Processo e equipamento de semicondutores（3/7）-Processo e equipamento de aquecimento

1. Visão geral

O aquecimento, também conhecido como processamento térmico, refere-se a procedimentos de fabricação que operam em altas temperaturas, geralmente superiores ao ponto de fusão do alumínio.

O processo de aquecimento é geralmente realizado em um forno de alta temperatura e inclui processos importantes como oxidação, difusão de impurezas e recozimento para reparo de defeitos de cristal na fabricação de semicondutores.

Oxidação: É um processo no qual uma pastilha de silício é colocada em uma atmosfera de oxidantes como oxigênio ou vapor de água para tratamento térmico em alta temperatura, causando uma reação química na superfície da pastilha de silício para formar um filme de óxido.

Difusão de impurezas: refere-se ao uso de princípios de difusão térmica sob condições de alta temperatura para introduzir elementos de impureza no substrato de silício de acordo com os requisitos do processo, de modo que tenha uma distribuição de concentração específica, alterando assim as propriedades elétricas do material de silício.

Recozimento refere-se ao processo de aquecimento da pastilha de silício após a implantação iônica para reparar os defeitos da rede causados ​​pela implantação iônica.

Existem três tipos básicos de equipamentos usados ​​para oxidação/difusão/recozimento:

• Forno horizontal;
• Forno vertical;
• Forno de aquecimento rápido: equipamento de tratamento térmico rápido

Os processos tradicionais de tratamento térmico usam principalmente tratamento de alta temperatura de longo prazo para eliminar danos causados ​​pela implantação iônica, mas suas desvantagens são a remoção incompleta de defeitos e a baixa eficiência de ativação de impurezas implantadas.

Além disso, devido à alta temperatura de recozimento e ao longo tempo, é provável que ocorra redistribuição de impurezas, fazendo com que uma grande quantidade de impurezas se difunda e não atenda aos requisitos de junções rasas e distribuição estreita de impurezas.

O recozimento térmico rápido de wafers implantados com íons usando equipamento de processamento térmico rápido (RTP) é um método de tratamento térmico que aquece todo o wafer a uma determinada temperatura (geralmente 400-1300°C) em um tempo muito curto.

Comparado com o recozimento por aquecimento em forno, tem as vantagens de menor orçamento térmico, menor faixa de movimento de impurezas na área de dopagem, menos poluição e menor tempo de processamento.

O rápido processo de recozimento térmico pode usar uma variedade de fontes de energia, e o intervalo de tempo de recozimento é muito amplo (de 100 a 10-9s, como recozimento de lâmpada, recozimento a laser, etc.). Ele pode ativar completamente as impurezas enquanto suprime efetivamente a redistribuição de impurezas. Atualmente é amplamente utilizado em processos de fabricação de circuitos integrados de ponta com diâmetros de wafer superiores a 200 mm.

2. Segundo processo de aquecimento

2.1 Processo de oxidação

No processo de fabricação de circuitos integrados, existem dois métodos para formar filmes de óxido de silício: oxidação térmica e deposição.

O processo de oxidação refere-se ao processo de formação de SiO2 na superfície das pastilhas de silício por oxidação térmica. O filme de SiO2 formado por oxidação térmica é amplamente utilizado no processo de fabricação de circuitos integrados devido às suas propriedades superiores de isolamento elétrico e viabilidade do processo.

Suas aplicações mais importantes são as seguintes:

• Proteja os dispositivos contra arranhões e contaminação;
• Limitar o isolamento de campo de portadores carregados (passivação de superfície);
• Materiais dielétricos em óxidos de porta ou estruturas de células de armazenamento;
• Mascaramento de implantes em dopagem;
• Uma camada dielétrica entre camadas condutoras de metal.

(1)Proteção e isolamento do dispositivo

O SiO2 cultivado na superfície de um wafer (wafer de silício) pode servir como uma camada de barreira eficaz para isolar e proteger dispositivos sensíveis dentro do silício.

Como o SiO2 é um material duro e não poroso (denso), ele pode ser usado para isolar efetivamente dispositivos ativos na superfície do silício. A camada dura de SiO2 protegerá o wafer de silício contra arranhões e danos que podem ocorrer durante o processo de fabricação.

(2)Passivação de superfície

Passivação de superfície Uma grande vantagem do SiO2 cultivado termicamente é que ele pode reduzir a densidade do estado superficial do silício, restringindo suas ligações pendentes, um efeito conhecido como passivação de superfície.

Previne a degradação elétrica e reduz o caminho para corrente de fuga causada por umidade, íons ou outros contaminantes externos. A camada dura de SiO2 protege o Si contra arranhões e danos de processo que podem ocorrer durante a pós-produção.

A camada de SiO2 cultivada na superfície do Si pode ligar os contaminantes eletricamente ativos (contaminação por íons móveis) na superfície do Si. A passivação também é importante para controlar a corrente de fuga dos dispositivos de junção e aumentar os óxidos de porta estáveis.

Como uma camada de passivação de alta qualidade, a camada de óxido possui requisitos de qualidade como espessura uniforme, sem furos e vazios.

Outro fator no uso de uma camada de óxido como camada de passivação superficial de Si é a espessura da camada de óxido. A camada de óxido deve ser espessa o suficiente para evitar que a camada metálica carregue devido ao acúmulo de carga na superfície do silício, que é semelhante às características de armazenamento e quebra de carga dos capacitores comuns.

O SiO2 também possui um coeficiente de expansão térmica muito semelhante ao Si. Os wafers de silício se expandem durante processos de alta temperatura e se contraem durante o resfriamento.

O SiO2 se expande ou contrai a uma taxa muito próxima da do Si, o que minimiza o empenamento da pastilha de silício durante o processo térmico. Isto também evita a separação da película de óxido da superfície de silício devido à tensão da película.

(3)Dielétrico de óxido de porta

Para a estrutura de óxido de porta mais comumente usada e importante na tecnologia MOS, uma camada de óxido extremamente fina é usada como material dielétrico. Como a camada de óxido de porta e o Si abaixo possuem características de alta qualidade e estabilidade, a camada de óxido de porta é geralmente obtida por crescimento térmico.

SiO2 possui alta rigidez dielétrica (107V/m) e alta resistividade (cerca de 1017Ω·cm).

A chave para a confiabilidade dos dispositivos MOS é a integridade da camada de óxido da porta. A estrutura da porta nos dispositivos MOS controla o fluxo de corrente. Como este óxido é a base para o funcionamento dos microchips baseados na tecnologia de efeito de campo,

Portanto, alta qualidade, excelente uniformidade de espessura de filme e ausência de impurezas são seus requisitos básicos. Qualquer contaminação que possa degradar a função da estrutura de óxido da porta deve ser rigorosamente controlada.

(4)Barreira antidopagem

SiO2 pode ser usado como uma camada de mascaramento eficaz para dopagem seletiva de superfícies de silício. Uma vez formada uma camada de óxido na superfície do silício, o SiO2 na parte transparente da máscara é gravado para formar uma janela através da qual o material dopante pode entrar na pastilha de silício.

Onde não há janelas, o óxido pode proteger a superfície do silício e impedir a difusão de impurezas, permitindo assim a implantação seletiva de impurezas.

Os dopantes movem-se lentamente no SiO2 em comparação com o Si, portanto, apenas uma fina camada de óxido é necessária para bloquear os dopantes (observe que esta taxa depende da temperatura).

Uma fina camada de óxido (por exemplo, 150 Å de espessura) também pode ser usada em áreas onde a implantação iônica é necessária, o que pode ser usado para minimizar danos à superfície do silício.

Também permite um melhor controle da profundidade da junção durante a implantação de impurezas, reduzindo o efeito de canalização. Após a implantação, o óxido pode ser removido seletivamente com ácido fluorídrico para tornar a superfície do silício plana novamente.

(5)Camada dielétrica entre camadas de metal

O SiO2 não conduz eletricidade em condições normais, por isso é um isolante eficaz entre as camadas metálicas dos microchips. SiO2 pode evitar curtos-circuitos entre a camada metálica superior e a camada metálica inferior, assim como o isolador do fio pode evitar curtos-circuitos.

O requisito de qualidade para o óxido é que ele esteja livre de furos e vazios. Muitas vezes é dopado para obter uma fluidez mais eficaz, o que pode minimizar melhor a difusão da contaminação. Geralmente é obtido por deposição química de vapor em vez de crescimento térmico.

Dependendo do gás de reação, o processo de oxidação é normalmente dividido em:

• Oxidação de oxigênio seco: Si + O2→SiO2;
• Oxidação úmida de oxigênio: 2H2O (vapor de água) + Si→SiO2+2H2;
• Oxidação dopada com cloro: Cloro gasoso, como cloreto de hidrogênio (HCl), dicloroetileno DCE (C2H2Cl2) ou seus derivados, é adicionado ao oxigênio para melhorar a taxa de oxidação e a qualidade da camada de óxido.

(1)Processo de oxidação de oxigênio seco: As moléculas de oxigênio no gás de reação se difundem através da camada de óxido já formada, alcançam a interface entre SiO2 e Si, reagem com Si e então formam uma camada de SiO2.

O SiO2 preparado por oxidação de oxigênio seco possui estrutura densa, espessura uniforme, forte capacidade de mascaramento para injeção e difusão e alta repetibilidade do processo. A sua desvantagem é que a taxa de crescimento é lenta.

Este método é geralmente usado para oxidação de alta qualidade, como oxidação dielétrica de porta, oxidação de camada tampão fina ou para iniciar a oxidação e terminar a oxidação durante a oxidação da camada tampão espessa.

(2)Processo de oxidação de oxigênio úmido: O vapor de água pode ser transportado diretamente no oxigênio ou pode ser obtido pela reação do hidrogênio e do oxigênio. A taxa de oxidação pode ser alterada ajustando a relação de pressão parcial de hidrogênio ou vapor de água em relação ao oxigênio.

Observe que para garantir a segurança, a proporção de hidrogênio para oxigênio não deve exceder 1,88:1. A oxidação úmida do oxigênio é devida à presença de oxigênio e vapor de água no gás de reação, e o vapor de água se decompõe em óxido de hidrogênio (HO) em altas temperaturas.

A taxa de difusão do óxido de hidrogênio no óxido de silício é muito mais rápida que a do oxigênio, de modo que a taxa de oxidação do oxigênio úmido é cerca de uma ordem de grandeza maior do que a taxa de oxidação do oxigênio seco.

(3)Processo de oxidação dopada com cloro: Além da tradicional oxidação de oxigênio seco e oxidação de oxigênio úmido, gás cloro, como cloreto de hidrogênio (HCl), dicloroetileno DCE (C2H2Cl2) ou seus derivados, pode ser adicionado ao oxigênio para melhorar a taxa de oxidação e a qualidade da camada de óxido .

A principal razão para o aumento na taxa de oxidação é que quando o cloro é adicionado para a oxidação, não apenas o reagente contém vapor de água que pode acelerar a oxidação, mas o cloro também se acumula próximo à interface entre o Si e o SiO2. Na presença de oxigênio, os compostos de clorossilício são facilmente convertidos em óxido de silício, que pode catalisar a oxidação.

A principal razão para a melhoria da qualidade da camada de óxido é que os átomos de cloro na camada de óxido podem purificar a atividade dos íons de sódio, reduzindo assim os defeitos de oxidação introduzidos pela contaminação de equipamentos e matérias-primas de processo por íons de sódio. Portanto, a dopagem com cloro está envolvida na maioria dos processos de oxidação de oxigênio seco.

2.2 Processo de difusão

A difusão tradicional refere-se à transferência de substâncias de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração até que sejam distribuídas uniformemente. O processo de difusão segue a lei de Fick. A difusão pode ocorrer entre duas ou mais substâncias, e as diferenças de concentração e temperatura entre diferentes áreas conduzem a distribuição das substâncias a um estado de equilíbrio uniforme.

Uma das propriedades mais importantes dos materiais semicondutores é que sua condutividade pode ser ajustada pela adição de diferentes tipos ou concentrações de dopantes. Na fabricação de circuitos integrados, esse processo geralmente é obtido por meio de processos de dopagem ou difusão.

Dependendo dos objetivos do projeto, materiais semicondutores como silício, germânio ou compostos III-V podem obter duas propriedades semicondutoras diferentes, tipo N ou tipo P, por dopagem com impurezas doadoras ou impurezas aceitadoras.

A dopagem de semicondutores é realizada principalmente através de dois métodos: difusão ou implantação iônica, cada um com características próprias:

A dopagem por difusão é menos dispendiosa, mas a concentração e a profundidade do material dopante não podem ser controladas com precisão;

Embora a implantação iônica seja relativamente cara, ela permite o controle preciso dos perfis de concentração de dopantes.

Antes da década de 1970, o tamanho dos recursos gráficos de circuitos integrados era da ordem de 10 μm, e a tecnologia tradicional de difusão térmica era geralmente usada para dopagem.

O processo de difusão é usado principalmente para modificar materiais semicondutores. Ao difundir diferentes substâncias em materiais semicondutores, a sua condutividade e outras propriedades físicas podem ser alteradas.

Por exemplo, ao difundir o elemento trivalente boro em silício, um semicondutor do tipo P é formado; ao dopar elementos pentavalentes com fósforo ou arsênico, um semicondutor do tipo N é formado. Quando um semicondutor tipo P com mais buracos entra em contato com um semicondutor tipo N com mais elétrons, uma junção PN é formada.

À medida que os tamanhos dos recursos diminuem, o processo de difusão isotrópica torna possível que os dopantes se difundam para o outro lado da camada de óxido de proteção, causando curtos-circuitos entre regiões adjacentes.

Exceto para alguns usos especiais (como difusão de longo prazo para formar áreas resistentes a alta tensão uniformemente distribuídas), o processo de difusão foi gradualmente substituído pela implantação iônica.

No entanto, na geração de tecnologia abaixo de 10nm, como o tamanho da aleta no dispositivo de transistor de efeito de campo de aleta tridimensional (FinFET) é muito pequeno, a implantação iônica danificará sua estrutura minúscula. A utilização do processo de difusão em fonte sólida pode resolver este problema.

2.3 Processo de degradação

O processo de recozimento também é chamado de recozimento térmico. O processo consiste em colocar o wafer de silício em um ambiente de alta temperatura por um determinado período de tempo para alterar a microestrutura na superfície ou dentro do wafer de silício para atingir uma finalidade específica do processo.

Os parâmetros mais críticos no processo de recozimento são temperatura e tempo. Quanto maior a temperatura e maior o tempo, maior será o orçamento térmico.

No processo real de fabricação de circuitos integrados, o orçamento térmico é estritamente controlado. Se houver múltiplos processos de recozimento no fluxo do processo, o balanço térmico pode ser expresso como a superposição de múltiplos tratamentos térmicos.

Porém, com a miniaturização dos nós do processo, o orçamento térmico permitido em todo o processo torna-se cada vez menor, ou seja, a temperatura do processo térmico de alta temperatura torna-se menor e o tempo torna-se menor.

Normalmente, o processo de recozimento é combinado com implantação iônica, deposição de filme fino, formação de siliceto metálico e outros processos. O mais comum é o recozimento térmico após a implantação iônica.

A implantação iônica impactará os átomos do substrato, fazendo com que eles se separem da estrutura original da rede e danifiquem a rede do substrato. O recozimento térmico pode reparar o dano da rede causado pela implantação iônica e também pode mover os átomos de impureza implantados das lacunas da rede para os locais da rede, ativando-os assim.

A temperatura necessária para reparo de danos na rede é de cerca de 500°C, e a temperatura necessária para ativação de impurezas é de cerca de 950°C. Em teoria, quanto maior o tempo de recozimento e quanto maior a temperatura, maior a taxa de ativação de impurezas, mas um orçamento térmico muito alto levará à difusão excessiva de impurezas, tornando o processo incontrolável e, em última análise, causando degradação do desempenho do dispositivo e do circuito.

Portanto, com o desenvolvimento da tecnologia de fabricação, o recozimento tradicional de forno de longo prazo foi gradualmente substituído pelo recozimento térmico rápido (RTA).

No processo de fabricação, alguns filmes específicos precisam passar por um processo de recozimento térmico após a deposição para alterar certas propriedades físicas ou químicas do filme. Por exemplo, uma película solta torna-se densa, alterando a sua taxa de corrosão seca ou húmida;

Outro processo de recozimento comumente utilizado ocorre durante a formação de siliceto metálico. Filmes metálicos como cobalto, níquel, titânio, etc. são pulverizados na superfície do wafer de silício e, após rápido recozimento térmico a uma temperatura relativamente baixa, o metal e o silício podem formar uma liga.

Certos metais formam diferentes fases de liga sob diferentes condições de temperatura. Geralmente, espera-se formar uma fase de liga com menor resistência de contato e resistência corporal durante o processo.

De acordo com diferentes requisitos de orçamento térmico, o processo de recozimento é dividido em recozimento em forno de alta temperatura e recozimento térmico rápido.

• Recozimento de tubo de forno de alta temperatura:

É um método de recozimento tradicional com alta temperatura, longo tempo de recozimento e alto orçamento.

Em alguns processos especiais, como tecnologia de isolamento por injeção de oxigênio para preparação de substratos SOI e processos de difusão em poços profundos, é amplamente utilizado. Tais processos geralmente requerem um orçamento térmico mais elevado para obter uma rede perfeita ou uma distribuição uniforme de impurezas.

• Recozimento Térmico Rápido:

É o processo de processamento de wafers de silício por aquecimento/resfriamento extremamente rápido e curta permanência na temperatura alvo, às vezes também chamado de Processamento Térmico Rápido (RTP).

No processo de formação de junções ultra-rasas, o recozimento térmico rápido alcança uma otimização de compromisso entre reparo de defeitos de rede, ativação de impurezas e minimização da difusão de impurezas, e é indispensável no processo de fabricação de nós de tecnologia avançada.

O processo de aumento/queda de temperatura e a curta permanência na temperatura alvo constituem juntos o orçamento térmico do recozimento térmico rápido.

O recozimento térmico rápido tradicional tem uma temperatura de cerca de 1000°C e leva segundos. Nos últimos anos, os requisitos para o recozimento térmico rápido tornaram-se cada vez mais rigorosos, e o recozimento flash, o recozimento de pico e o recozimento a laser desenvolveram-se gradualmente, com tempos de recozimento atingindo milissegundos, e até mesmo tendendo a evoluir para microssegundos e submicrossegundos.

3. Três equipamentos de processo de aquecimento

3.1 Equipamento de difusão e oxidação

O processo de difusão utiliza principalmente o princípio da difusão térmica sob condições de alta temperatura (geralmente 900-1200°C) para incorporar elementos de impureza no substrato de silício a uma profundidade necessária para dar-lhe uma distribuição de concentração específica, a fim de alterar as propriedades elétricas do material e formar uma estrutura de dispositivo semicondutor.

Na tecnologia de circuitos integrados de silício, o processo de difusão é usado para fazer junções PN ou componentes como resistores, capacitores, fiação de interconexão, diodos e transistores em circuitos integrados, e também é usado para isolamento entre componentes.

Devido à incapacidade de controlar com precisão a distribuição da concentração de dopagem, o processo de difusão foi gradualmente substituído pelo processo de dopagem por implantação iônica na fabricação de circuitos integrados com diâmetros de wafer de 200 mm e acima, mas uma pequena quantidade ainda é usada em circuitos pesados. processos de dopagem.

O equipamento de difusão tradicional consiste principalmente em fornos de difusão horizontais, e há também um pequeno número de fornos de difusão verticais.

Forno de difusão horizontal:

É um equipamento de tratamento térmico amplamente utilizado no processo de difusão de circuitos integrados com diâmetro de wafer inferior a 200mm. Suas características são que o corpo do forno de aquecimento, o tubo de reação e o barco de quartzo que transporta os wafers são todos colocados horizontalmente, portanto possui as características do processo de boa uniformidade entre os wafers.

Não é apenas um dos importantes equipamentos front-end na linha de produção de circuitos integrados, mas também amplamente utilizado em difusão, oxidação, recozimento, liga e outros processos em indústrias como dispositivos discretos, dispositivos eletrônicos de potência, dispositivos optoeletrônicos e fibras ópticas. .

Forno de difusão vertical:

Geralmente se refere a um equipamento de tratamento térmico em lote usado no processo de circuito integrado para wafers com diâmetro de 200 mm e 300 mm, comumente conhecido como forno vertical.

As características estruturais do forno de difusão vertical são que o corpo do forno de aquecimento, o tubo de reação e o barco de quartzo que transporta o wafer são todos colocados verticalmente e o wafer é colocado horizontalmente. Possui as características de boa uniformidade dentro do wafer, alto grau de automação e desempenho estável do sistema, que pode atender às necessidades de linhas de produção de circuitos integrados em grande escala.

O forno de difusão vertical é um dos equipamentos importantes na linha de produção de circuitos integrados de semicondutores e também é comumente usado em processos relacionados nas áreas de dispositivos eletrônicos de potência (IGBT) e assim por diante.

O forno de difusão vertical é aplicável a processos de oxidação, como oxidação de oxigênio seco, oxidação de síntese de hidrogênio-oxigênio, oxidação de oxinitreto de silício e processos de crescimento de filme fino, como dióxido de silício, polissilício, nitreto de silício (Si3N4) e deposição de camada atômica.

Também é comumente usado em processos de recozimento de alta temperatura, recozimento de cobre e ligas. Em termos de processo de difusão, os fornos de difusão verticais às vezes também são usados ​​em processos de dopagem pesada.

3.2 Equipamento de recozimento rápido

O equipamento de processamento térmico rápido (RTP) é um equipamento de tratamento térmico de wafer único que pode aumentar rapidamente a temperatura do wafer até a temperatura exigida pelo processo (200-1300°C) e pode resfriá-lo rapidamente. A taxa de aquecimento/resfriamento é geralmente de 20-250°C/s.

Além de uma ampla gama de fontes de energia e tempo de recozimento, o equipamento RTP também possui outro excelente desempenho de processo, como excelente controle de orçamento térmico e melhor uniformidade de superfície (especialmente para wafers de grande porte), reparo de danos causados ​​por implantação de íons, e múltiplas câmaras podem executar diferentes etapas do processo simultaneamente.

Além disso, o equipamento RTP pode converter e ajustar gases de processo de maneira flexível e rápida, de modo que vários processos de tratamento térmico possam ser concluídos no mesmo processo de tratamento térmico.

O equipamento RTP é mais comumente usado em recozimento térmico rápido (RTA). Após a implantação iônica, o equipamento RTP é necessário para reparar os danos causados ​​pela implantação iônica, ativar prótons dopados e inibir efetivamente a difusão de impurezas.

De modo geral, a temperatura para reparar defeitos da rede é de cerca de 500°C, enquanto 950°C é necessária para ativar átomos dopados. A ativação de impurezas está relacionada ao tempo e à temperatura. Quanto maior o tempo e mais alta a temperatura, mais plenamente as impurezas são ativadas, mas não conduz à inibição da difusão das impurezas.

Como o equipamento RTP tem as características de rápido aumento/queda de temperatura e curta duração, o processo de recozimento após a implantação iônica pode alcançar a seleção ideal de parâmetros entre reparo de defeitos de rede, ativação de impurezas e inibição de difusão de impurezas.

O RTA é dividido principalmente nas seguintes quatro categorias:

(1)Recozimento de pontas

Sua característica é focar no rápido processo de aquecimento/resfriamento, mas basicamente não possui processo de preservação de calor. O recozimento de pico permanece no ponto de alta temperatura por um tempo muito curto, e sua principal função é ativar os elementos dopantes.

Em aplicações reais, o wafer começa a aquecer rapidamente a partir de um determinado ponto de temperatura de espera estável e esfria imediatamente após atingir o ponto de temperatura alvo.

Como o tempo de manutenção no ponto de temperatura alvo (ou seja, o ponto de temperatura de pico) é muito curto, o processo de recozimento pode maximizar o grau de ativação de impurezas e minimizar o grau de difusão de impurezas, ao mesmo tempo em que possui boas características de reparo de recozimento de defeitos, resultando em maior qualidade de ligação e menor corrente de fuga.

O recozimento de pico é amplamente utilizado em processos de junção ultra-superficiais após 65 nm. Os parâmetros do processo de recozimento de pico incluem principalmente temperatura de pico, tempo de permanência de pico, divergência de temperatura e resistência do wafer após o processo.

Quanto menor o tempo de residência de pico, melhor. Depende principalmente da taxa de aquecimento/resfriamento do sistema de controle de temperatura, mas a atmosfera do gás de processo selecionada às vezes também tem um certo impacto sobre ele.

Por exemplo, o hélio tem um volume atômico pequeno e uma taxa de difusão rápida, o que conduz à transferência de calor rápida e uniforme e pode reduzir a largura do pico ou o tempo de residência do pico. Portanto, às vezes o hélio é escolhido para auxiliar no aquecimento e no resfriamento.

(2)Recozimento de lâmpada

A tecnologia de recozimento de lâmpadas é amplamente utilizada. As lâmpadas halógenas são geralmente usadas como fontes de calor de recozimento rápido. Suas altas taxas de aquecimento/resfriamento e controle preciso de temperatura podem atender aos requisitos de processos de fabricação acima de 65 nm.

No entanto, ele não pode atender totalmente aos rigorosos requisitos do processo de 45 nm (após o processo de 45 nm, quando ocorre o contato de níquel-silício do LSI lógico, o wafer precisa ser aquecido rapidamente de 200°C a mais de 1000°C em milissegundos, então o recozimento a laser geralmente é necessário).

(3)Recozimento a Laser

O recozimento a laser é o processo de uso direto do laser para aumentar rapidamente a temperatura da superfície do wafer até que seja suficiente para derreter o cristal de silício, tornando-o altamente ativado.

As vantagens do recozimento a laser são o aquecimento extremamente rápido e o controle sensível. Não requer aquecimento do filamento e basicamente não há problemas com atraso de temperatura e vida útil do filamento.

Porém, do ponto de vista técnico, o recozimento a laser apresenta problemas de corrente de fuga e defeitos residuais, o que também terá um certo impacto no desempenho do dispositivo.

(4)Recozimento Flash

O recozimento flash é uma tecnologia de recozimento que usa radiação de alta intensidade para realizar recozimento de pico em wafers a uma temperatura de pré-aquecimento específica.

O wafer é pré-aquecido a 600-800°C e, em seguida, radiação de alta intensidade é usada para irradiação de pulso de curta duração. Quando a temperatura máxima do wafer atinge a temperatura de recozimento necessária, a radiação é imediatamente desligada.

O equipamento RTP é cada vez mais utilizado na fabricação avançada de circuitos integrados.

Além de serem amplamente utilizados em processos RTA, os equipamentos RTP também começaram a ser utilizados em oxidação térmica rápida, nitretação térmica rápida, difusão térmica rápida, deposição química rápida de vapor, bem como geração de siliceto metálico e processos epitaxiais.

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