1. Akopọ
Alapapo, ti a tun mọ ni iṣelọpọ igbona, tọka si awọn ilana iṣelọpọ ti o ṣiṣẹ ni awọn iwọn otutu giga, nigbagbogbo ga ju aaye yo ti aluminiomu.
Ilana alapapo nigbagbogbo ni a ṣe ni ileru otutu ti o ga ati pẹlu awọn ilana pataki gẹgẹbi ifoyina, itankale aimọ, ati annealing fun atunṣe abawọn gara ni iṣelọpọ semikondokito.
Oxidation: O jẹ ilana kan ninu eyiti a fi silikoni wafer si inu afẹfẹ ti awọn oxidants gẹgẹbi atẹgun tabi oru omi fun itọju ooru ti o ga julọ, ti o nfa ifarahan kemikali lori oju ti ohun alumọni siliki lati ṣe fiimu oxide.
Itankale aimọ: tọka si lilo awọn ipilẹ itọka igbona labẹ awọn ipo iwọn otutu giga lati ṣafihan awọn eroja aimọ sinu sobusitireti ohun alumọni ni ibamu si awọn ibeere ilana, nitorinaa o ni pinpin ifọkansi kan pato, nitorinaa yiyipada awọn ohun-ini itanna ti ohun elo ohun alumọni.
Annealing n tọka si ilana ti gbigbona wafer silikoni lẹhin fifin ion lati ṣe atunṣe awọn abawọn lattice ti o ṣẹlẹ nipasẹ gbigbe ion.
Awọn oriṣi ipilẹ mẹta wa ti ohun elo ti a lo fun ifoyina / itankale / annealing:
- Ileru petele;
- Inaro ileru;
- Ileru alapapo iyara: ohun elo itọju ooru iyara
Awọn ilana itọju igbona ti aṣa ni akọkọ lo itọju otutu otutu igba pipẹ lati yọkuro ibajẹ ti o ṣẹlẹ nipasẹ gbin ion, ṣugbọn awọn aila-nfani rẹ jẹ yiyọ abawọn ti ko pe ati ṣiṣe imuṣiṣẹ kekere ti awọn aimọ ti a gbin.
Ni afikun, nitori iwọn otutu annealing ti o ga ati igba pipẹ, o ṣee ṣe ki atunkọ aimọ le waye, nfa iye nla ti awọn idoti lati tan kaakiri ati kuna lati pade awọn ibeere ti awọn isunmọ aijinile ati pinpin aimọye dín.
Imudara gbigbona iyara ti awọn wafer ti a fi sinu ion ni lilo awọn ohun elo imudara iwọn otutu (RTP) jẹ ọna itọju ooru ti o gbona gbogbo wafer si iwọn otutu kan (ni gbogbogbo 400-1300°C) ni akoko kukuru pupọ.
Ti a ṣe afiwe pẹlu annealing alapapo ileru, o ni awọn anfani ti isuna igbona ti o dinku, iwọn kekere ti gbigbe aimọ ni agbegbe doping, idoti ti o dinku ati akoko ṣiṣe kukuru.
Awọn ilana imunmi igbona ti o yara le lo awọn oriṣiriṣi awọn orisun agbara, ati pe akoko akoko fifun ni fifẹ pupọ (lati 100 si 10-9s, gẹgẹbi annealing fitila, annealing laser, bbl). O le mu awọn idoti ṣiṣẹ patapata lakoko ti o npa imunadoko pinpin aimọ. O ti wa ni lilo pupọ lọwọlọwọ ni awọn ilana iṣelọpọ iyika iṣọpọ giga-giga pẹlu awọn iwọn ila opin wafer ti o tobi ju 200mm.
2. Ilana alapapo keji
2.1 Oxidation ilana
Ninu ilana iṣelọpọ iyika iṣọpọ, awọn ọna meji wa fun ṣiṣẹda awọn fiimu ohun elo afẹfẹ ohun alumọni: ifoyina gbona ati ifisilẹ.
Ilana ifoyina n tọka si ilana ti ṣiṣẹda SiO2 lori dada ti awọn wafers silikoni nipasẹ ifoyina gbona. Fiimu SiO2 ti a ṣẹda nipasẹ ifoyina gbona jẹ lilo pupọ ni ilana iṣelọpọ iyika iṣọpọ nitori awọn ohun-ini idabobo itanna ti o ga julọ ati iṣeeṣe ilana.
Awọn ohun elo pataki julọ rẹ jẹ bi atẹle:
- Dabobo awọn ẹrọ lati awọn irun ati idoti;
- Idiwọn ipinya aaye ti awọn gbigbe ti o gba agbara (passivation dada);
- Awọn ohun elo Dielectric ni oxide ẹnu-bode tabi awọn ẹya sẹẹli ipamọ;
- Iboju ti a fi sii ni doping;
- A dielectric Layer laarin irin conductive fẹlẹfẹlẹ.
(1)Idaabobo ẹrọ ati ipinya
SiO2 ti o dagba lori dada wafer (wafer silikoni) le ṣiṣẹ bi Layer idena ti o munadoko lati ya sọtọ ati daabobo awọn ẹrọ ifura laarin ohun alumọni.
Nitori SiO2 jẹ ohun elo lile ati ti kii ṣe la kọja (ipon), o le ṣee lo lati ya sọtọ awọn ẹrọ ti nṣiṣe lọwọ ni imunadoko lori dada ohun alumọni. Layer SiO2 lile yoo daabobo wafer ohun alumọni lati awọn imukuro ati ibajẹ ti o le waye lakoko ilana iṣelọpọ.
(2)Dada passivation
Dada passivation A pataki anfani ti thermally po SiO2 ni wipe o le din dada ipo iwuwo ti ohun alumọni nipa constraining awọn oniwe- purpili ìde, ohun ipa mọ bi dada passivation.
O ṣe idilọwọ ibajẹ itanna ati dinku ọna fun sisan lọwọlọwọ ti o ṣẹlẹ nipasẹ ọrinrin, ions tabi awọn idoti ita miiran. Layer SiO2 lile ṣe aabo fun Si lati awọn itọ ati ibajẹ ilana ti o le waye lakoko iṣelọpọ lẹhin.
Layer SiO2 ti o dagba lori Si dada le di awọn contaminants ti nṣiṣẹ itanna (kontaminesonu ion alagbeka) lori oju Si. Passivation tun ṣe pataki fun ṣiṣakoso ṣiṣan ṣiṣan ti awọn ẹrọ isunmọ ati dagba awọn oxides ẹnu-ọna iduroṣinṣin.
Gẹgẹbi Layer passivation ti o ga julọ, Layer oxide ni awọn ibeere didara gẹgẹbi sisanra aṣọ, ko si awọn pinholes ati awọn ofo.
Omiiran ifosiwewe ni lilo ohun afẹfẹ Layer bi a Si dada passivation Layer ni sisanra ti awọn ohun elo afẹfẹ Layer. Layer oxide gbọdọ jẹ nipọn to lati ṣe idiwọ ipele irin lati gbigba agbara nitori ikojọpọ idiyele lori dada ohun alumọni, eyiti o jọra si ibi ipamọ idiyele ati awọn abuda fifọ ti awọn agbara agbara lasan.
SiO2 tun ni olùsọdipúpọ ti o jọra pupọ ti imugboroja igbona si Si. Awọn wafer silikoni faagun lakoko awọn ilana iwọn otutu giga ati adehun lakoko itutu agbaiye.
SiO2 faagun tabi ṣe adehun ni iwọn kan ti o sunmọ ti Si, eyiti o dinku ija ti wafer silikoni lakoko ilana igbona. Eyi tun yago fun iyapa ti fiimu oxide lati oju silikoni nitori aapọn fiimu.
(3)Dielectric oxide ẹnu-bode
Fun lilo pupọ julọ ati eto oxide ẹnu-ọna pataki ni imọ-ẹrọ MOS, Layer oxide tinrin pupọ julọ ni a lo bi ohun elo dielectric. Niwọn bi Layer oxide ti ẹnu-bode ati Si labẹ ni awọn abuda ti didara giga ati iduroṣinṣin, Layer oxide ẹnu-ọna ni gbogbogbo gba nipasẹ idagba gbona.
SiO2 ni agbara dielectric giga (107V/m) ati resistance ti o ga (nipa 1017Ω · cm).
Bọtini si igbẹkẹle ti awọn ẹrọ MOS jẹ iduroṣinṣin ti Layer oxide ẹnu-bode. Ilana ẹnu-ọna ninu awọn ẹrọ MOS n ṣakoso sisan ti lọwọlọwọ. Nitori pe oxide yii jẹ ipilẹ fun iṣẹ ti awọn microchips ti o da lori imọ-ẹrọ ipa aaye,
Nitorinaa, didara giga, isokan sisanra fiimu ti o dara julọ ati isansa ti awọn aimọ jẹ awọn ibeere ipilẹ rẹ. Eyikeyi idoti ti o le dinku iṣẹ ti ọna oxide ẹnu-ọna gbọdọ wa ni iṣakoso muna.
(4)Doping idankan
SiO2 le ṣee lo bi Layer masking ti o munadoko fun doping yiyan ti dada ohun alumọni. Ni kete ti a ti ṣẹda Layer oxide lori dada ohun alumọni, SiO2 ni apakan sihin ti boju-boju ti wa ni etched lati ṣe window kan nipasẹ eyiti ohun elo doping le wọ wafer silikoni.
Nibiti ko ba si awọn ferese, ohun elo afẹfẹ le daabobo dada ohun alumọni ati ṣe idiwọ awọn idoti lati tan kaakiri, nitorinaa mu gbin aimọye yiyan ṣiṣẹ.
Awọn dopants gbe laiyara ni SiO2 ni akawe si Si, nitorinaa Layer oxide tinrin nikan ni a nilo lati dènà awọn dopants (akiyesi pe oṣuwọn yii dale iwọn otutu).
Layer oxide tinrin (fun apẹẹrẹ, 150 Å nipọn) tun le ṣee lo ni awọn agbegbe nibiti a ti nilo gbingbin ion, eyiti o le ṣe idinku ibajẹ si dada silikoni.
O tun ngbanilaaye fun iṣakoso ti o dara julọ ti ijinle isopopona lakoko fifin aimọ nipa idinku ipa ipa ọna. Lẹhin didasilẹ, a le yọ ohun elo afẹfẹ kuro ni yiyan pẹlu hydrofluoric acid lati jẹ ki oju ohun alumọni jẹ alapin lẹẹkansi.
(5)Dielectric Layer laarin irin fẹlẹfẹlẹ
SiO2 ko ṣe ina labẹ awọn ipo deede, nitorinaa o jẹ insulator ti o munadoko laarin awọn ipele irin ni awọn microchips. SiO2 le ṣe idiwọ awọn iyika kukuru laarin ipele irin oke ati ipele irin isalẹ, gẹgẹ bi insulator lori okun waya le ṣe idiwọ awọn iyika kukuru.
Ibeere didara fun oxide ni pe ko ni awọn pinholes ati ofo. Nigbagbogbo o jẹ doped lati gba omi mimu ti o munadoko diẹ sii, eyiti o le dinku itankale ibajẹ dara julọ. O ti wa ni nigbagbogbo gba nipasẹ kemikali oru ifipamo kuku ju gbona idagbasoke.
Da lori gaasi ifaseyin, ilana oxidation nigbagbogbo pin si:
- Afẹfẹ atẹgun ti o gbẹ: Si + O2 → SiO2;
- Afẹfẹ atẹgun ti o tutu: 2H2O (afẹfẹ omi) + Si → SiO2 + 2H2;
- Afẹfẹ chlorine-doped: Gaasi chlorine, gẹgẹbi hydrogen kiloraidi (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) tabi awọn itọsẹ rẹ, ti wa ni afikun si atẹgun lati mu iwọn ifoyina ati didara ti Layer oxide dara sii.
(1)Gbẹ atẹgun ifoyina ilana: Awọn ohun elo atẹgun ti o wa ninu gaasi ifaseyin tan kaakiri nipasẹ Layer oxide ti o ti ṣẹda tẹlẹ, de ibi wiwo laarin SiO2 ati Si, fesi pẹlu Si, ati lẹhinna ṣe fẹlẹfẹlẹ SiO2 kan.
SiO2 ti a pese sile nipasẹ ifoyina atẹgun gbigbẹ ni eto ipon, sisanra aṣọ, agbara iboju ti o lagbara fun abẹrẹ ati itankale, ati atunṣe ilana giga. Alailanfani rẹ ni pe oṣuwọn idagba lọra.
Ọna yii jẹ lilo gbogbogbo fun ifoyina didara-giga, gẹgẹbi oxidation dielectric ẹnu-ọna, ifoyina Layer tinrin, tabi fun ibẹrẹ ifoyina ati fopin si ifoyina lakoko ifoyina Layer saarin nipọn.
(2)Ilana ifoyina atẹgun tutu: Omi omi le ṣee gbe taara ni atẹgun, tabi o le gba nipasẹ iṣesi hydrogen ati atẹgun. Oṣuwọn ifoyina le yipada nipasẹ ṣiṣatunṣe ipin titẹ apakan ti hydrogen tabi oru omi si atẹgun.
Ṣe akiyesi pe lati rii daju aabo, ipin ti hydrogen si atẹgun ko yẹ ki o kọja 1.88: 1. Afẹfẹ atẹgun tutu jẹ nitori wiwa ti atẹgun mejeeji ati oru omi ninu gaasi ifaseyin, ati omi oru yoo decompose sinu hydrogen oxide (HO) ni awọn iwọn otutu giga.
Oṣuwọn itọka ti hydrogen oxide ni ohun elo afẹfẹ silikoni jẹ yiyara pupọ ju ti atẹgun lọ, nitorinaa oṣuwọn ifoyina atẹgun tutu jẹ nipa aṣẹ kan ti titobi ti o ga ju oṣuwọn oxidation oxygen gbẹ.
(3)Chlorine-doped ifoyina ilana: Ni afikun si oxidation gbigbẹ ti aṣa ati atẹgun atẹgun tutu, gaasi chlorine, gẹgẹbi hydrogen chloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) tabi awọn itọsẹ rẹ, le ṣe afikun si atẹgun lati mu iwọn oxidation ati didara ti Layer oxide dara si. .
Idi akọkọ fun ilosoke ninu oṣuwọn ifoyina ni pe nigba ti chlorine ti wa ni afikun fun ifoyina, kii ṣe nikan ni reactant ni oru omi ti o le mu oxidation mu yara, ṣugbọn chlorine tun ṣajọpọ nitosi wiwo laarin Si ati SiO2. Ni iwaju atẹgun, awọn agbo ogun chlorosilicon ti wa ni irọrun yipada si ohun elo afẹfẹ silikoni, eyiti o le ṣe itọsi ifoyina.
Idi akọkọ fun ilọsiwaju ti didara Layer ohun elo afẹfẹ ni pe awọn ọta chlorine ti o wa ninu Layer oxide le sọ iṣẹ ṣiṣe ti awọn ions iṣuu soda di mimọ, nitorinaa idinku awọn abawọn ifoyina ti a ṣafihan nipasẹ ibajẹ ion iṣuu soda ti ohun elo ati ilana awọn ohun elo aise. Nitorinaa, doping chlorine ni ipa ninu ọpọlọpọ awọn ilana ifoyina atẹgun ti o gbẹ.
2.2 Itankale ilana
Itankale ti aṣa n tọka si gbigbe awọn nkan lati awọn agbegbe ti ifọkansi ti o ga julọ si awọn agbegbe ti ifọkansi kekere titi ti wọn yoo fi pin kaakiri. Ilana itankale tẹle ofin Fick. Itankale le waye laarin awọn oludoti meji tabi diẹ sii, ati ifọkansi ati awọn iyatọ iwọn otutu laarin awọn agbegbe oriṣiriṣi wakọ pinpin awọn nkan si ipo iwọntunwọnsi aṣọ kan.
Ọkan ninu awọn ohun-ini pataki julọ ti awọn ohun elo semikondokito ni pe adaṣe wọn le ṣe atunṣe nipasẹ fifi awọn oriṣi oriṣiriṣi tabi awọn ifọkansi ti awọn dopants kun. Ni iṣelọpọ Circuit iṣọpọ, ilana yii nigbagbogbo waye nipasẹ doping tabi awọn ilana itankale.
Ti o da lori awọn ibi-afẹde apẹrẹ, awọn ohun elo semikondokito bii ohun alumọni, germanium tabi awọn agbo ogun III-V le gba awọn ohun-ini semikondokito meji ti o yatọ, N-type tabi P-type, nipa doping pẹlu awọn aimọ oluranlọwọ tabi awọn idoti gbigba.
Semikondokito doping ni a ṣe ni akọkọ nipasẹ awọn ọna meji: itankale tabi gbin ion, ọkọọkan pẹlu awọn abuda tirẹ:
Doping itankale jẹ kere si gbowolori, ṣugbọn ifọkansi ati ijinle ohun elo doping ko le ṣe iṣakoso ni deede;
Lakoko ti fifin ion jẹ gbowolori diẹ, o gba laaye fun iṣakoso kongẹ ti awọn profaili ifọkansi dopant.
Ṣaaju awọn ọdun 1970, iwọn ẹya ti awọn eya iyika isọpọ wa lori aṣẹ ti 10μm, ati pe imọ-ẹrọ itankale igbona ti aṣa ni gbogbo igba lo fun doping.
Ilana itankale jẹ lilo ni akọkọ lati yipada awọn ohun elo semikondokito. Nipa titan kaakiri awọn nkan oriṣiriṣi sinu awọn ohun elo semikondokito, adaṣe wọn ati awọn ohun-ini ti ara miiran le yipada.
Fun apẹẹrẹ, nipa titan boron eroja trivalent sinu ohun alumọni, a ṣẹda semikondokito iru P; nipa doping pentavalent eroja irawọ owurọ tabi arsenic, ohun N-iru semikondokito ti wa ni akoso. Nigbati semikondokito iru P pẹlu awọn iho diẹ sii wa sinu olubasọrọ pẹlu semikondokito iru N pẹlu awọn elekitironi diẹ sii, ọna asopọ PN ti ṣẹda.
Bi awọn iwọn ẹya ara ẹrọ ti dinku, ilana itọka isotropic jẹ ki o ṣee ṣe fun awọn dopants lati tan kaakiri si apa keji ti Layer oxide, nfa awọn kukuru laarin awọn agbegbe ti o wa nitosi.
Ayafi fun diẹ ninu awọn lilo pataki (gẹgẹbi itọjade igba pipẹ lati dagba awọn agbegbe ti o ni agbara foliteji ti o pin ni iṣọkan), ilana titan kaakiri ti di rọpo nipasẹ gbin ion.
Bibẹẹkọ, ninu iran imọ-ẹrọ ti o wa ni isalẹ 10nm, niwọn bi iwọn Fin ninu ẹrọ transistor ipa-ipa onisẹpo mẹta (FinFET) kere pupọ, fifin ion yoo ba eto kekere rẹ jẹ. Lilo ilana itankale orisun to lagbara le yanju iṣoro yii.
2.3 ilana ibajẹ
Ilana fifin ni a tun npe ni annealing gbona. Ilana naa ni lati gbe wafer ohun alumọni ni agbegbe otutu ti o ga fun akoko kan lati yi microstructure pada lori dada tabi inu wafer ohun alumọni lati ṣaṣeyọri idi ilana kan pato.
Awọn paramita to ṣe pataki julọ ninu ilana mimu jẹ iwọn otutu ati akoko. Iwọn otutu ti o ga julọ ati akoko to gun, ti o ga julọ isuna igbona.
Ninu ilana iṣelọpọ iyika iṣọpọ gangan, isuna igbona jẹ iṣakoso to muna. Ti o ba ti wa ni ọpọlọpọ awọn ilana annealing ni sisan ilana, awọn gbona isuna le ti wa ni kosile bi awọn superposition ti ọpọ ooru awọn itọju.
Sibẹsibẹ, pẹlu miniaturization ti awọn apa ilana, isuna igbona ti o gba laaye ni gbogbo ilana di kere ati kere si, iyẹn ni, iwọn otutu ti ilana igbona iwọn otutu di kekere ati akoko di kukuru.
Ni igbagbogbo, ilana imunra ni idapo pẹlu gbin ion, ifisilẹ fiimu tinrin, dida silicide irin ati awọn ilana miiran. Ohun ti o wọpọ julọ jẹ annealing thermal lẹhin gbin ion.
Gbigbe ion yoo ni ipa lori awọn ọta sobusitireti, nfa ki wọn yapa kuro ninu eto latissi atilẹba ati ki o bajẹ latiti sobusitireti. Annealing thermal le ṣe atunṣe ibajẹ lattice ti o ṣẹlẹ nipasẹ gbigbe ion ati pe o tun le gbe awọn ọta aimọ ti a gbin lati awọn ela lattice si awọn aaye lattice, nitorinaa mu wọn ṣiṣẹ.
Iwọn otutu ti o nilo fun atunṣe ibajẹ lattice jẹ nipa 500 ° C, ati iwọn otutu ti o nilo fun imuṣiṣẹ aimọ jẹ nipa 950 ° C. Ni imọran, gigun akoko annealing ati iwọn otutu ti o ga julọ, iwọn imuṣiṣẹ ti awọn impurities ti o ga julọ, ṣugbọn isuna igbona ti o ga julọ yoo ja si itankale pupọ ti awọn impurities, ṣiṣe ilana naa ni aiṣakoso ati nikẹhin nfa ibajẹ ti ẹrọ ati iṣẹ ṣiṣe Circuit.
Nitorinaa, pẹlu idagbasoke ti imọ-ẹrọ iṣelọpọ, annealing ileru igba pipẹ ti aṣa ti rọpo ni diėdiė nipasẹ isunmọ igbona iyara (RTA).
Ninu ilana iṣelọpọ, diẹ ninu awọn fiimu kan pato nilo lati faragba ilana annealing igbona lẹhin fifisilẹ lati yi awọn ohun-ini ti ara tabi kemikali kan ti fiimu naa pada. Fun apẹẹrẹ, fiimu alaimuṣinṣin kan di ipon, yiyipada gbigbẹ tabi oṣuwọn etching tutu;
Ilana annealing miiran ti a nlo nigbagbogbo waye lakoko iṣelọpọ ti silicide irin. Awọn fiimu irin bii koluboti, nickel, titanium, ati bẹbẹ lọ ti wa ni itọka sori dada ti wafer silikoni, ati lẹhin annealing igbona iyara ni iwọn otutu ti o kere ju, irin ati silikoni le ṣe alloy kan.
Awọn irin kan ṣe agbekalẹ awọn ipele alloy oriṣiriṣi labẹ awọn ipo iwọn otutu oriṣiriṣi. Ni gbogbogbo, a nireti lati ṣe ipele alloy kan pẹlu resistance olubasọrọ kekere ati resistance ara lakoko ilana naa.
Gẹgẹbi awọn ibeere isuna igbona ti o yatọ, ilana imukuro ti pin si annealing ileru otutu ti o ga ati isunmi igbona iyara.
- Ga otutu ileru tube annealing:
O ti wa ni a ibile annealing ọna pẹlu ga otutu, gun annealing akoko ati ki o ga isuna.
Ni diẹ ninu awọn ilana pataki, gẹgẹbi imọ-ẹrọ ipinya abẹrẹ atẹgun fun igbaradi awọn sobusitireti SOI ati awọn ilana itọjade daradara-jinle, o jẹ lilo pupọ. Iru awọn ilana bẹẹ ni gbogbogbo nilo isuna igbona ti o ga lati gba lattice pipe tabi pinpin aimọ aṣọ.
- Dekun Gbona Annealing:
O jẹ ilana ti sisẹ awọn wafers ohun alumọni nipasẹ alapapo iyara pupọ / itutu agbaiye ati ibugbe kukuru ni iwọn otutu ibi-afẹde, nigbakan ti a tun pe ni Processing Thermal Rapid (RTP).
Ninu ilana ti ṣiṣẹda awọn isunmọ aijinile ultra, annealing igbona iyara ṣe aṣeyọri iṣapeye aropin laarin atunṣe abawọn lattice, imuṣiṣẹ aimọ, ati idinku ti itankale aimọ, ati pe o ṣe pataki ninu ilana iṣelọpọ ti awọn apa imọ-ẹrọ to ti ni ilọsiwaju.
Ilana dide / isubu iwọn otutu ati idaduro kukuru ni iwọn otutu ibi-afẹde papọ jẹ isuna igbona ti isunmi igbona iyara.
Annealing igbona iyara ti aṣa ni iwọn otutu ti bii 1000°C ati gba iṣẹju-aaya. Ni awọn ọdun aipẹ, awọn ibeere fun annealing igbona iyara ti di okun ti o pọ si, ati fifẹ filasi, annealing spike, ati annealing lesa ti ni idagbasoke diẹdiẹ, pẹlu awọn akoko annealing ti o de awọn milliseconds, ati paapaa ni itara lati dagbasoke si microseconds ati sub-microseconds.
3 . Meta alapapo ilana itanna
3.1 Itankale ati ifoyina ẹrọ
Ilana itankale ni akọkọ nlo ipilẹ ti itọka igbona labẹ iwọn otutu giga (nigbagbogbo 900-1200 ℃) awọn ipo lati ṣafikun awọn eroja aimọ sinu sobusitireti ohun alumọni ni ijinle ti o nilo lati fun ni pinpin ifọkansi kan pato, lati le yi awọn ohun-ini itanna ti ohun elo ati ki o fẹlẹfẹlẹ kan ti semikondokito ẹrọ be.
Ninu imọ-ẹrọ iyika ohun alumọni, ilana itankale ni a lo lati ṣe awọn ipade PN tabi awọn paati bii resistors, capacitors, wiring interconnect, diodes ati transistors ni awọn iyika iṣọpọ, ati pe o tun lo fun ipinya laarin awọn paati.
Nitori ailagbara lati ṣakoso ni deede pinpin ifọkansi doping, ilana itankale ti rọpo ni diėdiė nipasẹ ilana imudara ion ni iṣelọpọ ti awọn iyika iṣọpọ pẹlu awọn iwọn ila opin wafer ti 200 mm ati loke, ṣugbọn iye kekere tun wa ni lilo ninu eru wuwo. awọn ilana doping.
Ohun elo itọka aṣa jẹ akọkọ awọn ileru itọka petele, ati pe nọmba kekere tun wa ti awọn ileru itọka inaro.
Petele tan kaakiri ileru:
O jẹ ohun elo itọju ooru ni lilo pupọ ni ilana itankale ti awọn iyika iṣọpọ pẹlu iwọn ila opin wafer ti o kere ju 200mm. Awọn abuda rẹ ni pe ara ileru alapapo, tube ifaseyin ati ọkọ oju omi kuotisi ti o gbe wafers ni gbogbo wọn gbe ni ita, nitorinaa o ni awọn abuda ilana ti isokan ti o dara laarin awọn wafers.
Kii ṣe ọkan ninu awọn ohun elo iwaju-iwaju pataki lori laini iṣelọpọ iyika iṣọpọ, ṣugbọn tun lo pupọ ni itankale, ifoyina, annealing, alloying ati awọn ilana miiran ni awọn ile-iṣẹ bii awọn ẹrọ ọtọtọ, awọn ẹrọ itanna agbara, awọn ẹrọ optoelectronic ati awọn okun opiti. .
Inaro tan kaakiri ileru:
Ni gbogbogbo n tọka si ohun elo itọju ooru ipele ti a lo ninu ilana isọpọ iyika fun awọn wafers pẹlu iwọn ila opin ti 200mm ati 300mm, ti a mọ ni igbagbogbo bi ileru inaro.
Awọn ẹya ara ẹrọ ti ileru itọka inaro ni pe ara ileru alapapo, tube ifaseyin ati ọkọ oju omi kuotisi ti o gbe wafer ni gbogbo wọn gbe ni inaro, ati pe a gbe wafer ni ita. O ni awọn abuda kan ti iṣọkan ti o dara laarin wafer, iwọn giga ti adaṣe, ati iṣẹ ṣiṣe eto iduroṣinṣin, eyiti o le pade awọn iwulo ti awọn laini iṣelọpọ iṣọpọ titobi nla.
Ileru itọka inaro jẹ ọkan ninu ohun elo pataki ni laini iṣelọpọ iṣọpọ semikondokito ati pe o tun lo nigbagbogbo ni awọn ilana ti o jọmọ ni awọn aaye ti awọn ẹrọ itanna agbara (IGBT) ati bẹbẹ lọ.
Ileru itọka inaro jẹ iwulo si awọn ilana ifoyina bi oxidation oxygen gbigbẹ, iṣelọpọ hydrogen-oxygen oxidation, oxidation silicon oxynitride, ati awọn ilana idagbasoke fiimu tinrin bii silikoni oloro, polysilicon, silicon nitride (Si3N4), ati ifisilẹ Layer atomiki.
O tun jẹ lilo ni igbagbogbo ni annealing otutu otutu, annealing Ejò ati awọn ilana alloying. Ni awọn ofin ti ilana itankale, awọn ileru itọka inaro ni a tun lo nigbakan ni awọn ilana doping ti o wuwo.
3.2 Dekun annealing ẹrọ
Awọn ohun elo Imudara Imudara Imudara (RTP) jẹ ohun elo itọju igbona kan-wafer kan ti o le yara gbe iwọn otutu ti wafer si iwọn otutu ti ilana naa nilo (200-1300 ° C) ati pe o le yara dara si isalẹ. Oṣuwọn alapapo/itutu agbaiye jẹ 20-250°C/s.
Ni afikun si ọpọlọpọ awọn orisun agbara ati akoko annealing, ohun elo RTP tun ni awọn iṣẹ ṣiṣe ilana miiran ti o dara julọ, gẹgẹbi iṣakoso isuna igbona ti o dara julọ ati isokan dada ti o dara julọ (paapaa fun awọn wafers ti o tobi), titunṣe ibajẹ wafer ti o ṣẹlẹ nipasẹ fifin ion, ati Awọn iyẹwu pupọ le ṣiṣe awọn igbesẹ ilana oriṣiriṣi ni nigbakannaa.
Ni afikun, awọn ohun elo RTP le ni irọrun ati yarayara yipada ati ṣatunṣe awọn gaasi ilana, ki ọpọlọpọ awọn ilana itọju ooru le pari ni ilana itọju ooru kanna.
Ohun elo RTP jẹ lilo pupọ julọ ni isunmi igbona iyara (RTA). Lẹhin didasilẹ ion, ohun elo RTP ni a nilo lati ṣe atunṣe ibajẹ ti o fa nipasẹ gbin ion, mu awọn protons doped ṣiṣẹ ati ṣe idiwọ itankale aimọ ni imunadoko.
Ni gbogbogbo, iwọn otutu fun atunṣe awọn abawọn lattice jẹ nipa 500 ° C, lakoko ti o nilo 950 ° C fun ṣiṣiṣẹ awọn ọta doped. Iṣiṣẹ ti awọn impurities jẹ ibatan si akoko ati iwọn otutu. Ni akoko to gun ati iwọn otutu ti o ga julọ, diẹ sii ni kikun awọn aimọ ti wa ni mu ṣiṣẹ, ṣugbọn ko ṣe iranlọwọ lati dena itankale awọn aimọ.
Nitoripe ohun elo RTP ni awọn abuda ti iwọn otutu iyara / isubu ati iye akoko kukuru, ilana annealing lẹhin fifin ion le ṣaṣeyọri yiyan paramita ti o dara julọ laarin atunṣe abawọn lattice, imuṣiṣẹ aimọ ati idinamọ itankale aimọ.
RTA ni pataki pin si awọn ẹka mẹrin wọnyi:
(1)Spike Annealing
Iwa rẹ ni pe o fojusi lori ilana alapapo / itutu agbaiye iyara, ṣugbọn ni ipilẹ ko ni ilana itọju ooru. Annealing iwasoke duro ni aaye iwọn otutu giga fun igba kukuru pupọ, ati pe iṣẹ akọkọ rẹ ni lati mu awọn eroja doping ṣiṣẹ.
Ni awọn ohun elo gangan, wafer bẹrẹ lati gbona ni iyara lati aaye iwọn otutu imurasilẹ iduro ati ki o tutu lẹsẹkẹsẹ lẹhin ti o de aaye iwọn otutu ibi-afẹde.
Niwọn igba ti akoko itọju ni aaye iwọn otutu ibi-afẹde (ie, aaye iwọn otutu ti o ga julọ) ti kuru pupọ, ilana annealing le mu iwọn imuṣiṣẹ aimọ pọ si ati dinku iwọn ti itankale aimọ, lakoko ti o ni abawọn ti o dara annealing awọn abuda atunṣe, Abajade ni giga julọ. didara imora ati kekere jijo lọwọlọwọ.
Annealing Spike jẹ lilo pupọ ni awọn ilana isọpọ aijinile lẹhin 65nm. Awọn paramita ilana ti annealing iwasoke ni akọkọ pẹlu iwọn otutu tente oke, akoko gbigbe tente oke, iyatọ iwọn otutu ati resistance wafer lẹhin ilana naa.
Awọn kukuru akoko ibugbe tente, dara julọ. O da lori alapapo/oṣuwọn itutu agbaiye ti eto iṣakoso iwọn otutu, ṣugbọn oju-aye gaasi ilana ti a yan nigbakan tun ni ipa kan lori rẹ.
Fun apẹẹrẹ, helium ni iwọn didun atomiki kekere ati oṣuwọn itankale iyara, eyiti o ṣe iranlọwọ si iyara ati gbigbe ooru aṣọ ati pe o le dinku iwọn giga tabi akoko ibugbe tente oke. Nitorinaa, helium ni a yan nigba miiran lati ṣe iranlọwọ alapapo ati itutu agbaiye.
(2)Fitilà Annealing
Imọ-ẹrọ annealing fitila jẹ lilo pupọ. Awọn atupa Halogen ni gbogbo igba lo bi awọn orisun igbona ti o yara. Iwọn alapapo giga wọn / itutu agbaiye ati iṣakoso iwọn otutu deede le pade awọn ibeere ti awọn ilana iṣelọpọ loke 65nm.
Bibẹẹkọ, ko le ni kikun pade awọn ibeere lile ti ilana 45nm (lẹhin ilana 45nm, nigbati olubasọrọ nickel-silicon ti imọ-ọrọ LSI waye, wafer nilo lati gbona ni iyara lati 200 ° C si ju 1000 ° C laarin awọn iṣẹju-aaya, nitorinaa annealing lesa ni gbogbo igba nilo).
(3)Lesa Annealing
Lesa annealing ni awọn ilana ti taara lilo lesa lati ni kiakia mu awọn iwọn otutu ti awọn dada ti wafer titi ti o jẹ to lati yo awọn ohun alumọni gara, ṣiṣe awọn ti o ga mu ṣiṣẹ.
Awọn anfani ti annealing lesa jẹ alapapo iyara pupọ ati iṣakoso ifura. Ko nilo alapapo filament ati pe ko si awọn iṣoro pẹlu aisun iwọn otutu ati igbesi aye filament.
Bibẹẹkọ, lati oju wiwo imọ-ẹrọ, annealing lesa ni jijo lọwọlọwọ ati awọn iṣoro abawọn aloku, eyiti yoo tun ni ipa kan lori iṣẹ ṣiṣe ẹrọ.
(4)Filaṣi Annealing
Filaṣi annealing jẹ imọ-ẹrọ annealing ti o nlo itankalẹ-kikankikan lati ṣe annealing iwasoke lori wafers ni iwọn otutu iṣaaju kan pato.
Wafer ti wa ni gbigbona si 600-800 ° C, ati lẹhin naa a lo itọda agbara-giga fun itanna pulse fun igba diẹ. Nigbati iwọn otutu ti o ga julọ ti wafer ba de iwọn otutu annealing ti a beere, itọsi naa ti wa ni pipa lẹsẹkẹsẹ.
Awọn ohun elo RTP ti wa ni lilo siwaju sii ni iṣelọpọ iṣọpọ iṣọpọ ti ilọsiwaju.
Ni afikun si lilo pupọ ni awọn ilana RTA, ohun elo RTP tun ti bẹrẹ lati lo ni ifoyina igbona iyara, nitridation gbigbona iyara, itọka igbona iyara, ifisilẹ eeru kemikali iyara, ati iran silicide irin ati awọn ilana epitaxial.
—————————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera le peselẹẹdi awọn ẹya ara,asọ / kosemi ro,ohun alumọni carbide awọn ẹya ara,CVD ohun alumọni carbide awọn ẹya ara, atiSiC / TaC ti a bo awọn ẹya arapẹlu ilana semikondokito ni kikun ni awọn ọjọ 30.
Ti o ba nifẹ si awọn ọja semikondokito loke,jọwọ ma ṣe ṣiyemeji lati kan si wa ni igba akọkọ.
Tẹli: + 86-13373889683
WhatsAPP: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-27-2024