1. Trosolwg
Mae gwresogi, a elwir hefyd yn brosesu thermol, yn cyfeirio at weithdrefnau gweithgynhyrchu sy'n gweithredu ar dymheredd uchel, fel arfer yn uwch na phwynt toddi alwminiwm.
Mae'r broses wresogi fel arfer yn cael ei chynnal mewn ffwrnais tymheredd uchel ac mae'n cynnwys prosesau mawr megis ocsidiad, trylediad amhuredd, ac anelio ar gyfer atgyweirio diffygion grisial mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion.
Ocsidiad: Mae'n broses lle mae wafer silicon yn cael ei roi mewn awyrgylch o ocsidyddion fel ocsigen neu anwedd dŵr ar gyfer triniaeth wres tymheredd uchel, gan achosi adwaith cemegol ar wyneb y wafer silicon i ffurfio ffilm ocsid.
Trylediad amhuredd: yn cyfeirio at y defnydd o egwyddorion trylediad thermol o dan amodau tymheredd uchel i gyflwyno elfennau amhuredd i'r swbstrad silicon yn unol â gofynion y broses, fel bod ganddo ddosbarthiad crynodiad penodol, a thrwy hynny newid priodweddau trydanol y deunydd silicon.
Mae anelio yn cyfeirio at y broses o wresogi'r wafer silicon ar ôl mewnblannu ïon i atgyweirio'r diffygion dellt a achosir gan fewnblannu ïon.
Defnyddir tri math sylfaenol o offer ar gyfer ocsidiad/trylediad/anelio:
- Ffwrnais llorweddol;
- Ffwrnais fertigol;
- Ffwrnais gwresogi cyflym: offer trin gwres cyflym
Mae prosesau trin gwres traddodiadol yn bennaf yn defnyddio triniaeth tymheredd uchel hirdymor i ddileu difrod a achosir gan fewnblannu ïon, ond ei anfanteision yw tynnu diffygion anghyflawn ac effeithlonrwydd actifadu isel o amhureddau wedi'u mewnblannu.
Yn ogystal, oherwydd y tymheredd anelio uchel ac amser hir, mae ailddosbarthu amhuredd yn debygol o ddigwydd, gan achosi llawer o amhureddau i wasgaru a methu â bodloni gofynion cyffyrdd bas a dosbarthiad amhuredd cul.
Mae anelio thermol cyflym o wafferi wedi'u mewnblannu â ïon gan ddefnyddio offer prosesu thermol cyflym (RTP) yn ddull trin gwres sy'n gwresogi'r wafer cyfan i dymheredd penodol (400-1300 ° C yn gyffredinol) mewn amser byr iawn.
O'i gymharu ag anelio gwresogi ffwrnais, mae ganddo fanteision llai o gyllideb thermol, ystod lai o symudiad amhuredd yn yr ardal dopio, llai o lygredd ac amser prosesu byrrach.
Gall y broses anelio thermol gyflym ddefnyddio amrywiaeth o ffynonellau ynni, ac mae'r ystod amser anelio yn eang iawn (o 100 i 10-9, megis anelio lamp, anelio laser, ac ati). Gall actifadu amhureddau yn llwyr tra'n atal ailddosbarthu amhuredd yn effeithiol. Ar hyn o bryd fe'i defnyddir yn helaeth mewn prosesau gweithgynhyrchu cylched integredig pen uchel gyda diamedrau wafferi yn fwy na 200mm.
2. Ail broses wresogi
2.1 Proses ocsideiddio
Yn y broses weithgynhyrchu cylched integredig, mae dau ddull ar gyfer ffurfio ffilmiau silicon ocsid: ocsidiad thermol a dyddodiad.
Mae'r broses ocsideiddio yn cyfeirio at y broses o ffurfio SiO2 ar wyneb wafferi silicon trwy ocsidiad thermol. Mae'r ffilm SiO2 a ffurfiwyd gan ocsidiad thermol yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y broses weithgynhyrchu cylched integredig oherwydd ei briodweddau inswleiddio trydanol uwch a dichonoldeb y broses.
Mae ei gymwysiadau pwysicaf fel a ganlyn:
- Diogelu dyfeisiau rhag crafiadau a halogiad;
- Cyfyngu ar ynysu cae cludwyr a godir (passivation wyneb);
- Deunyddiau dielectrig mewn strwythurau giât ocsid neu gelloedd storio;
- Cuddio mewnblaniadau wrth ddopio;
- Haen dielectrig rhwng haenau dargludol metel.
(1)Amddiffyn dyfeisiau ac ynysu
Gall SiO2 a dyfir ar wyneb wafer (wafer silicon) fod yn haen rhwystr effeithiol i ynysu a diogelu dyfeisiau sensitif o fewn y silicon.
Oherwydd bod SiO2 yn ddeunydd caled a di-fandyllog (trwchus), gellir ei ddefnyddio i ynysu dyfeisiau gweithredol ar yr wyneb silicon yn effeithiol. Bydd yr haen SiO2 caled yn amddiffyn y wafer silicon rhag crafiadau a difrod a allai ddigwydd yn ystod y broses weithgynhyrchu.
(2)passivation wyneb
Goddefiad arwyneb Mantais fawr SiO2 a dyfir yn thermol yw y gall leihau dwysedd cyflwr wyneb silicon trwy gyfyngu ar ei fondiau hongian, effaith a elwir yn passivation arwyneb.
Mae'n atal diraddio trydanol ac yn lleihau'r llwybr ar gyfer cerrynt gollyngiadau a achosir gan leithder, ïonau neu halogion allanol eraill. Mae'r haen SiO2 caled yn amddiffyn Si rhag crafiadau a difrod proses a all ddigwydd yn ystod ôl-gynhyrchu.
Gall yr haen SiO2 a dyfir ar yr wyneb Si rwymo'r halogion sy'n weithredol yn drydanol (halogiad ïon symudol) ar yr wyneb Si. Mae goddefedd hefyd yn bwysig ar gyfer rheoli cerrynt gollyngiadau dyfeisiau cyffordd a thyfu ocsidau giât sefydlog.
Fel haen goddefol o ansawdd uchel, mae gan yr haen ocsid ofynion ansawdd megis trwch unffurf, dim tyllau pin a bylchau.
Ffactor arall wrth ddefnyddio haen ocsid fel haen passivation wyneb Si yw trwch yr haen ocsid. Rhaid i'r haen ocsid fod yn ddigon trwchus i atal yr haen fetel rhag codi tâl oherwydd cronni tâl ar yr wyneb silicon, sy'n debyg i nodweddion storio tâl a dadansoddiad cynwysorau cyffredin.
Mae gan SiO2 hefyd gyfernod ehangu thermol tebyg iawn i Si. Mae wafferi silicon yn ehangu yn ystod prosesau tymheredd uchel ac yn cyfangu wrth oeri.
Mae SiO2 yn ehangu neu'n crebachu ar gyfradd sy'n agos iawn at gyfradd Si, sy'n lleihau i'r eithaf y wafer silicon yn ystod y broses thermol. Mae hyn hefyd yn osgoi gwahanu'r ffilm ocsid o'r wyneb silicon oherwydd straen ffilm.
(3)Gate ocsid dielectrig
Ar gyfer y strwythur giât ocsid mwyaf cyffredin a ddefnyddir mewn technoleg MOS, defnyddir haen ocsid hynod denau fel y deunydd dielectrig. Gan fod gan yr haen giât ocsid a'r Si oddi tano nodweddion ansawdd a sefydlogrwydd uchel, mae'r haen giât ocsid yn cael ei sicrhau'n gyffredinol gan dwf thermol.
Mae gan SiO2 gryfder dielectrig uchel (107V/m) a gwrthedd uchel (tua 1017Ω·cm).
Yr allwedd i ddibynadwyedd dyfeisiau MOS yw cyfanrwydd yr haen giât ocsid. Mae strwythur y giât mewn dyfeisiau MOS yn rheoli llif y cerrynt. Oherwydd bod yr ocsid hwn yn sail i swyddogaeth microsglodion yn seiliedig ar dechnoleg effaith maes,
Felly, ansawdd uchel, trwch ffilm ardderchog unffurfiaeth ac absenoldeb amhureddau yw ei ofynion sylfaenol. Rhaid i unrhyw halogiad a allai ddiraddio swyddogaeth strwythur y giât ocsid gael ei reoli'n llym.
(4)Rhwystr cyffuriau
Gellir defnyddio SiO2 fel haen guddio effeithiol ar gyfer dopio arwyneb silicon yn ddetholus. Unwaith y bydd haen ocsid wedi'i ffurfio ar yr wyneb silicon, mae'r SiO2 yn rhan dryloyw y mwgwd yn cael ei ysgythru i ffurfio ffenestr y gall y deunydd dopio fynd i mewn i'r wafer silicon trwyddi.
Lle nad oes ffenestri, gall ocsid amddiffyn yr wyneb silicon ac atal amhureddau rhag ymledu, gan alluogi mewnblannu amhuredd dethol.
Mae dopants yn symud yn araf yn SiO2 o gymharu â Si, felly dim ond haen denau ocsid sydd ei angen i rwystro'r dopants (noder bod y gyfradd hon yn dibynnu ar dymheredd).
Gellir defnyddio haen ocsid tenau (ee, 150 Å o drwch) hefyd mewn ardaloedd lle mae angen mewnblannu ïon, y gellir ei ddefnyddio i leihau difrod i'r wyneb silicon.
Mae hefyd yn caniatáu gwell rheolaeth ar ddyfnder cyffordd yn ystod mewnblannu amhuredd trwy leihau'r effaith sianelu. Ar ôl mewnblannu, gellir tynnu'r ocsid yn ddetholus ag asid hydrofluorig i wneud yr wyneb silicon yn wastad eto.
(5)Haen dielectrig rhwng haenau metel
Nid yw SiO2 yn dargludo trydan o dan amodau arferol, felly mae'n ynysydd effeithiol rhwng haenau metel mewn microsglodion. Gall SiO2 atal cylchedau byr rhwng yr haen fetel uchaf a'r haen fetel isaf, yn union fel y gall yr ynysydd ar y wifren atal cylchedau byr.
Y gofyniad ansawdd ar gyfer ocsid yw ei fod yn rhydd o dyllau pin a gwagleoedd. Yn aml caiff ei ddopio i gael hylifedd mwy effeithiol, a all leihau trylediad halogiad yn well. Fe'i ceir fel arfer trwy ddyddodiad anwedd cemegol yn hytrach na thwf thermol.
Yn dibynnu ar y nwy adwaith, mae'r broses ocsideiddio fel arfer yn cael ei rannu'n:
- Ocsidiad ocsigen sych: Si + O2→SiO2;
- Ocsidiad ocsigen gwlyb: 2H2O (anwedd dŵr) + Si → SiO2 + 2H2;
- Ocsidiad dop clorin: Mae nwy clorin, fel hydrogen clorid (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) neu ei ddeilliadau, yn cael ei ychwanegu at ocsigen i wella'r gyfradd ocsideiddio ac ansawdd yr haen ocsid.
(1)Proses ocsideiddio ocsigen sych: Mae'r moleciwlau ocsigen yn y nwy adwaith yn gwasgaru trwy'r haen ocsid sydd eisoes wedi'i ffurfio, yn cyrraedd y rhyngwyneb rhwng SiO2 a Si, yn adweithio â Si, ac yna'n ffurfio haen SiO2.
Mae gan y SiO2 a baratowyd gan ocsidiad ocsigen sych strwythur trwchus, trwch unffurf, gallu masgio cryf ar gyfer pigiad a thrylediad, ac ailadroddadwyedd prosesau uchel. Ei anfantais yw bod y gyfradd twf yn araf.
Defnyddir y dull hwn yn gyffredinol ar gyfer ocsidiad o ansawdd uchel, megis ocsidiad dielectrig giât, ocsidiad haen glustogi tenau, neu ar gyfer dechrau ocsideiddio a therfynu ocsidiad yn ystod ocsidiad haen glustogi trwchus.
(2)Proses ocsidiad ocsigen gwlyb: Gellir cludo anwedd dŵr yn uniongyrchol mewn ocsigen, neu gellir ei gael trwy adwaith hydrogen ac ocsigen. Gellir newid y gyfradd ocsideiddio trwy addasu cymhareb pwysedd rhannol hydrogen neu anwedd dŵr i ocsigen.
Sylwch, er mwyn sicrhau diogelwch, na ddylai'r gymhareb hydrogen i ocsigen fod yn fwy na 1.88:1. Mae ocsidiad ocsigen gwlyb yn ganlyniad i bresenoldeb ocsigen ac anwedd dŵr yn y nwy adwaith, a bydd anwedd dŵr yn dadelfennu i hydrogen ocsid (HO) ar dymheredd uchel.
Mae cyfradd trylediad hydrogen ocsid mewn silicon ocsid yn llawer cyflymach na chyfradd ocsigen, felly mae'r gyfradd ocsidiad ocsigen gwlyb tua un gorchymyn maint yn uwch na'r gyfradd ocsideiddio ocsigen sych.
(3)Proses ocsidiad dop clorin: Yn ogystal ag ocsidiad ocsigen sych traddodiadol ac ocsidiad ocsigen gwlyb, gellir ychwanegu nwy clorin, megis hydrogen clorid (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) neu ei ddeilliadau, i ocsigen i wella'r gyfradd ocsideiddio ac ansawdd yr haen ocsid .
Y prif reswm dros y cynnydd yn y gyfradd ocsideiddio yw pan ychwanegir clorin ar gyfer ocsideiddio, nid yn unig y mae'r adweithydd yn cynnwys anwedd dŵr a all gyflymu ocsidiad, ond mae clorin hefyd yn cronni ger y rhyngwyneb rhwng Si a SiO2. Ym mhresenoldeb ocsigen, mae cyfansoddion clorosilicon yn cael eu trosi'n hawdd yn silicon ocsid, a all gataleiddio ocsidiad.
Y prif reswm dros wella ansawdd haen ocsid yw y gall yr atomau clorin yn yr haen ocsid buro gweithgaredd ïonau sodiwm, a thrwy hynny leihau'r diffygion ocsideiddio a gyflwynir gan halogiad ïon sodiwm o offer a phrosesu deunyddiau crai. Felly, mae dopio clorin yn ymwneud â'r rhan fwyaf o brosesau ocsideiddio ocsigen sych.
2.2 Proses tryledu
Mae trylediad traddodiadol yn cyfeirio at drosglwyddo sylweddau o ardaloedd â chrynodiad uwch i ardaloedd â chrynodiad is nes eu bod wedi'u dosbarthu'n gyfartal. Mae'r broses tryledu yn dilyn cyfraith Fick. Gall trylediad ddigwydd rhwng dau sylwedd neu fwy, ac mae'r gwahaniaethau crynodiad a thymheredd rhwng gwahanol ardaloedd yn gyrru dosbarthiad sylweddau i gyflwr ecwilibriwm unffurf.
Un o briodweddau pwysicaf deunyddiau lled-ddargludyddion yw y gellir addasu eu dargludedd trwy ychwanegu gwahanol fathau neu grynodiadau o dopants. Mewn gweithgynhyrchu cylched integredig, cyflawnir y broses hon fel arfer trwy brosesau dopio neu dryledu.
Yn dibynnu ar y nodau dylunio, gall deunyddiau lled-ddargludyddion fel cyfansoddion silicon, germanium neu III-V gael dau briodweddau lled-ddargludyddion gwahanol, math N neu P-math, trwy ddopio ag amhureddau rhoddwr neu amhureddau derbynnydd.
Mae dopio lled-ddargludyddion yn cael ei wneud yn bennaf trwy ddau ddull: tryledu neu fewnblannu ïon, pob un â'i nodweddion ei hun:
Mae dopio trylediad yn llai costus, ond ni ellir rheoli crynodiad a dyfnder y deunydd dopio yn fanwl gywir;
Er bod mewnblannu ïon yn gymharol ddrud, mae'n caniatáu rheolaeth fanwl gywir ar broffiliau crynodiad dopant.
Cyn y 1970au, roedd maint nodwedd graffeg cylched integredig tua 10μm, a defnyddiwyd technoleg tryledu thermol traddodiadol yn gyffredinol ar gyfer dopio.
Defnyddir y broses tryledu yn bennaf i addasu deunyddiau lled-ddargludyddion. Trwy wasgaru gwahanol sylweddau yn ddeunyddiau lled-ddargludyddion, gellir newid eu dargludedd a'u priodweddau ffisegol eraill.
Er enghraifft, trwy wasgaru'r elfen trifalent boron yn silicon, ffurfir lled-ddargludydd P-math; trwy ddopio elfennau pentafalent ffosfforws neu arsenig, ffurfir lled-ddargludydd math N. Pan ddaw lled-ddargludydd math P gyda mwy o dyllau i gysylltiad â lled-ddargludydd math N â mwy o electronau, mae cyffordd PN yn cael ei ffurfio.
Wrth i faint nodweddion grebachu, mae'r broses tryledu isotropig yn ei gwneud hi'n bosibl i ddopants ymledu i ochr arall yr haen darian ocsid, gan achosi siorts rhwng rhanbarthau cyfagos.
Ac eithrio rhai defnyddiau arbennig (fel trylediad hirdymor i ffurfio ardaloedd gwrthsefyll foltedd uchel wedi'u dosbarthu'n unffurf), mae'r broses tryledu wedi'i disodli'n raddol gan fewnblannu ïon.
Fodd bynnag, yn y genhedlaeth dechnoleg o dan 10nm, gan fod maint y Fin yn y ddyfais transistor esgyll tri dimensiwn effaith maes (FinFET) yn fach iawn, bydd mewnblannu ïon yn niweidio ei strwythur bach. Gall defnyddio proses tryledu ffynhonnell solet ddatrys y broblem hon.
2.3 Proses ddiraddio
Gelwir y broses anelio hefyd yn anelio thermol. Y broses yw gosod y wafer silicon mewn amgylchedd tymheredd uchel am gyfnod penodol o amser i newid y microstrwythur ar wyneb neu du mewn y wafer silicon i gyflawni pwrpas proses penodol.
Y paramedrau mwyaf hanfodol yn y broses anelio yw tymheredd ac amser. Po uchaf yw'r tymheredd a'r hiraf yw'r amser, yr uchaf yw'r gyllideb thermol.
Yn y broses weithgynhyrchu cylched integredig wirioneddol, mae'r gyllideb thermol yn cael ei reoli'n llym. Os oes prosesau anelio lluosog yn llif y broses, gellir mynegi'r gyllideb thermol fel arosodiad triniaethau gwres lluosog.
Fodd bynnag, gyda miniaturization nodau proses, mae'r gyllideb thermol a ganiateir yn y broses gyfan yn dod yn llai ac yn llai, hynny yw, mae tymheredd y broses thermol tymheredd uchel yn dod yn is ac mae'r amser yn dod yn fyrrach.
Fel arfer, mae'r broses anelio yn cael ei gyfuno â mewnblannu ïon, dyddodiad ffilm tenau, ffurfio silicon metel a phrosesau eraill. Y mwyaf cyffredin yw anelio thermol ar ôl mewnblannu ïon.
Bydd mewnblannu ïon yn effeithio ar yr atomau swbstrad, gan achosi iddynt dorri i ffwrdd o'r strwythur dellt gwreiddiol a difrodi dellt y swbstrad. Gall anelio thermol atgyweirio'r difrod dellt a achosir gan fewnblannu ïon a gall hefyd symud yr atomau amhuredd wedi'u mewnblannu o'r bylchau dellt i'r safleoedd dellt, a thrwy hynny eu hactifadu.
Mae'r tymheredd sy'n ofynnol ar gyfer atgyweirio difrod dellt tua 500 ° C, ac mae'r tymheredd sy'n ofynnol ar gyfer actifadu amhuredd tua 950 ° C. Mewn theori, po hiraf yw'r amser anelio a'r uchaf yw'r tymheredd, yr uchaf yw'r gyfradd actifadu o amhureddau, ond bydd cyllideb thermol rhy uchel yn arwain at ymlediad gormodol o amhureddau, gan wneud y broses yn afreolus ac yn y pen draw yn achosi diraddio perfformiad dyfais a chylched.
Felly, gyda datblygiad technoleg gweithgynhyrchu, mae anelio ffwrnais traddodiadol hirdymor wedi'i ddisodli'n raddol gan anelio thermol cyflym (RTA).
Yn y broses weithgynhyrchu, mae angen i rai ffilmiau penodol fynd trwy broses anelio thermol ar ôl dyddodiad i newid priodweddau ffisegol neu gemegol penodol y ffilm. Er enghraifft, mae ffilm rhydd yn dod yn drwchus, gan newid ei gyfradd ysgythru sych neu wlyb;
Mae proses anelio arall a ddefnyddir yn gyffredin yn digwydd wrth ffurfio silicid metel. Mae ffilmiau metel fel cobalt, nicel, titaniwm, ac ati yn cael eu gwasgu ar wyneb y wafer silicon, ac ar ôl anelio thermol cyflym ar dymheredd cymharol isel, gall y metel a'r silicon ffurfio aloi.
Mae rhai metelau yn ffurfio gwahanol gyfnodau aloi o dan amodau tymheredd gwahanol. Yn gyffredinol, y gobaith yw ffurfio cyfnod aloi gyda gwrthiant cyswllt is a gwrthiant y corff yn ystod y broses.
Yn ôl gofynion cyllideb thermol gwahanol, rhennir y broses anelio yn anelio ffwrnais tymheredd uchel ac anelio thermol cyflym.
- Tymheredd uchel ffwrnais tiwb anelio:
Mae'n ddull anelio traddodiadol gyda thymheredd uchel, amser anelio hir a chyllideb uchel.
Mewn rhai prosesau arbennig, megis technoleg ynysu chwistrelliad ocsigen ar gyfer paratoi swbstradau SOI a phrosesau tryledu dwfn-ffynnon, fe'i defnyddir yn helaeth. Yn gyffredinol, mae prosesau o'r fath yn gofyn am gyllideb thermol uwch i gael dellt perffaith neu ddosbarthiad amhuredd unffurf.
- Anelio Thermol Cyflym:
Mae'n broses o brosesu wafferi silicon trwy wresogi / oeri hynod gyflym ac annedd fer ar y tymheredd targed, a elwir weithiau hefyd yn Brosesu Thermol Cyflym (RTP).
Yn y broses o ffurfio cyffyrdd uwch-fas, mae anelio thermol cyflym yn cyflawni optimeiddio cyfaddawd rhwng atgyweirio diffygion dellt, actifadu amhuredd, a lleihau trylediad amhuredd, ac mae'n anhepgor yn y broses weithgynhyrchu nodau technoleg uwch.
Mae'r broses codi / cwympo tymheredd a'r arhosiad byr ar y tymheredd targed gyda'i gilydd yn ffurfio cyllideb thermol anelio thermol cyflym.
Mae gan anelio thermol cyflym traddodiadol dymheredd o tua 1000 ° C ac mae'n cymryd eiliadau. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r gofynion ar gyfer anelio thermol cyflym wedi dod yn fwyfwy llym, ac mae anelio fflach, anelio pigyn, ac anelio laser wedi datblygu'n raddol, gydag amseroedd anelio yn cyrraedd milieiliadau, a hyd yn oed yn dueddol o ddatblygu tuag at ficrosecondau ac is-microseiliadau.
3 . Tri offer proses wresogi
3.1 Offer tryledu ac ocsideiddio
Mae'r broses tryledu yn bennaf yn defnyddio egwyddor trylediad thermol o dan amodau tymheredd uchel (900-1200 ℃ fel arfer) i ymgorffori elfennau amhuredd yn y swbstrad silicon ar ddyfnder gofynnol i roi dosbarthiad crynodiad penodol iddo, er mwyn newid priodweddau trydanol y deunydd a ffurfio strwythur dyfais lled-ddargludyddion.
Mewn technoleg cylched integredig silicon, defnyddir y broses tryledu i wneud cyffyrdd PN neu gydrannau megis gwrthyddion, cynwysorau, gwifrau rhyng-gysylltu, deuodau a transistorau mewn cylchedau integredig, ac fe'i defnyddir hefyd ar gyfer ynysu rhwng cydrannau.
Oherwydd yr anallu i reoli dosbarthiad crynodiad dopio yn gywir, mae'r broses dryledu wedi'i ddisodli'n raddol gan y broses dopio mewnblannu ïon wrth gynhyrchu cylchedau integredig â diamedrau wafferi o 200 mm ac uwch, ond mae swm bach yn dal i gael ei ddefnyddio mewn trwm prosesau dopio.
Mae offer tryledu traddodiadol yn ffwrneisi tryledu llorweddol yn bennaf, ac mae yna hefyd nifer fach o ffwrneisi tryledu fertigol.
Ffwrnais tryledu llorweddol:
Mae'n offer trin gwres a ddefnyddir yn eang ym mhroses tryledu cylchedau integredig gyda diamedr wafer yn llai na 200mm. Ei nodweddion yw bod y corff ffwrnais gwresogi, y tiwb adwaith a'r wafferi cludo cychod cwarts i gyd yn cael eu gosod yn llorweddol, felly mae ganddo nodweddion proses unffurfiaeth dda rhwng wafferi.
Mae nid yn unig yn un o'r offer pen blaen pwysig ar y llinell gynhyrchu cylched integredig, ond hefyd yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn trylediad, ocsidiad, anelio, aloi a phrosesau eraill mewn diwydiannau megis dyfeisiau arwahanol, dyfeisiau electronig pŵer, dyfeisiau optoelectroneg a ffibrau optegol .
Ffwrnais tryledu fertigol:
Yn gyffredinol yn cyfeirio at offer trin gwres swp a ddefnyddir yn y broses cylched integredig ar gyfer wafferi â diamedr o 200mm a 300mm, a elwir yn gyffredin fel ffwrnais fertigol.
Nodweddion strwythurol y ffwrnais tryledu fertigol yw bod y corff ffwrnais gwresogi, y tiwb adwaith a'r cwch cwarts sy'n cario'r wafer i gyd yn cael eu gosod yn fertigol, a gosodir y wafer yn llorweddol. Mae ganddo nodweddion unffurfiaeth dda o fewn y wafer, lefel uchel o awtomeiddio, a pherfformiad system sefydlog, a all ddiwallu anghenion llinellau cynhyrchu cylched integredig ar raddfa fawr.
Mae'r ffwrnais tryledu fertigol yn un o'r offer pwysig yn y llinell gynhyrchu cylched integredig lled-ddargludyddion ac fe'i defnyddir yn gyffredin hefyd mewn prosesau cysylltiedig ym meysydd dyfeisiau electronig pŵer (IGBT) ac yn y blaen.
Mae'r ffwrnais tryledu fertigol yn berthnasol i brosesau ocsideiddio megis ocsidiad ocsigen sych, ocsidiad synthesis hydrogen-ocsigen, ocsidiad ocsinitrid silicon, a phrosesau twf ffilm tenau fel silicon deuocsid, polysilicon, nitrid silicon (Si3N4), a dyddodiad haen atomig.
Fe'i defnyddir yn gyffredin hefyd mewn prosesau anelio tymheredd uchel, anelio copr ac aloi. O ran proses tryledu, weithiau defnyddir ffwrneisi tryledu fertigol hefyd mewn prosesau dopio trwm.
3.2 Offer anelio cyflym
Mae offer Prosesu Thermol Cyflym (RTP) yn offer trin gwres un wafer a all godi tymheredd y wafer yn gyflym i'r tymheredd sy'n ofynnol gan y broses (200-1300 ° C) a'i oeri'n gyflym. Mae'r gyfradd gwresogi / oeri yn gyffredinol yn 20-250 ° C / s.
Yn ogystal ag ystod eang o ffynonellau ynni ac amser anelio, mae gan offer CTRh hefyd berfformiad prosesau rhagorol eraill, megis rheolaeth gyllideb thermol ardderchog a gwell unffurfiaeth arwyneb (yn enwedig ar gyfer wafferi mawr), atgyweirio difrod wafferi a achosir gan fewnblannu ïon, a gall siambrau lluosog redeg gwahanol gamau proses ar yr un pryd.
Yn ogystal, gall offer RTP drosi ac addasu nwyon proses yn hyblyg ac yn gyflym, fel y gellir cwblhau prosesau trin gwres lluosog yn yr un broses trin gwres.
Defnyddir offer RTP yn fwyaf cyffredin mewn anelio thermol cyflym (RTA). Ar ôl mewnblannu ïon, mae angen offer RTP i atgyweirio'r difrod a achosir gan fewnblannu ïon, actifadu protonau doped ac atal trylediad amhuredd yn effeithiol.
A siarad yn gyffredinol, mae'r tymheredd ar gyfer atgyweirio diffygion dellt tua 500 ° C, tra bod angen 950 ° C ar gyfer actifadu atomau doped. Mae actifadu amhureddau yn gysylltiedig ag amser a thymheredd. Po hiraf yr amser a'r uchaf yw'r tymheredd, y mwyaf llawn yw'r amhureddau sy'n cael eu gweithredu, ond nid yw'n ffafriol i atal gwasgariad amhureddau.
Oherwydd bod gan yr offer CTRh nodweddion cynnydd / cwymp tymheredd cyflym a chyfnod byr, gall y broses anelio ar ôl mewnblannu ïon gyflawni'r dewis paramedr gorau posibl ymhlith atgyweirio diffygion dellt, actifadu amhuredd ac ataliad trylediad amhuredd.
Rhennir RTA yn bennaf i'r pedwar categori canlynol:
(1)Anelio pigyn
Ei nodwedd yw ei fod yn canolbwyntio ar y broses wresogi / oeri cyflym, ond yn y bôn nid oes ganddo broses cadw gwres. Mae'r anelio pigyn yn aros ar y pwynt tymheredd uchel am gyfnod byr iawn, a'i brif swyddogaeth yw actifadu'r elfennau dopio.
Mewn cymwysiadau gwirioneddol, mae'r wafer yn dechrau cynhesu'n gyflym o bwynt tymheredd sefydlog sefydlog penodol ac yn oeri ar unwaith ar ôl cyrraedd y pwynt tymheredd targed.
Gan fod yr amser cynnal a chadw ar y pwynt tymheredd targed (hy, y pwynt tymheredd brig) yn fyr iawn, gall y broses anelio wneud y mwyaf o'r lefel o actifadu amhuredd a lleihau'r lefel o drylediad amhuredd, tra'n meddu ar nodweddion atgyweirio anelio diffygion da, gan arwain at uwch. ansawdd bondio a cherrynt gollyngiadau is.
Defnyddir anelio pigyn yn eang mewn prosesau cyffordd tra-bas ar ôl 65nm. Mae paramedrau proses anelio pigyn yn bennaf yn cynnwys tymheredd brig, amser preswyl brig, gwahaniaeth tymheredd a gwrthiant wafferi ar ôl y broses.
Po fyrraf yw'r amser preswyl brig, gorau oll. Mae'n dibynnu'n bennaf ar gyfradd gwresogi / oeri y system rheoli tymheredd, ond weithiau mae awyrgylch nwy y broses ddethol yn cael effaith benodol arno.
Er enghraifft, mae gan heliwm gyfaint atomig bach a chyfradd trylediad cyflym, sy'n ffafriol i drosglwyddo gwres cyflym ac unffurf a gall leihau'r lled brig neu'r amser preswylio brig. Felly, weithiau dewisir heliwm i gynorthwyo gwresogi ac oeri.
(2)Anelio Lamp
Defnyddir technoleg anelio lamp yn eang. Yn gyffredinol, defnyddir lampau halogen fel ffynonellau gwres anelio cyflym. Gall eu cyfraddau gwresogi / oeri uchel a rheolaeth tymheredd manwl gywir fodloni gofynion prosesau gweithgynhyrchu uwchlaw 65nm.
Fodd bynnag, ni all fodloni gofynion llym y broses 45nm yn llawn (ar ôl y broses 45nm, pan fydd cyswllt nicel-silicon y rhesymeg LSI yn digwydd, mae angen cynhesu'r wafer yn gyflym o 200 ° C i dros 1000 ° C o fewn milieiliadau, felly mae angen anelio laser yn gyffredinol).
(3)Anelio laser
Anelio laser yw'r broses o ddefnyddio laser yn uniongyrchol i gynyddu tymheredd wyneb y wafer yn gyflym nes ei fod yn ddigon i doddi'r grisial silicon, gan ei wneud yn actif iawn.
Manteision anelio laser yw gwresogi hynod gyflym a rheolaeth sensitif. Nid oes angen gwresogi ffilament arno ac yn y bôn nid oes unrhyw broblemau gydag oedi tymheredd a bywyd ffilament.
Fodd bynnag, o safbwynt technegol, mae gan anelio laser broblemau cyfredol gollwng a diffygion gweddillion, a fydd hefyd yn cael effaith benodol ar berfformiad dyfeisiau.
(4)Fflach anelio
Mae anelio fflach yn dechnoleg anelio sy'n defnyddio ymbelydredd dwysedd uchel i berfformio anelio pigyn ar wafferi ar dymheredd rhagboeth penodol.
Mae'r wafer yn cael ei gynhesu ymlaen llaw i 600-800 ° C, ac yna defnyddir ymbelydredd dwysedd uchel ar gyfer arbelydru pwls amser byr. Pan fydd tymheredd brig y wafer yn cyrraedd y tymheredd anelio gofynnol, mae'r ymbelydredd yn cael ei ddiffodd ar unwaith.
Defnyddir offer RTP yn gynyddol mewn gweithgynhyrchu cylched integredig uwch.
Yn ogystal â chael ei ddefnyddio'n helaeth mewn prosesau RTA, mae offer RTP hefyd wedi dechrau cael ei ddefnyddio mewn ocsidiad thermol cyflym, nitridiad thermol cyflym, trylediad thermol cyflym, dyddodiad anwedd cemegol cyflym, yn ogystal â chynhyrchu silicid metel a phrosesau epitaxial.
——————————————————————————————————————————————— ——
Gall Semicera ddarparurhannau graffit,ffelt meddal/anhyblyg,rhannau carbid silicon,Rhannau CVD carbid silicon, aRhannau wedi'u gorchuddio â SiC/TaCgyda phroses lled-ddargludyddion llawn mewn 30 diwrnod.
Os oes gennych ddiddordeb yn y cynhyrchion lled-ddargludyddion uchod,peidiwch ag oedi cyn cysylltu â ni am y tro cyntaf.
Ffôn: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Amser postio: Awst-27-2024