Co to jest wyżarzanie termiczne

Proces wyżarzania, znany również jako wyżarzanie termiczne, jest kluczowym etapem w produkcji półprzewodników. Poprawia właściwości elektryczne i mechaniczne materiałów poprzez poddawanie płytek krzemowych działaniu wysokich temperatur. Podstawowymi celami wyżarzania są naprawa uszkodzeń sieci, aktywacja domieszek, modyfikacja właściwości folii i tworzenie krzemków metali. Kilka typowych elementów wyposażenia stosowanych w procesach wyżarzania obejmuje niestandardowe części pokryte SiC, takie jakwłaściciel zakładu pogrzebowego, okładkiitp. dostarczane przez Semicorex.

Podstawowe zasady procesu wyżarzania

Podstawową zasadą procesu wyżarzania jest wykorzystanie energii cieplnej w wysokich temperaturach do zmiany układu atomów w materiale, osiągając w ten sposób określone zmiany fizyczne i chemiczne. Dotyczy to głównie następujących aspektów:

1. Naprawa uszkodzeń kraty:

  - Implantacja jonów: Jony o wysokiej energii bombardują płytkę krzemową podczas implantacji jonów, powodując uszkodzenie struktury sieci i utworzenie obszaru amorficznego.

  - Naprawa poprzez wyżarzanie: w wysokich temperaturach atomy w obszarze amorficznym ulegają zmianie w celu przywrócenia porządku sieci. Proces ten zazwyczaj wymaga zakresu temperatur około 500°C.

2. Aktywacja zanieczyszczeń:

  - Migracja domieszki: Atomy zanieczyszczeń wstrzyknięte podczas procesu wyżarzania migrują z miejsc międzywęzłowych do miejsc sieciowych, skutecznie tworząc domieszkę.

  - Temperatura aktywacji: Aktywacja zanieczyszczeń zazwyczaj wymaga wyższej temperatury, około 950°C. Wyższe temperatury prowadzą do większej szybkości aktywacji zanieczyszczeń, ale zbyt wysokie temperatury mogą powodować nadmierną dyfuzję zanieczyszczeń, wpływając na wydajność urządzenia.

3. Modyfikacja filmu:

  - Zagęszczanie: Wyżarzanie może zagęścić luźne warstwy i zmienić ich właściwości podczas trawienia na sucho lub na mokro.

  - Dielektryki bramkowe o wysokim k: Wyżarzanie po osadzaniu (PDA) po wzroście dielektryków bramkowych o wysokim k może poprawić właściwości dielektryczne, zmniejszyć prąd upływu bramki i zwiększyć stałą dielektryczną.

4. Tworzenie się krzemku metalu:

  - Faza stopowa: Warstwy metali (np. kobaltu, niklu i tytanu) reagują z krzemem, tworząc stopy. Różne warunki temperaturowe wyżarzania prowadzą do powstania różnych faz stopowych.

  - Optymalizacja wydajności: Kontrolując temperaturę i czas wyżarzania, można uzyskać fazy stopowe o niskiej rezystancji styku i rezystancji korpusu.

Różne rodzaje procesów wyżarzania

1. Wyżarzanie w piecu wysokotemperaturowym:

Cechy: Tradycyjna metoda wyżarzania w wysokiej temperaturze (zwykle powyżej 1000°C) i długim czasie wyżarzania (kilka godzin).

Zastosowanie: Nadaje się do zastosowań wymagających dużego budżetu termicznego, takich jak przygotowanie substratu SOI i głęboka dyfuzja w n-studzienkach.

2. Szybkie wyżarzanie termiczne (RTA):

Cechy: Wykorzystując właściwości szybkiego nagrzewania i chłodzenia, wyżarzanie można zakończyć w krótkim czasie, zwykle w temperaturze około 1000°C i w czasie kilku sekund.

Zastosowanie: Szczególnie nadaje się do tworzenia bardzo płytkich złączy, może skutecznie redukować nadmierną dyfuzję zanieczyszczeń i jest nieodzowną częścią zaawansowanej produkcji węzłów.

3. Wyżarzanie lampą błyskową (FLA):

Cechy: Użyj lamp błyskowych o dużej intensywności, aby podgrzać powierzchnię płytek krzemowych w bardzo krótkim czasie (milisekundy), aby uzyskać szybkie wyżarzanie.

Zastosowanie: Nadaje się do bardzo płytkiej aktywacji domieszkowania przy szerokości linii poniżej 20 nm, co może zminimalizować dyfuzję zanieczyszczeń przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiego współczynnika aktywacji zanieczyszczeń.

4. Wyżarzanie laserowe (LSA):

Cechy: Użyj laserowego źródła światła do podgrzania powierzchni płytki krzemowej w bardzo krótkim czasie (mikrosekundy), aby uzyskać miejscowe i precyzyjne wyżarzanie.

Zastosowanie: Szczególnie nadaje się do zaawansowanych węzłów procesowych, które wymagają precyzyjnego sterowania, takich jak produkcja urządzeń FinFET i bramek o wysokiej wartości k/metalu (HKMG).

Semicorex oferuje wysoką jakośćCzęści z powłoką CVD SiC/TaCdo wyżarzania termicznego. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com