Halvlederprosess og utstyr（3/7）-Oppvarmingsprosess og utstyr

1. Oversikt

Oppvarming, også kjent som termisk prosessering, refererer til produksjonsprosedyrer som opererer ved høye temperaturer, vanligvis høyere enn smeltepunktet til aluminium.

Oppvarmingsprosessen utføres vanligvis i en høytemperaturovn og inkluderer store prosesser som oksidasjon, urenhetsdiffusjon og utglødning for reparasjon av krystalldefekter i halvlederproduksjon.

Oksidasjon: Det er en prosess der en silisiumplate plasseres i en atmosfære av oksidanter som oksygen eller vanndamp for høytemperatur varmebehandling, noe som forårsaker en kjemisk reaksjon på overflaten av silisiumplaten for å danne en oksidfilm.

Urenhetsdiffusjon: refererer til bruken av termiske diffusjonsprinsipper under høye temperaturforhold for å introdusere urenhetselementer i silisiumsubstratet i henhold til prosesskravene, slik at det har en spesifikk konsentrasjonsfordeling, og dermed endre de elektriske egenskapene til silisiummaterialet.

Annealing refererer til prosessen med å varme opp silisiumplaten etter ioneimplantasjon for å reparere gitterdefektene forårsaket av ioneimplantasjon.

Det er tre grunnleggende typer utstyr som brukes til oksidasjon/diffusjon/annealing:

• Horisontal ovn;
• Vertikal ovn;
• Rask oppvarmingsovn: utstyr for hurtig varmebehandling

Tradisjonelle varmebehandlingsprosesser bruker hovedsakelig langvarig høytemperaturbehandling for å eliminere skade forårsaket av ioneimplantasjon, men ulempene er ufullstendig fjerning av defekter og lav aktiveringseffektivitet av implanterte urenheter.

I tillegg, på grunn av den høye utglødningstemperaturen og den lange tiden, vil det sannsynligvis forekomme omfordeling av urenheter, noe som fører til at en stor mengde urenheter diffunderer og ikke oppfyller kravene til grunne kryss og smal urenhetsfordeling.

Rask termisk utglødning av ioneimplanterte wafere ved bruk av hurtig termisk prosesseringsutstyr (RTP) er en varmebehandlingsmetode som varmer opp hele waferen til en viss temperatur (vanligvis 400-1300°C) på svært kort tid.

Sammenlignet med ovnsoppvarmingsgløding har den fordelene med mindre termisk budsjett, mindre rekkevidde av urenhetsbevegelser i dopingområdet, mindre forurensning og kortere behandlingstid.

Den raske termiske glødingsprosessen kan bruke en rekke energikilder, og glødetidsområdet er veldig bredt (fra 100 til 10-9 s, for eksempel lampeglødning, lasergløding, etc.). Den kan fullstendig aktivere urenheter samtidig som den effektivt undertrykker omfordeling av urenheter. Den er for tiden mye brukt i avanserte integrerte kretsproduksjonsprosesser med waferdiametre større enn 200 mm.

2. Andre oppvarmingsprosess

2.1 Oksidasjonsprosess

I den integrerte kretsproduksjonsprosessen er det to metoder for å danne silisiumoksidfilmer: termisk oksidasjon og avsetning.

Oksydasjonsprosessen refererer til prosessen med å danne SiO2 på overflaten av silisiumskiver ved termisk oksidasjon. SiO2-filmen dannet ved termisk oksidasjon er mye brukt i den integrerte kretsproduksjonsprosessen på grunn av dens overlegne elektriske isolasjonsegenskaper og prosessgjennomførbarhet.

De viktigste bruksområdene er som følger:

• Beskytt enheter mot riper og forurensning;
• Begrensning av feltisolasjonen til ladede bærere (overflatepassivering);
• Dielektriske materialer i portoksid- eller lagringscellestrukturer;
• Implantatmaskering ved doping;
• Et dielektrisk lag mellom ledende metalllag.

(1)Enhetsbeskyttelse og isolasjon

SiO2 dyrket på overflaten av en wafer (silisium wafer) kan tjene som et effektivt barrierelag for å isolere og beskytte sensitive enheter i silisiumet.

Fordi SiO2 er et hardt og ikke-porøst (tett) materiale, kan det brukes til å effektivt isolere aktive enheter på silisiumoverflaten. Det harde SiO2-laget vil beskytte silisiumplaten mot riper og skader som kan oppstå under produksjonsprosessen.

(2)Overflatepassivering

Overflatepassivering En stor fordel med termisk dyrket SiO2 er at den kan redusere overflatetilstandens tetthet til silisium ved å begrense dets dinglende bindinger, en effekt kjent som overflatepassivering.

Det forhindrer elektrisk nedbrytning og reduserer banen for lekkasjestrøm forårsaket av fuktighet, ioner eller andre eksterne forurensninger. Det harde SiO2-laget beskytter Si mot riper og prosessskader som kan oppstå under etterproduksjon.

SiO2-laget dyrket på Si-overflaten kan binde de elektrisk aktive forurensningene (mobilion-kontaminering) på Si-overflaten. Passivering er også viktig for å kontrollere lekkasjestrømmen til koblingsenheter og voksende stabile portoksider.

Som et passiveringslag av høy kvalitet har oksidlaget kvalitetskrav som jevn tykkelse, ingen nålehull og hulrom.

En annen faktor ved bruk av et oksidlag som et Si-overflatepassiveringslag er tykkelsen på oksidlaget. Oksydlaget må være tykt nok til å forhindre at metalllaget lades på grunn av ladningsakkumulering på silisiumoverflaten, noe som ligner ladelagrings- og nedbrytningsegenskapene til vanlige kondensatorer.

SiO2 har også en veldig lik termisk ekspansjonskoeffisient som Si. Silisiumskiver utvider seg under høytemperaturprosesser og trekker seg sammen under avkjøling.

SiO2 ekspanderer eller trekker seg sammen med en hastighet som er veldig nær SiO, noe som minimerer forvrengningen av silisiumplaten under den termiske prosessen. Dette unngår også separasjon av oksidfilmen fra silisiumoverflaten på grunn av filmspenning.

(3)Gate oksid dielektrisk

For den mest brukte og viktige portoksidstrukturen i MOS-teknologi, brukes et ekstremt tynt oksidlag som dielektrisk materiale. Siden gate-oksidlaget og Si under har egenskapene høy kvalitet og stabilitet, er gate-oksidlaget vanligvis oppnådd ved termisk vekst.

SiO2 har høy dielektrisk styrke (107V/m) og høy resistivitet (ca. 1017Ω·cm).

Nøkkelen til påliteligheten til MOS-enheter er integriteten til gateoksidlaget. Portstrukturen i MOS-enheter kontrollerer strømmen. Fordi dette oksidet er grunnlaget for funksjonen til mikrobrikker basert på felteffektteknologi,

Derfor er høy kvalitet, utmerket filmtykkelse jevnhet og fravær av urenheter dens grunnleggende krav. Enhver forurensning som kan forringe funksjonen til portoksidstrukturen må kontrolleres strengt.

(4)Dopingbarriere

SiO2 kan brukes som et effektivt maskeringslag for selektiv doping av silisiumoverflate. Når et oksidlag er dannet på silisiumoverflaten, blir SiO2 i den gjennomsiktige delen av masken etset for å danne et vindu der dopingmaterialet kan komme inn i silisiumplaten.

Der det ikke er vinduer, kan oksid beskytte silisiumoverflaten og forhindre at urenheter diffunderer, og dermed muliggjøre selektiv implantasjon av urenheter.

Dopingmidler beveger seg sakte i SiO2 sammenlignet med Si, så bare et tynt oksidlag er nødvendig for å blokkere dopstoffene (merk at denne hastigheten er temperaturavhengig).

Et tynt oksidlag (f.eks. 150 Å tykt) kan også brukes i områder hvor ioneimplantasjon er nødvendig, som kan brukes for å minimere skade på silisiumoverflaten.

Det gir også bedre kontroll over koblingsdybden under implantasjon av urenheter ved å redusere kanaliseringseffekten. Etter implantasjon kan oksidet selektivt fjernes med flussyre for å gjøre silisiumoverflaten flat igjen.

(5)Dielektrisk lag mellom metalllag

SiO2 leder ikke strøm under normale forhold, så det er en effektiv isolator mellom metallsjikt i mikrobrikker. SiO2 kan forhindre kortslutninger mellom det øvre metalllaget og det nedre metalllaget, akkurat som isolatoren på ledningen kan forhindre kortslutning.

Kvalitetskravet til oksid er at det er fritt for nålehull og hulrom. Det er ofte dopet for å oppnå mer effektiv fluiditet, noe som bedre kan minimere forurensningsdiffusjon. Det oppnås vanligvis ved kjemisk dampavsetning i stedet for termisk vekst.

Avhengig av reaksjonsgassen er oksidasjonsprosessen vanligvis delt inn i:

• Tørr oksygenoksidasjon: Si + O2→SiO2;
• Våt oksygenoksidasjon: 2H2O (vanndamp) + Si→SiO2+2H2;
• Klor-dopet oksidasjon: Klorgass, slik som hydrogenklorid (HCl), dikloretylen DCE (C2H2Cl2) eller dets derivater, tilsettes oksygen for å forbedre oksidasjonshastigheten og kvaliteten på oksidlaget.

(1)Tørr oksygenoksidasjonsprosess: Oksygenmolekylene i reaksjonsgassen diffunderer gjennom det allerede dannede oksidlaget, når grenseflaten mellom SiO2 og Si, reagerer med Si, og danner så et SiO2-lag.

SiO2 fremstilt ved tørr oksygenoksidasjon har en tett struktur, jevn tykkelse, sterk maskeringsevne for injeksjon og diffusjon, og høy prosess repeterbarhet. Ulempen er at vekstraten er langsom.

Denne metoden brukes vanligvis for oksidasjon av høy kvalitet, for eksempel gate dielektrisk oksidasjon, tynt bufferlagoksidasjon, eller for å starte oksidasjon og avslutte oksidasjon under tykt bufferlagoksidasjon.

(2)Våt oksygenoksidasjonsprosess: Vanndamp kan føres direkte i oksygen, eller den kan oppnås ved omsetning av hydrogen og oksygen. Oksydasjonshastigheten kan endres ved å justere partialtrykkforholdet mellom hydrogen eller vanndamp og oksygen.

Merk at forholdet mellom hydrogen og oksygen for å sikre sikkerheten ikke bør overstige 1,88:1. Våt oksygenoksidasjon skyldes tilstedeværelsen av både oksygen og vanndamp i reaksjonsgassen, og vanndamp vil dekomponere til hydrogenoksid (HO) ved høye temperaturer.

Diffusjonshastigheten for hydrogenoksid i silisiumoksid er mye raskere enn oksygen, så den våte oksygenoksidasjonshastigheten er omtrent en størrelsesorden høyere enn den tørre oksygenoksidasjonshastigheten.

(3)Klor-dopet oksidasjonsprosess: I tillegg til tradisjonell tørr oksygenoksidasjon og våt oksygenoksidasjon, kan klorgass, slik som hydrogenklorid (HCl), dikloretylen DCE (C2H2Cl2) eller dets derivater, tilsettes oksygen for å forbedre oksidasjonshastigheten og kvaliteten på oksidlaget .

Hovedårsaken til økningen i oksidasjonshastigheten er at når klor tilsettes for oksidasjon, inneholder ikke bare reaktanten vanndamp som kan akselerere oksidasjon, men klor akkumuleres også nær grensesnittet mellom Si og SiO2. I nærvær av oksygen omdannes klorsilisiumforbindelser lett til silisiumoksid, som kan katalysere oksidasjon.

Hovedårsaken til forbedringen av oksidlagkvaliteten er at kloratomene i oksidlaget kan rense aktiviteten til natriumioner, og dermed redusere oksidasjonsdefektene som introduseres ved natriumionforurensning av utstyr og prosessråmaterialer. Derfor er klordoping involvert i de fleste oksidasjonsprosesser for tørr oksygen.

2.2 Diffusjonsprosess

Tradisjonell diffusjon refererer til overføring av stoffer fra områder med høyere konsentrasjon til områder med lavere konsentrasjon til de er jevnt fordelt. Diffusjonsprosessen følger Ficks lov. Diffusjon kan skje mellom to eller flere stoffer, og konsentrasjons- og temperaturforskjellene mellom ulike områder driver fordeling av stoffer til en jevn likevektstilstand.

En av de viktigste egenskapene til halvledermaterialer er at deres ledningsevne kan justeres ved å tilsette forskjellige typer eller konsentrasjoner av dopingsmidler. I integrert kretsproduksjon oppnås denne prosessen vanligvis gjennom doping- eller diffusjonsprosesser.

Avhengig av designmålene kan halvledermaterialer som silisium, germanium eller III-V-forbindelser oppnå to forskjellige halvlederegenskaper, N-type eller P-type, ved å dope med donorurenheter eller akseptorurenheter.

Halvlederdoping utføres hovedsakelig gjennom to metoder: diffusjon eller ioneimplantasjon, hver med sine egne egenskaper:

Diffusjonsdoping er rimeligere, men konsentrasjonen og dybden av dopingmaterialet kan ikke kontrolleres nøyaktig;

Mens ioneimplantasjon er relativt dyrt, gir det mulighet for presis kontroll av dopingmiddelkonsentrasjonsprofiler.

Før 1970-tallet var funksjonsstørrelsen til integrert kretsgrafikk i størrelsesorden 10μm, og tradisjonell termisk diffusjonsteknologi ble generelt brukt til doping.

Diffusjonsprosessen brukes hovedsakelig til å modifisere halvledermaterialer. Ved å diffundere forskjellige stoffer inn i halvledermaterialer kan deres ledningsevne og andre fysiske egenskaper endres.

For eksempel, ved å diffundere det treverdige elementet bor til silisium, dannes en halvleder av P-type; ved å dope femverdige grunnstoffer fosfor eller arsen, dannes en halvleder av N-type. Når en P-type halvleder med flere hull kommer i kontakt med en N-type halvleder med flere elektroner, dannes et PN-kryss.

Ettersom egenskapsstørrelsene krymper, gjør den isotropiske diffusjonsprosessen det mulig for dopingmidler å diffundere til den andre siden av skjoldoksidlaget, og forårsake kortslutninger mellom tilstøtende områder.

Bortsett fra noen spesielle bruksområder (som langvarig diffusjon for å danne jevnt fordelte høyspenningsbestandige områder), har diffusjonsprosessen gradvis blitt erstattet av ioneimplantasjon.

Men i teknologigenerasjonen under 10nm, siden størrelsen på Fin i den tredimensjonale finne-felteffekttransistor (FinFET)-enheten er veldig liten, vil ioneimplantasjon skade dens lille struktur. Bruken av diffusjonsprosess for faste kilder kan løse dette problemet.

2.3 Nedbrytningsprosess

Glødeprosessen kalles også termisk gløding. Prosessen er å plassere silisiumplaten i et miljø med høy temperatur i en viss tidsperiode for å endre mikrostrukturen på overflaten eller innsiden av silisiumplaten for å oppnå et spesifikt prosessformål.

De mest kritiske parametrene i glødeprosessen er temperatur og tid. Jo høyere temperatur og lengre tid, jo høyere termisk budsjett.

I selve produksjonsprosessen for integrerte kretser er det termiske budsjettet strengt kontrollert. Hvis det er flere utglødningsprosesser i prosessstrømmen, kan det termiske budsjettet uttrykkes som superposisjonen av flere varmebehandlinger.

Men med miniatyriseringen av prosessnoder blir det tillatte termiske budsjettet i hele prosessen mindre og mindre, det vil si at temperaturen til den termiske høytemperaturprosessen blir lavere og tiden blir kortere.

Vanligvis kombineres utglødningsprosessen med ioneimplantasjon, tynnfilmavsetning, metallsilisiddannelse og andre prosesser. Det vanligste er termisk gløding etter ioneimplantasjon.

Ioneimplantasjon vil påvirke substratatomene, føre til at de bryter bort fra den opprinnelige gitterstrukturen og skader substratgitteret. Termisk gløding kan reparere gitterskaden forårsaket av ioneimplantasjon og kan også flytte de implanterte urenhetsatomene fra gittergapene til gitterstedene, og dermed aktivere dem.

Temperaturen som kreves for reparasjon av gitterskader er ca. 500°C, og temperaturen som kreves for urenhetsaktivering er ca. 950°C. I teorien, jo lengre glødetid og jo høyere temperatur, desto høyere er aktiveringshastigheten for urenheter, men for høyt termisk budsjett vil føre til overdreven diffusjon av urenheter, noe som gjør prosessen ukontrollerbar og til slutt forårsaker forringelse av enhetens og kretsens ytelse.

Derfor, med utviklingen av produksjonsteknologi, har tradisjonell langsiktig ovngløding gradvis blitt erstattet av rask termisk gløding (RTA).

I produksjonsprosessen må noen spesifikke filmer gjennomgå en termisk utglødningsprosess etter avsetning for å endre visse fysiske eller kjemiske egenskaper til filmen. For eksempel blir en løs film tett, og endrer dens tørre eller våte etsehastighet;

En annen ofte brukt glødeprosess skjer under dannelsen av metallsilisid. Metallfilmer som kobolt, nikkel, titan, etc. sputteres på overflaten av silisiumplaten, og etter rask termisk gløding ved relativt lav temperatur kan metallet og silisiumet danne en legering.

Visse metaller danner forskjellige legeringsfaser under forskjellige temperaturforhold. Generelt håper man å danne en legeringsfase med lavere kontaktmotstand og kroppsmotstand under prosessen.

I henhold til forskjellige termiske budsjettkrav er glødingsprosessen delt inn i høytemperaturovnsgløding og rask termisk gløding.

• Høytemperatur ovnsrørgløding:

Det er en tradisjonell glødemetode med høy temperatur, lang glødetid og høyt budsjett.

I noen spesielle prosesser, for eksempel oksygeninjeksjonsisolasjonsteknologi for fremstilling av SOI-substrater og dypbrønnsdiffusjonsprosesser, er den mye brukt. Slike prosesser krever generelt et høyere termisk budsjett for å oppnå et perfekt gitter eller jevn urenhetsfordeling.

• Rask termisk gløding:

Det er prosessen med å behandle silisiumskiver ved ekstremt rask oppvarming/avkjøling og kort opphold ved måltemperaturen, noen ganger også kalt Rapid Thermal Processing (RTP).

I prosessen med å danne ultragrunne knutepunkter, oppnår rask termisk gløding en kompromissoptimalisering mellom reparasjon av gitterdefekter, urenhetsaktivering og minimering av urenhetsdiffusjon, og er uunnværlig i produksjonsprosessen til avanserte teknologinoder.

Temperaturstignings-/fallprosessen og det korte oppholdet ved måltemperaturen utgjør til sammen det termiske budsjettet for rask termisk gløding.

Tradisjonell rask termisk gløding har en temperatur på ca. 1000°C og tar sekunder. De siste årene har kravene til rask termisk utglødning blitt stadig strengere, og flash-gløding, pigggløding og lasergløding har gradvis utviklet seg, med glødetider som når millisekunder, og til og med har en tendens til å utvikle seg mot mikrosekunder og sub-mikrosekunder.

3 . Tre oppvarmingsprosessutstyr

3.1 Diffusjons- og oksidasjonsutstyr

Diffusjonsprosessen bruker hovedsakelig prinsippet om termisk diffusjon under forhold med høy temperatur (vanligvis 900-1200 ℃) for å inkorporere urenhetselementer i silisiumsubstratet på en nødvendig dybde for å gi det en spesifikk konsentrasjonsfordeling, for å endre de elektriske egenskapene til materiale og danner en halvlederenhetsstruktur.

I silisium integrerte kretsteknologi brukes diffusjonsprosessen til å lage PN-kryss eller komponenter som motstander, kondensatorer, sammenkoblingsledninger, dioder og transistorer i integrerte kretser, og brukes også til isolering mellom komponenter.

På grunn av manglende evne til nøyaktig å kontrollere fordelingen av dopingkonsentrasjonen, har diffusjonsprosessen gradvis blitt erstattet av ioneimplantasjonsdopingprosessen ved fremstilling av integrerte kretser med waferdiametre på 200 mm og over, men en liten mengde brukes fortsatt i tunge dopingprosesser.

Tradisjonelt diffusjonsutstyr er hovedsakelig horisontale diffusjonsovner, og det finnes også et lite antall vertikale diffusjonsovner.

Horisontal diffusjonsovn:

Det er et varmebehandlingsutstyr som er mye brukt i diffusjonsprosessen til integrerte kretsløp med waferdiameter mindre enn 200 mm. Dens egenskaper er at varmeovnskroppen, reaksjonsrøret og kvartsbåten som bærer wafere er plassert horisontalt, så den har prosessegenskapene med god ensartethet mellom wafere.

Det er ikke bare et av de viktige front-end-utstyret på produksjonslinjen for integrerte kretser, men også mye brukt i diffusjon, oksidasjon, utglødning, legering og andre prosesser i industrier som diskrete enheter, kraftelektroniske enheter, optoelektroniske enheter og optiske fibre. .

Vertikal diffusjonsovn:

Refererer generelt til et batch-varmebehandlingsutstyr som brukes i den integrerte kretsprosessen for wafere med en diameter på 200 mm og 300 mm, vanligvis kjent som en vertikal ovn.

De strukturelle egenskapene til den vertikale diffusjonsovnen er at varmeovnskroppen, reaksjonsrøret og kvartsbåten som bærer skiven alle er plassert vertikalt, og waferen er plassert horisontalt. Den har egenskapene til god ensartethet i waferen, høy grad av automatisering og stabil systemytelse, som kan møte behovene til storskala produksjonslinjer for integrerte kretser.

Den vertikale diffusjonsovnen er et av de viktige utstyret i produksjonslinjen for integrerte halvlederkretser og brukes også ofte i relaterte prosesser innen kraftelektroniske enheter (IGBT) og så videre.

Den vertikale diffusjonsovnen er anvendelig for oksidasjonsprosesser som tørr oksygenoksidasjon, hydrogen-oksygensynteseoksidasjon, silisiumoksynitridoksidasjon og tynnfilmvekstprosesser som silisiumdioksid, polysilisium, silisiumnitrid (Si3N4) og atomlagavsetning.

Det er også ofte brukt i høytemperaturgløding, kobbergløding og legeringsprosesser. Når det gjelder diffusjonsprosess, brukes vertikale diffusjonsovner noen ganger også i tunge dopingprosesser.

3.2 Hurtigglødningsutstyr

Rapid Thermal Processing (RTP) utstyr er et enkelt-wafer varmebehandlingsutstyr som raskt kan heve temperaturen på waferen til temperaturen som kreves av prosessen (200-1300°C) og raskt kan kjøle den ned. Oppvarmings-/avkjølingshastigheten er vanligvis 20-250°C/s.

I tillegg til et bredt spekter av energikilder og glødetid, har RTP-utstyr også annen utmerket prosessytelse, som utmerket termisk budsjettkontroll og bedre overflateuniformitet (spesielt for store skiver), reparasjon av waferskader forårsaket av ioneimplantasjon, og flere kamre kan kjøre forskjellige prosesstrinn samtidig.

I tillegg kan RTP-utstyr fleksibelt og raskt konvertere og justere prosessgasser, slik at flere varmebehandlingsprosesser kan gjennomføres i samme varmebehandlingsprosess.

RTP-utstyr er mest brukt i hurtig termisk gløding (RTA). Etter ioneimplantasjon er RTP-utstyr nødvendig for å reparere skaden forårsaket av ioneimplantasjon, aktivere dopede protoner og effektivt hemme urenhetsdiffusjon.

Generelt sett er temperaturen for å reparere gitterdefekter omtrent 500°C, mens det kreves 950°C for å aktivere dopede atomer. Aktiveringen av urenheter er relatert til tid og temperatur. Jo lengre tid og jo høyere temperatur, jo mer fullstendig aktiveres urenhetene, men det bidrar ikke til å hemme diffusjonen av urenheter.

Fordi RTP-utstyret har egenskapene til rask temperaturstigning/-fall og kort varighet, kan annealingsprosessen etter ioneimplantasjon oppnå det optimale parametervalget blant gitterdefektreparasjon, urenhetsaktivering og urenhetsdiffusjonshemming.

RTA er hovedsakelig delt inn i følgende fire kategorier:

(1)Spike Annealing

Dens karakteristikk er at den fokuserer på den raske oppvarmings-/avkjølingsprosessen, men har i utgangspunktet ingen varmekonserveringsprosess. Piggglødingen holder seg på høytemperaturpunktet i svært kort tid, og dens hovedfunksjon er å aktivere dopingelementene.

I faktiske applikasjoner begynner waferen å varmes opp raskt fra et visst stabilt standby-temperaturpunkt og avkjøles umiddelbart etter å ha nådd måltemperaturpunktet.

Siden vedlikeholdstiden ved måltemperaturpunktet (dvs. topptemperaturpunktet) er svært kort, kan glødeprosessen maksimere graden av urenhetsaktivering og minimere graden av urenhetsdiffusjon, samtidig som den har gode defektglødningsreparasjonsegenskaper, noe som resulterer i høyere bindingskvalitet og lavere lekkasjestrøm.

Spike annealing er mye brukt i ultra-grunne overgangsprosesser etter 65nm. Prosessparametrene for pigggløding inkluderer hovedsakelig topptemperatur, toppoppholdstid, temperaturdivergens og wafermotstand etter prosessen.

Jo kortere toppoppholdstid, jo bedre. Det avhenger hovedsakelig av oppvarmings-/kjølehastigheten til temperaturkontrollsystemet, men den valgte prosessgassatmosfæren har noen ganger også en viss innvirkning på den.

For eksempel har helium et lite atomvolum og en rask diffusjonshastighet, noe som bidrar til rask og jevn varmeoverføring og kan redusere toppbredden eller toppoppholdstiden. Derfor er helium noen ganger valgt for å hjelpe oppvarming og kjøling.

(2)Lampeglødning

Lampeglødningsteknologi er mye brukt. Halogenlamper brukes vanligvis som hurtigutglødningsvarmekilder. Deres høye oppvarmings-/kjølehastigheter og presise temperaturkontroll kan møte kravene til produksjonsprosesser over 65nm.

Imidlertid kan den ikke fullt ut oppfylle de strenge kravene til 45nm-prosessen (etter 45nm-prosessen, når nikkel-silisiumkontakten til den logiske LSI oppstår, må waferen raskt varmes opp fra 200°C til over 1000°C i løpet av millisekunder, så lasergløding er vanligvis nødvendig).

(3)Laserglødning

Lasergløding er prosessen med direkte bruk av laser for raskt å øke temperaturen på overflaten av waferen til den er nok til å smelte silisiumkrystallen, noe som gjør den svært aktivert.

Fordelene med lasergløding er ekstremt rask oppvarming og følsom kontroll. Det krever ikke filamentoppvarming og det er i utgangspunktet ingen problemer med temperaturforsinkelse og filamentlevetid.

Fra et teknisk synspunkt har imidlertid lasergløding problemer med lekkasjestrøm og restdefekter, noe som også vil ha en viss innvirkning på enhetens ytelse.

(4)Flash-gløding

Flash-gløding er en annealing-teknologi som bruker høyintensitetsstråling for å utføre pigggløding på wafere ved en spesifikk forvarmingstemperatur.

Waferen forvarmes til 600-800°C, og deretter brukes høyintensitetsstråling for korttidspulsbestråling. Når topptemperaturen til waferen når den nødvendige glødetemperaturen, slås strålingen umiddelbart av.

RTP-utstyr brukes i økende grad i avansert integrert kretsproduksjon.

I tillegg til å være mye brukt i RTA-prosesser, har RTP-utstyr også begynt å bli brukt i rask termisk oksidasjon, rask termisk nitridering, rask termisk diffusjon, rask kjemisk dampavsetning, samt metallsilisidgenerering og epitaksiale prosesser.

————————————————————————————————————————————————— ——

Semicera kan gigrafitt deler,myk/stiv filt,silisiumkarbiddeler,CVD silisiumkarbiddeler, ogSiC/TaC-belagte delermed full halvlederprosess på 30 dager.

Hvis du er interessert i de ovennevnte halvlederproduktene,ikke nøl med å kontakte oss første gang.

Tlf.: +86-13373889683

WhatsAPP: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com