnom dijelu maske se urezuje kako bi se formirao prozor kroz koji doping materijal može ući u silicijumsku pločicu.
Tamo gdje nema prozora, oksid može zaštititi površinu silikona i spriječiti difuziju nečistoća, čime se omogućava selektivna implantacija nečistoća.
Dopanti se kreću sporo u SiO2 u poređenju sa Si, tako da je potreban samo tanak sloj oksida da blokira dodatke (imajte na umu da ova brzina ovisi o temperaturi).
Tanak oksidni sloj (npr. debljine 150 Å) se također može koristiti u područjima gdje je potrebna ionska implantacija, što se može koristiti za minimiziranje oštećenja površine silikona.
Takođe omogućava bolju kontrolu dubine spoja tokom implantacije nečistoća smanjenjem efekta kanalisanja. Nakon implantacije, oksid se može selektivno ukloniti fluorovodoničnom kiselinom kako bi površina silikona ponovo bila ravna.
(5)Dielektrični sloj između metalnih slojeva
SiO2 ne provodi električnu energiju u normalnim uslovima, tako da je efikasan izolator između metalnih slojeva u mikročipovima. SiO2 može spriječiti kratke spojeve između gornjeg metalnog sloja i donjeg metalnog sloja, baš kao što izolator na žici može spriječiti kratke spojeve.
Zahtjev za kvalitetom oksida je da nema rupa i šupljina. Često se dopira da bi se postigla efikasnija fluidnost, što može bolje minimizirati difuziju kontaminacije. Obično se dobija hemijskim taloženjem pare, a ne termičkim rastom.
Ovisno o reakcijskom plinu, proces oksidacije se obično dijeli na:
- Oksidacija suvog kiseonika: Si + O2→SiO2;
- Vlažna oksidacija kiseonika: 2H2O (vodena para) + Si→SiO2+2H2;
- Oksidacija dopirana hlorom: plinoviti hlor, kao što je klorovodik (HCl), dihloretilen DCE (C2H2Cl2) ili njegovi derivati, dodaje se kisiku kako bi se poboljšala brzina oksidacije i kvalitet oksidnog sloja.
(1)Proces suve oksidacije kiseonika: Molekuli kiseonika u reakcionom gasu difunduju kroz već formirani oksidni sloj, dolaze do granice između SiO2 i Si, reaguju sa Si, a zatim formiraju sloj SiO2.
SiO2 pripremljen suvom oksidacijom kiseonika ima gustu strukturu, ujednačenu debljinu, jaku sposobnost maskiranja za ubrizgavanje i difuziju i visoku ponovljivost procesa. Njegov nedostatak je sporost rasta.
Ova metoda se općenito koristi za visokokvalitetnu oksidaciju, kao što je dielektrična oksidacija kapije, oksidacija tankog puferskog sloja, ili za početak oksidacije i završetak oksidacije tijekom oksidacije debelog puferskog sloja.
(2)Proces mokre oksidacije kiseonika: Vodena para se može prenositi direktno u kiseoniku, ili se može dobiti reakcijom vodonika i kiseonika. Brzina oksidacije može se promijeniti podešavanjem omjera parcijalnog tlaka vodika ili vodene pare prema kisiku.
Imajte na umu da kako bi se osigurala sigurnost, omjer vodonika i kisika ne bi trebao biti veći od 1,88:1. Oksidacija vlažnog kiseonika je posledica prisustva kiseonika i vodene pare u reakcionom gasu, a vodena para će se razgraditi u vodonik oksid (HO) na visokim temperaturama.
Brzina difuzije vodikovog oksida u silicijum oksidu je mnogo veća od brzine kiseonika, tako da je brzina oksidacije vlažnog kiseonika za oko jedan red veličine veća od brzine oksidacije suvog kiseonika.
(3)Oksidacijski proces dopiran hlorom: Pored tradicionalne suhe oksidacije kisika 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 kvalitet oksidnog sloja .
Glavni razlog za povećanje stope oksidacije je taj što kada se hlor dodaje za oksidaciju, ne samo da reaktant sadrži vodenu paru koja može ubrzati oksidaciju, već se hlor takođe akumulira u blizini granice između Si i SiO2. U prisustvu kiseonika, jedinjenja hlorosilicijuma se lako pretvaraju u silicijum oksid, koji može katalizirati oksidaciju.
Glavni razlog za poboljšanje kvaliteta oksidnog sloja je taj što atomi klora u oksidnom sloju mogu pročistiti aktivnost natrijevih jona, čime se smanjuju oksidacijski defekti uzrokovani kontaminacijom opreme i procesnih sirovina natrijum jonima. Stoga je doping klorom uključen u većinu procesa oksidacije suhog kisika.
2.2 Proces difuzije
Tradicionalna difuzija se odnosi na prijenos supstanci 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 supstanci, a razlike u koncentraciji i temperaturi između različitih područja dovode distribuciju supstanci do uniformnog ravnotežnog stanja.
Jedno od najvažnijih svojstava poluvodičkih materijala je da se njihova provodljivost može podesiti dodavanjem različitih vrsta ili koncentracija dodataka. U proizvodnji integriranih kola, ovaj proces se obično postiže procesima dopinga ili difuzije.
Ovisno o ciljevima dizajna, poluvodički materijali kao što su silicijum, germanij ili spojevi III-V mogu dobiti dva različita svojstva poluvodiča, N-tip ili P-tip, dopiranjem sa donorskim nečistoćama ili nečistoćama akceptora.
Dopiranje poluvodiča se uglavnom provodi kroz dvije metode: difuziju ili ionsku implantaciju, svaka sa svojim karakteristikama:
Difuzijsko dopiranje je jeftinije, ali se koncentracija i dubina doping materijala ne mogu precizno kontrolisati;
Iako je ionska implantacija relativno skupa, omogućava preciznu kontrolu profila koncentracije dopanta.
Prije 1970-ih, veličina karakteristika grafike integriranog kola bila je reda veličine 10 μm, a tradicionalna tehnologija termalne difuzije općenito se koristila za dopiranje.
Proces difuzije se uglavnom koristi za modificiranje poluvodičkih materijala. Difuzijom različitih supstanci u poluvodičke materijale mogu se promijeniti njihova vodljivost i druga fizička svojstva.
Na primjer, difuzijom trovalentnog elementa bora u silicij, formira se poluvodič P-tipa; dopiranjem petovalentnih elemenata fosforom ili arsenom nastaje poluvodič N-tipa. Kada poluvodič P-tipa sa više rupa dođe u kontakt sa poluprovodnikom N-tipa sa više elektrona, formira se PN spoj.
Kako se veličine karakteristika smanjuju, proces izotropne difuzije omogućava da dopanti difundiraju na drugu stranu sloja oksida štita, uzrokujući kratke spojeve između susjednih regija.
Osim za neke posebne namjene (kao što je dugotrajna difuzija za formiranje ravnomjerno raspoređenih visokonaponskih otpornih područja), proces difuzije postupno je zamijenjen implantacijom jona.
Međutim, u generaciji tehnologije ispod 10 nm, budući da je veličina peraja u trodimenzionalnom uređaju sa efektom polja (FinFET) vrlo mala, ionska implantacija će oštetiti njegovu sićušnu strukturu. Upotreba procesa difuzije čvrstog izvora može riješiti ovaj problem.
2.3 Proces degradacije
Proces žarenja se također naziva termičko žarenje. Proces je da se silikonska pločica stavi u okruženje visoke temperature na određeni vremenski period kako bi se promijenila mikrostruktura na površini ili unutar silicijumske pločice kako bi se postigla specifična svrha procesa.
Najkritičniji parametri u procesu žarenja su temperatura i vrijeme. Što je temperatura viša i što je duže vrijeme, veći je toplinski budžet.
U stvarnom procesu proizvodnje integrisanog kola, termalni budžet je strogo kontrolisan. Ako postoji više procesa žarenja u toku procesa, toplinski budžet se može izraziti kao superpozicija višestrukih toplinskih tretmana.
Međutim, minijaturizacijom procesnih čvorova dozvoljeni toplinski budžet u cijelom procesu postaje sve manji i manji, odnosno temperatura visokotemperaturnog termičkog procesa postaje niža, a vrijeme kraće.
Obično se proces žarenja kombinuje sa ionskom implantacijom, taloženjem tankog filma, formiranjem metalnog silicida i drugim procesima. Najčešće je termičko žarenje nakon ionske implantacije.
Implantacija jona će utjecati na atome supstrata, uzrokujući da se odvoje od originalne strukture rešetke i oštetiti rešetku supstrata. Termičko žarenje može popraviti oštećenje rešetke uzrokovano implantacijom jona i također može pomaknuti implantirane atome nečistoće iz praznina rešetke do mjesta rešetke, čime ih aktivira.
Temperatura potrebna za popravku 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 temperatura viša, to je veća stopa aktivacije nečistoća, ali preveliki toplinski budžet će dovesti do prekomjerne difuzije nečistoća, čineći proces nekontroliranim i na kraju uzrokovati degradaciju uređaja i performansi kola.
Stoga je razvojem proizvodne tehnologije tradicionalno dugotrajno žarenje u peći postupno zamijenjeno brzim termičkim žarenjem (RTA).
U procesu proizvodnje, neki specifični filmovi moraju proći proces termičkog žarenja nakon taloženja kako bi se promijenila određena fizička ili kemijska svojstva filma. Na primjer, labav film postaje gust, mijenjajući brzinu nagrizanja na suhom ili mokrom;
Drugi često korišteni proces žarenja javlja se tokom formiranja metalnog silicida. Metalni filmovi kao što su kobalt, nikl, titan, itd. se raspršuju na površinu silicijumske pločice, a nakon brzog termičkog žarenja na relativno niskoj temperaturi, metal i silicijum mogu formirati leguru.
Određeni metali formiraju različite legirane faze pod različitim temperaturnim uslovima. Općenito se nada da će se formirati legirana faza sa nižim kontaktnim otporom i otpornošću tijela tokom procesa.
Prema različitim zahtjevima toplinskog proračuna, proces žarenja se dijeli na žarenje u visokotemperaturnoj peći i brzo termičko žarenje.
- Visokotemperaturno žarenje cijevi u peći:
To je tradicionalna metoda žarenja s visokom temperaturom, dugim vremenom žarenja i velikim proračunom.
U nekim posebnim procesima, kao što je tehnologija izolacije ubrizgavanjem kisika za pripremu SOI supstrata i procesi difuzije u duboke bunare, široko se koristi. Takvi procesi općenito zahtijevaju veći toplinski budžet da bi se dobila savršena rešetka ili ujednačena raspodjela nečistoća.
- Brzo termičko žarenje:
To je proces obrade silikonskih pločica izuzetno brzim zagrijavanjem/hlađenjem i kratkim zadržavanjem na ciljnoj temperaturi, koji se ponekad naziva i Rapid Thermal Processing (RTP).
U procesu formiranja ultra-plitkih spojeva, brzim termičkim žarenjem postiže se kompromisna optimizacija između popravke defekta rešetke, aktivacije nečistoća i minimiziranja difuzije nečistoća, te je nezamjenjivo u procesu proizvodnje čvorova napredne tehnologije.
Proces porasta/pada temperature i kratak boravak na ciljnoj temperaturi zajedno čine termički budžet brzog termičkog žarenja.
Tradicionalno brzo termičko žarenje ima temperaturu od oko 1000°C i traje nekoliko sekundi. Posljednjih godina zahtjevi za brzim termičkim žarenjem postali su sve stroži, a fleš žarenje, žarenje sa šiljcima i lasersko žarenje postepeno su se razvili, s vremenom žarenja koje je dostiglo milisekunde, pa čak i s tendencijom razvoja prema mikrosekundama i sub-mikrosekundama.
3 . Tri procesne opreme za grijanje
3.1 Oprema za difuziju i oksidaciju
Proces difuzije uglavnom koristi princip termičke difuzije u uslovima visoke temperature (obično 900-1200℃) kako bi se elementi nečistoća ugradili u silicijumsku podlogu na potrebnoj dubini da bi joj se dala specifična distribucija koncentracije, kako bi se promenila električna svojstva materijala i formiraju strukturu poluvodičkog uređaja.
U tehnologiji silicijumskih integrisanih kola, proces difuzije se koristi za pravljenje PN spojeva ili komponenti kao što su otpornici, kondenzatori, interkonektivna ožičenja, diode i tranzistori u integrisanim kolima, a takođe se koristi za izolaciju između komponenti.
Zbog nemogućnosti precizne kontrole raspodjele koncentracije dopinga, proces difuzije postupno je zamijenjen procesom dopinga ionske implantacije u proizvodnji integriranih kola s promjerom pločice od 200 mm i više, ali se mala količina još uvijek koristi u teškim doping procesi.
Tradicionalna oprema za difuziju su uglavnom horizontalne difuzione peći, a postoji i mali broj peći za vertikalnu difuziju.
Horizontalna difuziona peć:
To je oprema za termičku obradu koja se široko koristi u procesu difuzije integrisanih kola sa prečnikom pločice manjim od 200 mm. Njegove karakteristike su da su tijelo peći za grijanje, reakcijska cijev i kvarcni čamac koji nose oblatne postavljeni vodoravno, tako da ima procesne karakteristike dobre uniformnosti između vafla.
To nije samo jedna od važnih front-end opreme na proizvodnoj liniji integriranih kola, već se i široko koristi u difuziji, oksidaciji, žarenju, legiranju i drugim procesima u industrijama kao što su diskretni uređaji, energetski elektronički uređaji, optoelektronski uređaji i optička vlakna .
Vertikalna difuziona peć:
Općenito se odnosi na opremu za toplinsku obradu serije koja se koristi u procesu integriranog kola za pločice promjera 200 mm i 300 mm, uobičajeno poznatu kao vertikalna peć.
Strukturne karakteristike vertikalne difuzione peći su da su tijelo peći za grijanje, reakcijska cijev i kvarcni čamac koji nosi oblatnu postavljeni okomito, a oblatna je postavljena vodoravno. Ima karakteristike dobre uniformnosti unutar pločice, visokog stepena automatizacije i stabilnih performansi sistema, što može zadovoljiti potrebe velikih proizvodnih linija integrisanih kola.
Vertikalna difuziona peć je jedna od važnih uređaja u proizvodnoj liniji poluvodičkih integriranih kola i također se često koristi u srodnim procesima u oblasti energetskih elektronskih uređaja (IGBT) i tako dalje.
Vertikalna difuziona peć je primjenjiva na oksidacijske procese kao što su suha oksidacija kisika, oksidacija sintezom vodika i kisika, oksidacija silicijum oksinitrida i procesi rasta tankog filma kao što su silicijum dioksid, polisilicij, silicijum 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, peći za vertikalnu difuziju ponekad se također koriste u teškim procesima dopinga.
3.2 Oprema za brzo žarenje
Oprema za brzu termičku obradu (RTP) je oprema za termičku obradu jedne pločice koja može brzo podići temperaturu vafla na temperaturu potrebnu za proces (200-1300°C) i brzo je ohladiti. Brzina grijanja/hlađenja je općenito 20-250°C/s.
Pored širokog spektra izvora energije i vremena žarenja, RTP oprema ima i druge odlične performanse procesa, kao što je odlična kontrola termičkog budžeta i bolja ujednačenost površine (posebno za velike pločice), popravak oštećenja pločice uzrokovanih implantacijom jona i više komora može istovremeno izvoditi različite korake procesa.
Osim toga, RTP oprema može fleksibilno i brzo pretvoriti i prilagoditi procesne plinove, tako da se više procesa toplinske obrade može završiti u istom procesu toplinske obrade.
RTP oprema se najčešće koristi u brzom termičkom žarenju (RTA). Nakon jonske implantacije, potrebna je RTP oprema za popravku oštećenja uzrokovanih implantacijom jona, aktiviranje dopiranih protona i efikasno inhibiranje difuzije nečistoća.
Uopšteno govoreći, temperatura za popravku defekta rešetke je oko 500°C, dok je za aktiviranje dopiranih atoma potrebno 950°C. Aktivacija nečistoća povezana je s vremenom i temperaturom. Što je duže vrijeme i što je temperatura viša, nečistoće se potpunije aktiviraju, 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 izbor parametara između popravke defekta rešetke, aktivacije nečistoća i inhibicije difuzije nečistoća.
RTA je uglavnom podijeljen u sljedeće četiri kategorije:
(1)Spike Annealing
Njegova karakteristika je da se fokusira na brzi proces grijanja/hlađenja, ali u osnovi nema proces očuvanja topline. Spike žarenje ostaje na visokoj temperaturi vrlo kratko vrijeme, a njegova glavna funkcija je aktiviranje doping elemenata.
U stvarnim primjenama, pločica počinje brzo da se zagrijava od određene stabilne temperature pripravnosti i odmah se hladi nakon što dostigne ciljnu temperaturnu tačku.
Budući da je vrijeme održavanja na ciljnoj temperaturnoj točki (tj. vršnoj temperaturi) vrlo kratko, proces žarenja može maksimizirati stupanj aktivacije nečistoća i minimizirati stupanj difuzije nečistoća, dok ima dobre karakteristike popravke defekta žarenjem, što rezultira većim kvaliteta spajanja i niža struja curenja.
Spike žarenje se široko koristi u procesima ultra-plitkih spojeva nakon 65 nm. Parametri procesa žarenja sa šiljcima uglavnom uključuju vršnu temperaturu, vršno vrijeme zadržavanja, temperaturnu divergenciju i otpornost pločice nakon procesa.
Što je kraće vršno vrijeme boravka, to bolje. To uglavnom zavisi od brzine grijanja/hlađenja sistema za kontrolu temperature, ali odabrana atmosfera procesnog plina ponekad također ima određeni utjecaj na to.
Na primjer, helijum ima mali atomski volumen i brzu brzinu difuzije, što pogoduje brzom i ravnomjernom prijenosu topline i može smanjiti širinu vrha ili vrijeme zadržavanja vrha. Zbog toga se ponekad bira helijum kao pomoć pri grijanju i hlađenju.
(2)Žarenje lampe
Tehnologija žarenja lampe se široko koristi. Halogene sijalice se generalno koriste kao izvori toplote koji se brzo žare. Njihove visoke stope grijanja/hlađenja i precizna kontrola temperature mogu ispuniti zahtjeve proizvodnih procesa iznad 65nm.
Međutim, ne može u potpunosti ispuniti stroge zahtjeve 45nm procesa (nakon 45nm procesa, kada dođe do kontakta nikl-silicijuma logičkog LSI-a, pločica se mora brzo zagrijati sa 200°C na preko 1000°C u roku od milisekundi, tako da je generalno potrebno lasersko žarenje).
(3)Lasersko žarenje
Lasersko žarenje je proces direktnog korištenja lasera kako bi se brzo povećala temperatura površine vafla sve dok ne bude dovoljna da otopi kristal silicija, što ga čini visoko aktiviranim.
Prednosti laserskog žarenja su izuzetno brzo zagrijavanje i osjetljiva kontrola. Ne zahtijeva grijanje niti i u osnovi nema problema s temperaturnim kašnjenjem i vijekom trajanja niti.
Međutim, sa tehničke tačke gledišta, lasersko žarenje ima probleme sa strujom curenja i zaostalim defektima, što će takođe imati određeni uticaj na performanse uređaja.
(4)Flash žarenje
Flash žarenje je tehnologija žarenja koja koristi zračenje visokog intenziteta za izvođenje šiljastog žarenja na pločicama na određenoj temperaturi predgrijavanja.
Oblatna se prethodno zagreva na 600-800°C, a zatim se koristi zračenje visokog intenziteta za kratkotrajno pulsno zračenje. Kada vršna temperatura vafla dostigne potrebnu temperaturu žarenja, zračenje se odmah isključuje.
RTP oprema se sve više koristi u naprednoj proizvodnji integrisanih kola.
Osim što se široko koristi u RTA procesima, RTP oprema je počela da se koristi i za brzu termičku oksidaciju, brzu termičku nitridaciju, brzu termičku difuziju, brzo hemijsko taloženje pare, kao i generisanje metalnih silicida i epitaksijalne procese.
—————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera može pružitigrafitnih dijelova,mekani/čvrsti filc,dijelovi od silicijum karbida,CVD dijelovi od silicijum karbida, iDijelovi obloženi SiC/TaCsa punim procesom poluprovodnika za 30 dana.
Ako ste zainteresovani za gore navedene poluprovodničke proizvode,molimo ne ustručavajte se kontaktirati nas prvi put.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Vrijeme objave: 27.08.2024