Τι είναι η θερμική ανόπτηση

Η διαδικασία ανόπτησης, επίσης γνωστή ως θερμική ανόπτηση, είναι ένα κρίσιμο βήμα στην κατασκευή ημιαγωγών. Ενισχύει τις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών υποβάλλοντας τις γκοφρέτες πυριτίου σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρωταρχικοί στόχοι της ανόπτησης είναι η επιδιόρθωση της βλάβης του πλέγματος, η ενεργοποίηση των προσμείξεων, η τροποποίηση των ιδιοτήτων του φιλμ και η δημιουργία μεταλλικών πυριτιδίων. Πολλά κοινά εξαρτήματα εξοπλισμού που χρησιμοποιούνται στις διαδικασίες ανόπτησης περιλαμβάνουν προσαρμοσμένα εξαρτήματα επικαλυμμένα με SiC, όπως π.χεργολάβος κηδείων, εξώφυλλα, κλπ που παρέχονται από τη Semicorex.

Βασικές αρχές της διαδικασίας ανόπτησης

Η θεμελιώδης αρχή της διαδικασίας ανόπτησης είναι η χρήση θερμικής ενέργειας σε υψηλές θερμοκρασίες για την αναδιάταξη των ατόμων μέσα στο υλικό, επιτυγχάνοντας έτσι συγκεκριμένες φυσικές και χημικές αλλαγές. Περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες πτυχές:

1. Επισκευή βλάβης δικτυωτού πλέγματος:

  - Εμφύτευση ιόντων: Ιόντα υψηλής ενέργειας βομβαρδίζουν τη γκοφρέτα πυριτίου κατά την εμφύτευση ιόντων, προκαλώντας ζημιά στη δομή του πλέγματος και δημιουργώντας μια άμορφη περιοχή.

  - Επισκευή ανόπτησης: Σε υψηλές θερμοκρασίες, τα άτομα εντός της άμορφης περιοχής αναδιατάσσονται για να αποκαταστήσουν τη σειρά του πλέγματος. Αυτή η διαδικασία τυπικά απαιτεί ένα εύρος θερμοκρασίας περίπου 500°C.

2. Ενεργοποίηση ακαθαρσιών:

  - Μετανάστευση προσμίξεων: Τα άτομα ακαθαρσίας που εγχέονται κατά τη διαδικασία ανόπτησης μεταναστεύουν από τις ενδιάμεσες θέσεις στις θέσεις του πλέγματος, δημιουργώντας αποτελεσματικά ντόπινγκ.

  - Θερμοκρασία ενεργοποίησης: Η ενεργοποίηση ακαθαρσιών απαιτεί συνήθως υψηλότερη θερμοκρασία, περίπου 950°C. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγούν σε μεγαλύτερους ρυθμούς ενεργοποίησης της ακαθαρσίας, αλλά οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν υπερβολική διάχυση ακαθαρσιών, επηρεάζοντας την απόδοση της συσκευής.

3. Τροποποίηση ταινίας:

  - Πύκνωση: Η ανόπτηση μπορεί να συμπυκνώσει χαλαρά φιλμ και να αλλάξει τις ιδιότητές τους κατά τη διάρκεια της ξηρής ή υγρής χάραξης.

  - Διηλεκτρικά πύλης υψηλής απόδοσης: Η ανόπτηση μετά την εναπόθεση (PDA) μετά την ανάπτυξη διηλεκτρικών πύλης υψηλής ποιότητας μπορεί να βελτιώσει τις διηλεκτρικές ιδιότητες, να μειώσει το ρεύμα διαρροής πύλης και να αυξήσει τη διηλεκτρική σταθερά.

4. Σχηματισμός μεταλλικού πυριτίου:

  - Φάση κράματος: Οι μεταλλικές μεμβράνες (π.χ. κοβάλτιο, νικέλιο και τιτάνιο) αντιδρούν με πυρίτιο για να σχηματίσουν κράματα. Οι διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας ανόπτησης οδηγούν στο σχηματισμό διαφόρων φάσεων κράματος.

  - Βελτιστοποίηση απόδοσης: Με τον έλεγχο της θερμοκρασίας και του χρόνου ανόπτησης, μπορούν να επιτευχθούν φάσεις κράματος με χαμηλή αντίσταση επαφής και αντίσταση σώματος.

Διαφορετικοί τύποι διεργασιών ανόπτησης

1. Ανόπτηση σε φούρνο υψηλής θερμοκρασίας:

Χαρακτηριστικά: Παραδοσιακή μέθοδος ανόπτησης με υψηλή θερμοκρασία (συνήθως πάνω από 1000°C) και μεγάλο χρόνο ανόπτησης (αρκετές ώρες).

Εφαρμογή: Κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλό θερμικό προϋπολογισμό, όπως προετοιμασία υποστρώματος SOI και διάχυση σε βάθος n φρεατίων.

2. Ταχεία θερμική ανόπτηση (RTA):

Χαρακτηριστικά: Εκμεταλλευόμενοι τα χαρακτηριστικά της ταχείας θέρμανσης και ψύξης, η ανόπτηση μπορεί να ολοκληρωθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα, συνήθως σε θερμοκρασία περίπου 1000°C και χρόνο δευτερολέπτων.

Εφαρμογή: Ιδιαίτερα κατάλληλο για το σχηματισμό εξαιρετικά ρηχών διασταυρώσεων, μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την υπερβολική διάχυση ακαθαρσιών και αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της προηγμένης κατασκευής κόμβων.

3. Ανόπτηση λαμπτήρων φλας (FLA):

Χαρακτηριστικά: Χρησιμοποιήστε λαμπτήρες φλας υψηλής έντασης για να θερμάνετε την επιφάνεια των πλακών πυριτίου σε πολύ σύντομο χρόνο (χιλιοστά του δευτερολέπτου) για να επιτύχετε γρήγορη ανόπτηση.

Εφαρμογή: Κατάλληλο για εξαιρετικά ρηχή ενεργοποίηση ντόπινγκ με πλάτος γραμμής κάτω από 20 nm, που μπορεί να ελαχιστοποιήσει τη διάχυση ακαθαρσιών διατηρώντας παράλληλα υψηλό ρυθμό ενεργοποίησης ακαθαρσιών.

4. Ανόπτηση ακίδων με λέιζερ (LSA):

Χαρακτηριστικά: Χρησιμοποιήστε πηγή φωτός λέιζερ για να θερμάνετε την επιφάνεια του πλακιδίου πυριτίου σε πολύ σύντομο χρόνο (μικροδευτερόλεπτα) για να επιτύχετε τοπική και υψηλής ακρίβειας ανόπτηση.

Εφαρμογή: Ιδιαίτερα κατάλληλος για προηγμένους κόμβους διεργασιών που απαιτούν έλεγχο υψηλής ακρίβειας, όπως η κατασκευή συσκευών FinFET και υψηλής πύλης μετάλλου (HKMG).

Το Semicorex προσφέρει υψηλή ποιότηταΑνταλλακτικά επίστρωσης CVD SiC/TaCγια θερμική ανόπτηση. Εάν έχετε οποιαδήποτε απορία ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Τηλέφωνο επικοινωνίας +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com