A gyors hőkezelés rövid bemutatása

A gyors hőkezelés (rövidítve RTA vagy RTP) egy gyors hőfeldolgozási technológia a félvezetőgyártásban. Alapelve az ostya felületének gyors felmelegítése nagy intenzitású sugárzó hőforrás (például halogén lámpák, lézerek, villanólámpák stb.) segítségével, rendkívül rövid időn belül (másodperc vagy ezredmásodperc) felmelegíti az ostyát a megcélzott magas hőmérsékletre, amit egy gyors hűtési folyamat követ.

Az izzítási eljárások fő típusai

A fejlett gyártási csomópontok egyre rövidebb hőkezelési időtartama iránti kereslet hatására a lágyítási technológiák teljes portfólióját fejlesztették ki, a feldolgozási időt másodpercekről ezredmásodpercekre, majd mikroszekundumokra fokozatosan lecsökkentve.

1. Áztassa a gyors hőkezelést

Hagyományos RTA-eljárás 1-30 másodpercig a csúcshőmérsékleten.

2. Tüskés gyors hőkezelés

Az ostyák elérik a csúcshőmérsékletet (~1050°C) elhanyagolható másodperc alatti tartózkodással, mielőtt azonnal lehűlnek; az ultrasekély csomópont kialakításának főáramú folyamata.

3. Villanólámpa izzítás

Az ívlámpák intenzív ezredmásodperces felvillanása azonnal csak az ostya felületét melegíti fel, miközben hűvösen tartja a hordozóanyagot.

4.Lézeres tüske lágyítás

A pásztázó lézersugár mikromásodperctől ezredmásodpercig terjedő lokális fűtést biztosít a legfelső szilíciumrétegre korlátozva. A legalacsonyabb hőköltségvetést, a legmagasabb adalékanyag aktiválási hatékonyságot és a lehető legsekélyebb csomópontokat biztosítja.

---

Miért van szükség gyors hőkezelésre az ionimplantáció után?

Az ionbeültetés egy agresszív bombázási folyamat, amely nagy energiájú ionokra támaszkodik, hogy a szilíciumlapkákba ütközzenek, hogy teljes legyen az adalékolás, ami súlyos károsodást okoz az ostyában, és két olyan kritikus hibát eredményez, amelyeket csak az izzítási eljárással lehet megoldani.

1. Az adalékanyagok nem megfelelő rácshelyeket foglalnak el

Ahhoz, hogy az adalékanyag-atomok (bór, foszfor, arzén) szabad töltéshordozókat (lyukakat vagy elektronokat) hozzanak létre, szubsztitúciós rácshelyeket kell elfoglalniuk, helyettesítve a natív szilícium atomokat. Közvetlenül a beültetés után azonban a legtöbb adalékanyag beszorul az intersticiális pozíciókban. Ezek az intersticiális adalékanyagok elektromosan inaktívak, és semmilyen hordozót nem tudnak hozzájárulni a vezetéshez. A lágyítás hőenergiát biztosít az intersticiális adalékanyagok szubsztitúciós helyekre való vándorlásához, ezáltal valódi „adalékanyag aktivációt” ér el, és funkcionális donorokká vagy akceptorokká alakítja őket. Az adalékanyag aktiválási sebessége közvetlenül szabályozza az adalékolt réteg lapellenállását.

2. A rácsszerkezet súlyosan sérült

A nagy dózisú ionbeültetés megbontja az ostya felületén a rendezett kristályrácsot, és akár amorfizációhoz is vezethet: az eredetileg jól elhelyezett egykristályos szilícium rendezetlen, üvegszerű amorf szilíciumréteggé alakul. A lágyítás lehetővé teszi, hogy ezt az amorf szilíciumréteget egykristálylá növesszük vissza, sablonként az ép szilíciumot használva. Ezt a folyamatot szilárd fázisú epitaxiális átkristályosításnak (SPER) nevezik.

Miért kell a lágyítási folyamatnak "gyorsnak" lennie?

Ha a magas hőmérsékletű kezelés kötelező, miért ne használnánk a hagyományos kemencéket a hosszan tartó melegítéshez a gyors termikus izzítás helyett? Ennek az az oka, hogy a magas hőmérséklet nem csak aktiválja a szennyeződéseket, hanem azt is okozza, hogy befelé diffundálnak, ami mélyebbé teszi a csomópontot. A fejlett félvezető eszközök ultra-sekély csomópontokat (USJ) igényelnek, minél sekélyebb a csomópont, annál jobb.

Az adalékanyag diffúziós távolságát a hőköltség határozza meg, amelyet a következő képlet határoz meg:

Diffúziós hossz ≈ √(D · t), D ∝ exp(−Eₐ/kT)

D = adalékanyag diffúziós együtthatója (exponenciálisan emelkedik a hőmérséklettel)

t = tartózkodási idő magas hőmérsékleten

A magasabb hőmérséklet és a hosszabb termikus tartózkodási idő egyaránt mélyebb csomópontokhoz vezet, ami alapvető kompromisszumot hoz létre: elegendő magas hőmérséklet szükséges az adalékanyag teljes aktiválásához, ugyanakkor minimális fűtési időtartam szükséges a csomópontok mélyülésének megakadályozásához.

Az egyetlen életképes megoldás a gyors csúcshőmérséklet elérése, majd az azonnali hűtés, ami korlátozza a magas hőmérsékletű expozíciót egy ultrarövid ablakra. Ez a gyors hőkezelés fő előnye a hagyományos kemencefűtéssel szemben: a második vagy akár ezredmásodperces léptékű hőmérséklet-ciklus minimálisra csökkenti a teljes hőköltséget.

A Semicorex kiváló minőséget kínálRTP/RTA lapkahordozókaz ügyfelek igényei alapján. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com