Erdieroaleen Prozesua eta Ekipamendua（3/7）-Berokuntza Prozesua eta Ekipamendua

1. Ikuspegi orokorra

Berokuntza, prozesamendu termiko bezala ere ezaguna, tenperatura altuetan funtzionatzen duten fabrikazio-prozedurei dagokie, normalean aluminioaren urtze-puntua baino altuagoa.

Berotze-prozesua tenperatura altuko labe batean egiten da normalean eta prozesu nagusiak barne hartzen ditu, hala nola oxidazioa, ezpurutasun-difusioa eta erdieroaleen fabrikazioan kristalen akatsen konponketa errekustea.

Oxidazioa: siliziozko oblea bat tenperatura altuko tratamendu termikorako oxigenoa edo ur-lurruna bezalako oxidatzaileen atmosfera batean jartzen den prozesua da, siliziozko oblearen gainazalean erreakzio kimiko bat eraginez, oxido-filma sortuz.

Ezpurutasun-difusioa: tenperatura altuko baldintzetan difusio termikoaren printzipioak erabiltzeari egiten dio erreferentzia silizioko substratuan ezpurutasun-elementuak sartzeko prozesuaren eskakizunen arabera, kontzentrazio-banaketa zehatz bat izan dezan, eta horrela silizio materialaren propietate elektrikoak aldatuz.

Analing ioiak ezarri ondoren siliziozko oblea berotzeko prozesuari egiten dio erreferentzia, ioiak ezartzeak eragindako sare-akatsak konpontzeko.

Oxidazio/hedapen/erretokitzeko oinarrizko hiru ekipamendu mota daude:

• Labe horizontala;
• Labe bertikala;
• Berokuntza azkarreko labea: tratamendu termiko bizkorreko ekipamendua

Bero-tratamendu tradizionaleko prozesuek batez ere epe luzerako tenperatura altuko tratamendua erabiltzen dute ioien ezarpenak eragindako kalteak kentzeko, baina bere desabantailak akatsak ezabatzea eta inplantatutako ezpurutasunen aktibazio-eraginkortasun txikia dira.

Horrez gain, erretiro tenperatura altua eta denbora luzea dela eta, ezpurutasunen birbanaketa gertatzea litekeena da, eta ezpurutasun kopuru handia hedatu eta sakonera gutxiko junturak eta ezpurutasun banaketa estuaren baldintzak betetzen ez ditu.

Prozesamendu termiko azkarra (RTP) ekipamenduak erabiliz ioi-inplantatutako obleen errezistu termiko azkarra ostia osoa tenperatura jakin batera (orokorrean 400-1300 °C) oso denbora laburrean berotzen duen tratamendu termiko metodo bat da.

Labea berotzeko errekuzimenduarekin alderatuta, aurrekontu termiko gutxiago, doping eremuan ezpurutasun-mugimendu sorta txikiagoa, kutsadura gutxiago eta prozesatzeko denbora laburragoa ditu abantailak.

Errezifratze termikoko prozesu azkarrak hainbat energia-iturri erabil ditzake, eta erretiroaren denbora-tartea oso zabala da (100etik 10-9s-ra, hala nola lanpara-errekuntza, laser-errekuntza, etab.). Ezpurutasunak guztiz aktibatu ditzake, ezpurutasunen birbanaketa modu eraginkorrean kentzen duen bitartean. Gaur egun oso erabilia da goi-mailako zirkuitu integratuen fabrikazio prozesuetan, 200 mm baino gehiagoko obleen diametroa duten.

2. Bigarren berotze prozesua

2.1 Oxidazio-prozesua

Zirkuitu integratuko fabrikazio-prozesuan, silizio oxidozko filmak osatzeko bi metodo daude: oxidazio termikoa eta deposizioa.

Oxidazio-prozesua siliziozko obleen gainazalean SiO2 osatzeko prozesuari egiten zaio erreferentzia, oxidazio termikoaren bidez. Oxidazio termikoaren ondorioz sortutako SiO2 filma oso erabilia da zirkuitu integratuko fabrikazio-prozesuan, bere isolamendu elektrikoaren propietate bikainak eta prozesuaren bideragarritasuna direla eta.

Bere aplikazio garrantzitsuenak hauek dira:

• Babestu gailuak marradura eta kutsaduratik;
• Kargatutako eramaileen eremuaren isolamendua mugatzea (gainazaleko pasibazioa);
• Material dielektrikoak ate-oxidoa edo biltegiratze-zelulen egituretan;
• Inplanteen maskaratzea dopinean;
• Metalezko geruza eroaleen arteko geruza dielektrikoa.

(1)Gailuaren babesa eta isolamendua

Oblea baten gainazalean hazi den SiO2 (siliciozko oblea) hesi-geruza eraginkorra izan daiteke silizioaren barruan dauden gailu sentikorrak isolatzeko eta babesteko.

SiO2 material gogorra eta ez-porotsua (dentsoa) denez, silizioaren gainazalean gailu aktiboak modu eraginkorrean isolatzeko erabil daiteke. SiO2 geruza gogorrak silizio-ostia babestuko du fabrikazio-prozesuan sor daitezkeen marradura eta kalteetatik.

(2)Gainazaleko pasivazioa

Gainazaleko pasivazioa Termikoki hazitako SiO2-ren abantaila nagusi bat da silizioaren gainazaleko egoera-dentsitatea murriztea bere lotura zintzilik mugatuz, gainazaleko pasibazioa izenez ezagutzen den efektua.

Degradazio elektrikoa saihesten du eta hezetasunak, ioiak edo kanpoko beste kutsatzaile batzuek eragindako ihes-korrontearen bidea murrizten du. SiO2 geruza gogorrak Si babesten du postprodukzioan gerta daitezkeen marradura eta prozesu kalteetatik.

SiO2 gainazalean hazitako SiO2 geruzak Si gainazalean elektrikoki aktiboak diren kutsatzaileak (ioi mugikorreko kutsadura) lo ditzake. Pasibazioa ere garrantzitsua da juntura-gailuen ihes-korrontea kontrolatzeko eta ate-oxido egonkorrak hazteko.

Kalitate handiko pasibazio-geruza gisa, oxido-geruzak kalitate-baldintzak ditu, hala nola lodiera uniformea, zulorik eta hutsunerik gabe.

Oxido-geruza bat Si gainazaleko pasibazio-geruza gisa erabiltzeko beste faktore bat oxido-geruzaren lodiera da. Oxido-geruzak nahikoa lodi izan behar du metalezko geruza kargatu ez dadin, silizioaren gainazalean karga metaketaren ondorioz, kondentsadore arrunten karga biltegiratze eta matxura ezaugarrien antzekoa dena.

SiO2-k Si-ren hedapen termiko koefizientea ere oso antzekoa du. Siliziozko obleak tenperatura altuko prozesuetan hedatzen dira eta hoztean uzkurtzen dira.

SiO2 Si-ren oso hurbileko abiaduran hedatu edo uzkurtzen da, eta horrek silizio-oblearen okertzea minimizatzen du prozesu termikoan zehar. Honek ere saihesten du filmaren estresaren ondorioz oxido-filma silizioaren gainazaletik bereiztea.

(3)Ate oxido dielektrikoa

MOS teknologian gehien erabiltzen den eta garrantzitsuena den ate-oxido-egiturarako, oxido-geruza oso mehea erabiltzen da material dielektriko gisa. Ate-oxido-geruzak eta azpiko Siak kalitate eta egonkortasun handiko ezaugarriak dituztenez, ate-oxido-geruza, oro har, hazkuntza termikoaren bidez lortzen da.

SiO2-k indar dielektriko handia (107V/m) eta erresistentzia handia (1017Ω·cm inguru) ditu.

MOS gailuen fidagarritasunaren gakoa ate oxido-geruzaren osotasuna da. MOS gailuetako ate-egiturak korronte-fluxua kontrolatzen du. Oxido hori eremu-efektu teknologian oinarritutako mikrotxipen funtzioaren oinarria denez,

Hori dela eta, kalitate handiko filmaren lodieraren uniformetasuna eta ezpurutasunik eza oinarrizko baldintzak dira. Atearen oxidoaren egituraren funtzioa honda dezakeen edozein kutsadura zorrotz kontrolatu behar da.

(4)Dopin-hesia

SiO2 maskaratze-geruza eraginkor gisa erabil daiteke silizioaren gainazaleko dopatze selektiboa egiteko. Silizioaren gainazalean oxido-geruza bat osatu ondoren, maskaren zati gardenean dagoen SiO2-a grabatzen da leiho bat eratzeko, non doping materiala silizio-oblean sar daitekeen.

Leihorik ez dagoen tokian, oxidoak silizioaren gainazala babestu dezake eta ezpurutasunak hedatzea saihestu dezake, horrela ezpurutasun selektiboa ezartzeko aukera ematen du.

Dopanteak poliki mugitzen dira SiO2-n Sirekin alderatuta, beraz, oxido geruza mehe bat baino ez da behar dopatzaileak blokeatzeko (kontuan izan tasa hori tenperaturaren menpekoa dela).

Oxido-geruza mehe bat (adibidez, 150 Å-ko lodiera) ere erabil daiteke ioiak ezartzea beharrezkoa den eremuetan, silizioaren gainazalean kalteak minimizatzeko erabil daitekeena.

Ezpurutasunak ezartzean, bidegurutze-sakonera hobeto kontrolatzeko aukera ematen du kanalizazio-efektua murriztuz. Inplantatu ondoren, oxidoa azido fluorhidrikoarekin selektiboki kendu daiteke silizioaren gainazala berriro laua izan dadin.

(5)Geruza metalikoen arteko geruza dielektrikoa

SiO2-k ez du elektrizitatea eroale baldintza normaletan, beraz, mikrotxipetako metalezko geruzen arteko isolatzaile eraginkorra da. SiO2-k goiko metal-geruzaren eta beheko metal-geruzaren arteko zirkuitu laburrak saihes ditzake, alanbrearen isolatzaileak zirkuitu laburrak saihes ditzakeen bezala.

Oxidoaren kalitate-eskakizuna zulorik eta hutsunerik gabe egotea da. Askotan dopatzen da jariakortasun eraginkorragoa lortzeko, eta horrek kutsaduraren difusioa hobeto minimiza dezake. Gehienetan, hazkuntza termikoa baino, lurrun-jadapen kimikoaren bidez lortzen da.

Erreakzio-gasaren arabera, oxidazio-prozesua normalean honela banatzen da:

• Oxigenoaren oxidazio lehorra: Si + O2→SiO2;
• Oxigenoaren oxidazio hezea: 2H2O (ur-lurruna) + Si→SiO2+2H2;
• Kloroz dopatutako oxidazioa: Kloro gasa, hala nola hidrogeno kloruroa (HCl), dikloroetilenoa DCE (C2H2Cl2) edo haren deribatuak, oxigenoari gehitzen zaio oxidazio-tasa eta oxido-geruzaren kalitatea hobetzeko.

(1)Oxigeno lehorra oxidatzeko prozesua: Erreakzio gaseko oxigeno molekulak dagoeneko eratutako oxido-geruzatik barreiatzen dira, SiO2 eta Si-ren arteko interfazera iristen dira, Si-rekin erreakzionatzen dute eta gero SiO2 geruza bat osatzen dute.

Oxigeno-oxidazioaren bidez prestatutako SiO2-ak egitura trinkoa, lodiera uniformea, injekziorako eta difusiorako maskaratze-gaitasun handia eta prozesuaren errepikakortasun handia ditu. Bere desabantaila hazkunde-tasa motela da.

Metodo hau, oro har, kalitate handiko oxidaziorako erabiltzen da, esate baterako, atearen oxidazio dielektrikoa, buffer geruza mehearen oxidazioa edo oxidazioa hasteko eta buffer geruza lodiaren oxidazioan zehar.

(2)Oxigeno hezea oxidatzeko prozesua: Ur lurruna oxigenoan zuzenean eraman daiteke, edo hidrogenoaren eta oxigenoaren erreakzioz lor daiteke. Oxidazio-tasa alda daiteke hidrogenoaren edo ur-lurrunaren presio partziala oxigenoaren arabera egokituz.

Kontuan izan segurtasuna bermatzeko, hidrogenoaren eta oxigenoaren arteko erlazioak ez duela 1,88:1 gainditu behar. Oxigenoaren oxidazio hezea erreakzio gasean oxigenoa eta ur-lurruna egoteagatik gertatzen da, eta ur-lurruna hidrogeno oxidoan (HO) deskonposatuko da tenperatura altuetan.

Silizio oxidoan hidrogeno oxidoaren difusio-abiadura oxigenoarena baino askoz azkarragoa da, beraz, oxigeno hezearen oxidazio-tasa magnitude ordena bat handiagoa da oxigeno lehorraren oxidazio-tasa baino.

(3)Kloroz dopatutako oxidazio-prozesua: Oxigenoaren oxidazio lehor tradizionalaz eta oxigeno oxidazio hezeaz gain, kloro gasa, hala nola, hidrogeno kloruroa (HCl), dikloroetilenoa DCE (C2H2Cl2) edo bere deribatuak, oxigenoari gehi dakioke oxidazio-tasa eta oxido-geruzaren kalitatea hobetzeko. .

Oxidazio-tasa handitzearen arrazoi nagusia zera da: oxidaziorako kloroa gehitzen denean, erreaktiboak oxidazioa azkartu dezakeen ur-lurruna izateaz gain, kloroa Si eta SiO2-ren arteko interfazearen ondoan pilatzen da. Oxigenoaren aurrean, klorosiliziozko konposatuak erraz bihurtzen dira silizio oxidoa, eta horrek oxidazioa kataliza dezake.

Oxido-geruzaren kalitatea hobetzeko arrazoi nagusia da oxido-geruzako kloro-atomoek sodio ioien jarduera araz dezaketela, eta horrela ekipoen eta prozesuko lehengaien sodio ioien kutsadurak eragindako oxidazio-akatsak murrizten dira. Horregatik, kloro-dopina oxigeno lehorreko oxidazio prozesu gehienetan parte hartzen du.

2.2 Hedapen-prozesua

Difusio tradizionala substantziak kontzentrazio handiagoko guneetatik kontzentrazio baxuagoko guneetara uniformeki banatu arte transferitzeari deritzo. Difusio-prozesuak Fick-en legea jarraitzen du. Difusioa bi substantzia edo gehiagoren artean gerta daiteke, eta eremu ezberdinen arteko kontzentrazio eta tenperatura desberdintasunek substantzien banaketa oreka-egoera uniforme batera eramaten dute.

Material erdieroaleen propietate garrantzitsuenetako bat haien eroankortasuna dopatzaile mota edo kontzentrazio desberdinak gehituz doi daitekeela da. Zirkuitu integratuen fabrikazioan, prozesu hori normalean doping edo difusio prozesuen bidez lortzen da.

Diseinu-helburuen arabera, material erdieroaleak, hala nola silizioa, germanioa edo III-V konposatuak, bi propietate erdieroale desberdin lor ditzakete, N motakoa edo P motakoa, ezpurutasun emaileekin edo ezpurutasun hartzaileekin dopatuz.

Erdieroaleen dopaketa bi metodoren bidez egiten da nagusiki: difusioa edo ioi-inplantazioa, bakoitza bere ezaugarriekin:

Difusio-dopina merkeagoa da, baina dopin-materialaren kontzentrazioa eta sakontasuna ezin dira zehatz kontrolatu;

Ioien inplantazioa nahiko garestia den arren, dopatzaileen kontzentrazio-profilen kontrol zehatza ahalbidetzen du.

1970eko hamarkada baino lehen, zirkuitu integratu grafikoen ezaugarrien tamaina 10μm-koa zen, eta difusio termikoko teknologia tradizionala erabiltzen zen dopinerako.

Difusio-prozesua material erdieroaleak aldatzeko erabiltzen da batez ere. Substantzia desberdinak material erdieroaleetan hedatuz, haien eroankortasuna eta beste propietate fisiko batzuk alda daitezke.

Adibidez, boro elementu tribalentea silizioan hedatuz, P motako erdieroale bat sortzen da; fosforoa edo artsenikoa elementu pentabalenteak dopatuz, N motako erdieroalea sortzen da. Zulo gehiago dituen P motako erdieroale bat elektroi gehiago dituen N motako erdieroale batekin kontaktuan jartzen denean, PN juntura bat sortzen da.

Ezaugarrien tamainak uzkurtzen diren heinean, difusio-prozesu isotropikoak dopanteak ezkutu oxido-geruzaren beste aldera hedatzea ahalbidetzen du, ondoko eskualdeen artean laburrak eraginez.

Erabilera berezi batzuk izan ezik (esaterako, epe luzeko difusioa, tentsio handiko tentsio erresistenteak uniformeki banatutako eremuak osatzeko), difusio-prozesua pixkanaka ioien ezarpenarekin ordezkatu da.

Hala ere, 10 nm-tik beherako teknologia-sorkuntzan, hiru dimentsioko hegatsaren eremu-efektuko transistorearen (FinFET) gailuaren Finaren tamaina oso txikia denez, ioi-inplantatzeak bere egitura txikia kaltetuko du. Iturri solidoen difusio-prozesua erabiltzeak arazo hau konpondu dezake.

2.3 Degradazio-prozesua

Errekuzitze-prozesuari recozitze termikoa ere deitzen zaio. Prozesua siliziozko oblea tenperatura altuko ingurune batean jartzea da denbora-tarte jakin batean, siliziozko oblearen gainazaleko edo barruko mikroegitura aldatzeko, prozesuko helburu zehatz bat lortzeko.

Errekuzitzeko prozesuan parametro kritikoenak tenperatura eta denbora dira. Zenbat eta tenperatura handiagoa eta denbora luzeagoa izan, orduan eta aurrekontu termikoa handiagoa izango da.

Zirkuitu integratuko benetako fabrikazio prozesuan, aurrekontu termikoa zorrotz kontrolatzen da. Prozesuaren fluxuan errezistatzeko prozesu anitz badaude, aurrekontu termikoa tratamendu termiko anitzen gainjartze gisa adieraz daiteke.

Hala ere, prozesu-nodoen miniaturizazioarekin, prozesu osoan onar daitekeen aurrekontu termikoa gero eta txikiagoa da, hau da, tenperatura altuko prozesu termikoaren tenperatura txikiagoa eta denbora laburragoa da.

Normalean, annealing-prozesua ioi-inplantazioarekin, film meheen deposizioarekin, metal-siliziroen eraketarekin eta beste prozesu batzuekin konbinatzen da. Ohikoena ioien inplantazioaren ondoren errezifratze termikoa da.

Ioien ezartzeak substratuaren atomoetan eragina izango du, jatorrizko sare-egituratik apurtu eta substratu-sarea kaltetuko du. Errezifratze termikoak ioien ezarpenak eragindako sarearen kaltea konpon dezake eta inplantatutako ezpurutasun-atomoak sareko hutsuneetatik sare-guneetara eraman ditzake, horrela aktibatuz.

Sarearen kalteak konpontzeko behar den tenperatura 500 °C ingurukoa da, eta ezpurutasunak aktibatzeko behar den tenperatura 950 °C ingurukoa da. Teorian, zenbat eta luzeagoa izan erretiro-denbora eta zenbat eta tenperatura handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da ezpurutasunen aktibazio-tasa, baina aurrekontu termiko handiegiak ezpurutasunen gehiegizko hedapena ekarriko du, prozesua kontrolaezina bihurtuz eta, azken batean, gailuaren eta zirkuituaren errendimenduaren degradazioa eragingo du.

Hori dela eta, fabrikazio-teknologiaren garapenarekin, epe luzeko labeen errekuzimendu tradizionala pixkanaka-pixkanaka errezifratze termiko azkarra (RTA) ordezkatu da.

Fabrikazio-prozesuan, film espezifiko batzuek errekuzimendu-prozesu termiko bat jasan behar dute deposizioaren ondoren, pelikularen propietate fisiko edo kimiko batzuk aldatzeko. Esaterako, pelikula solte bat trinko bihurtzen da, bere grabaketa-abiadura lehorra edo hezea aldatuz;

Erabili ohi den beste errekuzitze-prozesu bat metal-siliziroa eratzean gertatzen da. Kobaltoa, nikela, titanioa, etab. bezalako metalezko filmak siliziozko oblearen gainazalean isurtzen dira, eta tenperatura nahiko baxuan errezifratze termiko azkarraren ondoren, metalak eta silizioak aleazio bat sor dezakete.

Zenbait metalek aleazio-fase desberdinak eratzen dituzte tenperatura-baldintza desberdinetan. Orokorrean, prozesuan zehar kontaktu-erresistentzia eta gorputz-erresistentzia txikiagoa duen aleazio fase bat osatzea espero da.

Aurrekontu termikoen eskakizun desberdinen arabera, erretiro-prozesua tenperatura altuko labe-errekuntza eta errezifratze termiko azkar batean banatzen da.

• Tenperatura handiko labeko hodiak erretzea:

Tenperatura altua, errekostatzeko denbora luzea eta aurrekontu handiko errekozitzeko metodo tradizionala da.

Prozesu berezi batzuetan, hala nola, SOI substratuak prestatzeko oxigeno-injekzioaren isolamendu-teknologia eta putzu sakoneko difusio-prozesuetan, asko erabiltzen da. Horrelako prozesuek, oro har, aurrekontu termiko handiagoa behar dute sare perfektua edo ezpurutasun banaketa uniformea ​​lortzeko.

• Errezifratze termiko azkarra:

Siliziozko obleak berotze/hozte bizkorren bidez eta xede-tenperaturan bizileku laburrean prozesatzeko prozesua da, batzuetan Prozesamendu Termiko Azkarra (RTP) ere deitzen zaio.

Azalera osoko bilguneak eratzeko prozesuan, errekostu termiko azkarrak sarearen akatsen konponketaren, ezpurutasunen aktibazioen eta ezpuruen difusioaren minimizazioaren arteko konpromiso-optimizazioa lortzen du, eta ezinbestekoa da teknologia aurreratuko nodoen fabrikazio-prozesuan.

Tenperatura igoera/jaitsiera prozesuak eta xede-tenperaturan egonaldi laburrak batera eratzen dute errezifratze termiko azkarraren aurrekontu termikoa.

Errekuzitu termiko azkarra tradizionalak 1000 °C inguruko tenperatura du eta segundo irauten du. Azken urteotan, errekuzitu termiko azkarraren eskakizunak gero eta zorrotzagoak izan dira, eta flash-annealing, pike-annealing eta laser-annealing pixkanaka-pixkanaka garatu dira, errekuzitzeko denborak milisegundoetara iritsiz, eta mikrosegundo eta azpi-mikrosegundoetara garatzeko joerarekin ere.

3 . Berokuntza-prozesuko hiru ekipo

3.1 Hedatzeko eta oxidatzeko ekipoak

Difusio-prozesuak batez ere difusio termikoaren printzipioa erabiltzen du tenperatura altuko baldintzetan (normalean 900-1200 ℃) baldintzetan ezpurutasun-elementuak silizioko substratuan behar den sakoneran sartzeko, kontzentrazio banaketa zehatz bat emateko, propietate elektrikoak aldatzeko. materiala eta gailu erdieroaleen egitura osatzen dute.

Siliziozko zirkuitu integratuko teknologian, difusio-prozesua zirkuitu integratuetan PN junturak edo osagaiak egiteko erabiltzen da, hala nola, erresistentzia, kondentsadoreak, interkonexio-kableatuak, diodoak eta transistoreak, eta osagaien arteko isolamendurako ere erabiltzen da.

Dopin-kontzentrazioen banaketa zehatz-mehatz kontrolatzeko ezintasuna dela eta, difusio-prozesua pixkanaka-pixkanaka ioi-inplantazio-dopatze-prozesuarekin ordezkatu da 200 mm-ko eta hortik gorako obleen diametroa duten zirkuitu integratuen fabrikazioan, baina oraindik ere kopuru txiki bat erabiltzen da astunetan. dopin-prozesuak.

Hedapen-ekipamendu tradizionalak difusio-labe horizontalak dira batez ere, eta difusio-labe bertikal kopuru txiki bat ere badago.

Difusio horizontaleko labea:

200 mm-tik beherako obleen diametroa duten zirkuitu integratuen difusio-prozesuan oso erabilia den tratamendu termikoko ekipamendua da. Bere ezaugarriak hauek dira: berokuntza-labearen gorputza, erreakzio-hodia eta kuartzozko ontziak garraiatzen dituzten ontziak horizontalean kokatuta daudela, beraz, obleen arteko uniformetasun onaren prozesuaren ezaugarriak ditu.

Zirkuitu integratuko produkzio-lerroko aurre-end ekipamendu garrantzitsuenetako bat ez ezik, oso erabilia da difusioan, oxidazioan, erretiroan, aleazioetan eta beste prozesu batzuetan, hala nola gailu diskretuak, potentziako gailu elektronikoak, gailu optoelektronikoak eta zuntz optikoetan. .

Difusio-labe bertikala:

Orokorrean, 200 mm eta 300 mm-ko diametroa duten obleen zirkuitu integratuko prozesuan erabiltzen den tratamendu termiko loteetako ekipamenduari egiten zaio erreferentzia, labe bertikal gisa ezagutzen dena.

Difusio bertikaleko labearen egitura-ezaugarriak berokuntza-labearen gorputza, erreakzio-hodia eta oblea daraman kuartzozko ontzia bertikalki jartzen dira eta ostia horizontalean jartzen da. Oblearen barruan uniformetasun ona, automatizazio maila altua eta sistemaren errendimendu egonkorra ditu, eskala handiko zirkuitu integratuen ekoizpen-lerroen beharrak ase ditzaketenak.

Difusio bertikaleko labe erdieroaleen zirkuitu integratuaren ekoizpen-lerroko ekipamendu garrantzitsuenetako bat da eta potentziako gailu elektronikoen (IGBT) eta abarretan erlazionatutako prozesuetan ere erabiltzen da.

Difusio-labe bertikala oxidazio-prozesuetan aplikagarria da, hala nola, oxigeno lehor oxidazio, hidrogeno-oxigeno-sintesia oxidazioa, silizio-oxinitruroaren oxidazioa eta film meheko hazkuntza-prozesuetan, hala nola silizio dioxidoa, polisilicioa, silizio nitruroa (Si3N4) eta geruza atomikoa deposizioa.

Tenperatura altuko errekuzimenduetan, kobrearen errekuzitzean eta aleazio prozesuetan ere erabili ohi da. Difusio-prozesuari dagokionez, difusio-labe bertikalak batzuetan dopatze prozesu astunetan ere erabiltzen dira.

3.2 Errekuzitu azkarreko ekipoak

Prozesamendu Termiko Azkarra (RTP) ekipamendua oblea bakarreko tratamendu termikoko ekipamendua da, oblearen tenperatura azkar igotzeko prozesuak eskatzen duen tenperaturara (200-1300 °C) eta azkar hoztu dezakeena. Berotze/hozte abiadura, oro har, 20-250 °C/s-koa da.

Energia-iturri eta errekostatzeko denbora-sorta zabalaz gain, RTP ekipamenduak beste prozesu-errendimendu bikainak ere baditu, hala nola, aurrekontu termikoen kontrol bikaina eta gainazaleko uniformetasun hobea (batez ere tamaina handiko obleak), ioien inplantazioak eragindako obleen kalteak konpontzea, eta hainbat ganberak prozesu-urrats desberdinak aldi berean egin ditzakete.

Horrez gain, RTP ekipamenduak malgutasunez eta azkar bihurtu eta doi ditzake prozesuko gasak, tratamendu termikoko hainbat prozesu bero tratamendu prozesu berean burutu ahal izateko.

RTP ekipamenduak erabili ohi dira azkarreko errekuzimendu termikoetan (RTA). Ioiak ezarri ondoren, RTP ekipamendua behar da ioien inplantazioak eragindako kalteak konpontzeko, dopatutako protoiak aktibatzeko eta ezpuruen difusioa eraginkortasunez inhibitzeko.

Oro har, sarearen akatsak konpontzeko tenperatura 500 °C ingurukoa da, eta 950 °C behar da atomo dopatuak aktibatzeko. Ezpurutasunen aktibazioa denborarekin eta tenperaturarekin lotuta dago. Zenbat eta denbora luzeagoa eta tenperatura altuagoa izan, orduan eta gehiago aktibatzen dira ezpurutasunak, baina ez da egokia ezpurutasunen difusioa eragozteko.

RTP ekipamenduak tenperatura igoera/jaitsiera bizkorreko eta iraupen laburreko ezaugarriak dituenez, ioiak ezartzearen ondoren errekostatzeko prozesuak parametroen aukeraketa optimoa lor dezake sarearen akatsen konponketa, ezpurutasunen aktibazioa eta ezpurutasun difusioaren inhibizioaren artean.

RTA lau kategoria hauetan banatzen da nagusiki:

(1)Spike Annealing

Bere ezaugarria da berotze/hozte prozesu azkarrean zentratzen dela, baina funtsean ez duela beroa kontserbatzeko prozesurik. Spike-annealing tenperatura altuan egoten da oso denbora laburrean, eta bere funtzio nagusia dopin-elementuak aktibatzea da.

Benetako aplikazioetan, ostia azkar berotzen hasten da egoneko tenperatura-puntu egonkor batetik eta berehala hozten da xede-tenperatura-puntura iritsi ondoren.

Helburuko tenperatura puntuan mantentze-denbora (hau da, tenperatura gailurra) oso laburra denez, erretilu prozesuak ezpurutasunen aktibazio-maila maximizatu dezake eta ezpurutasun-difusio-maila minimiza dezake, akatsen errekuntzaren konponketa-ezaugarri onak dituen bitartean, eta ondorioz, ezpurutasun-aktibazio-maila handitu daiteke. lotura-kalitatea eta ihes-korronte txikiagoa.

Spike annealing oso erabilia da 65 nm-ren ondoren bilgune ultra-azaleko prozesuetan. Spike annealing prozesu-parametroak, batez ere, tenperatura gailurra, gailurra egonaldi denbora, tenperatura-dibergentzia eta obleen erresistentzia prozesuaren ondoren.

Egoitza-denbora zenbat eta laburragoa izan, orduan eta hobeto. Batez ere tenperatura kontrolatzeko sistemaren berotze/hozte abiaduraren araberakoa da, baina hautatutako prozesuko gas-atmosferak ere eragina du batzuetan.

Esate baterako, helioak bolumen atomiko txikia eta difusio-abiadura azkarra du, bero-transferentzia azkarra eta uniformea ​​lortzeko eta gailurraren zabalera edo gailurraren egoitza-denbora murrizteko. Hori dela eta, batzuetan helioa aukeratzen da berotzen eta hozten laguntzeko.

(2)Lanpara-erretostea

Lanparak erretiratzeko teknologia asko erabiltzen da. Lanpara halogenoak, orokorrean, bero-iturri azkar gisa erabiltzen dira. Berotze/hozte tasa altuak eta tenperatura kontrol zehatzak 65 nm-tik gorako fabrikazio prozesuen baldintzak bete ditzakete.

Hala ere, ezin ditu guztiz bete 45nm-ko prozesuaren baldintza zorrotzak (45nm-ko prozesuaren ondoren, LSI logikoaren nikel-silizio kontaktua gertatzen denean, ostia azkar berotu behar da 200 °C-tik 1000 °C-tik gora milisegundoren barruan, beraz, orokorrean laser bidezko errekostea beharrezkoa da).

(3)Laser-erreketa

Laser erretiroa laserra zuzenean erabiltzeko prozesua da oblearen gainazaleko tenperatura azkar igotzeko silizio-kristala urtzeko nahikoa izan arte, oso aktibatuz.

Laser-errekuntzaren abantailak beroketa oso azkarra eta kontrol sentikorra dira. Ez du harizpien beroketa behar eta funtsean ez dago arazorik tenperaturaren atzerapenarekin eta harizpien bizitzarekin.

Dena den, ikuspuntu teknikotik, laser bidezko errekosteak isurketa-korronte eta hondakinen akatsen arazoak ditu, eta horrek gailuaren errendimenduan nolabaiteko eragina izango du.

(4)Flash Analing

Flash annealing errekuntza teknologia bat da, intentsitate handiko erradiazioa erabiltzen duen obleen ildoen errekostia egiteko, berotze-tenperatura zehatz batean.

Ostia 600-800 °C-tara berotzen da, eta, ondoren, intentsitate handiko erradiazioa erabiltzen da denbora laburrean pultsu irradiaziorako. Oblearen tenperatura gailurra behar den errekostatzeko tenperaturara iristen denean, erradiazioa berehala itzaltzen da.

RTP ekipamendua gero eta gehiago erabiltzen da zirkuitu integratuen fabrikazio aurreratuan.

RTA prozesuetan oso erabilia izateaz gain, RTP ekipamendua oxidazio termiko azkarrean, nitrurazio termiko azkarrean, difusio termiko azkarrean, lurrun kimikoen jalkitze azkarrean, baita metal siziluroa sortzeko eta prozesu epitaxialetan ere erabiltzen hasi da.

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

Semicerak eman dezakegrafito zatiak,feltro biguna/zurruna,silizio karburozko piezak,CVD silizio-karburozko piezak, etaSiC/TaC estalitako piezak30 egunetan erdieroale prozesu osoarekin.

Goiko produktu erdieroaleetan interesa baduzu,mesedez, ez izan zalantzarik lehen aldiz gurekin harremanetan jartzeko.

Tel.: +86-13373889683

WhatsApp: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com