1. Muhtasari
Kupasha joto, pia hujulikana kama usindikaji wa mafuta, hurejelea taratibu za utengenezaji zinazofanya kazi katika halijoto ya juu, kwa kawaida zaidi ya kiwango cha myeyuko wa alumini.
Mchakato wa kuongeza joto kwa kawaida hufanywa katika tanuru ya joto la juu na inajumuisha michakato mikuu kama vile uoksidishaji, uenezaji wa uchafu, na uwekaji wa anneal kwa ukarabati wa kasoro ya fuwele katika utengenezaji wa semicondukta.
Uoksidishaji: Ni mchakato ambapo kaki ya silicon huwekwa katika angahewa ya vioksidishaji kama vile oksijeni au mvuke wa maji kwa matibabu ya joto la juu, na kusababisha athari ya kemikali kwenye uso wa kaki ya silicon kuunda filamu ya oksidi.
Usambazaji wa uchafu: inahusu matumizi ya kanuni za uenezaji wa joto chini ya hali ya juu ya joto ili kuanzisha vipengele vya uchafu kwenye substrate ya silicon kulingana na mahitaji ya mchakato, ili iwe na usambazaji maalum wa mkusanyiko, na hivyo kubadilisha sifa za umeme za nyenzo za silicon.
Annealing inarejelea mchakato wa kupasha joto kaki ya silicon baada ya kupandikizwa kwa ayoni ili kurekebisha kasoro za kimiani zinazosababishwa na upandikizaji wa ayoni.
Kuna aina tatu za msingi za vifaa vinavyotumika kwa uoksidishaji/usambazaji/uchujaji:
- Tanuru ya usawa;
- Tanuru ya wima;
- Tanuru ya joto ya haraka: vifaa vya matibabu ya joto haraka
Michakato ya jadi ya matibabu ya joto hasa hutumia matibabu ya muda mrefu ya joto la juu ili kuondoa uharibifu unaosababishwa na uwekaji wa ioni, lakini hasara zake ni uondoaji usio kamili wa kasoro na ufanisi mdogo wa uanzishaji wa uchafu uliowekwa.
Zaidi ya hayo, kutokana na halijoto ya juu ya uchujaji na muda mrefu, ugawaji upya wa uchafu una uwezekano wa kutokea, na kusababisha kiasi kikubwa cha uchafu kuenea na kushindwa kukidhi mahitaji ya makutano ya kina na usambazaji finyu wa uchafu.
Ufungaji wa haraka wa mafuta ya kaki zilizopandikizwa ioni kwa kutumia vifaa vya uchakataji wa haraka wa mafuta (RTP) ni njia ya matibabu ya joto ambayo hupasha joto kaki nzima kwa joto fulani (kwa ujumla 400-1300 ° C) kwa muda mfupi sana.
Ikilinganishwa na annealing ya kupokanzwa tanuru, ina faida za bajeti ndogo ya mafuta, safu ndogo ya harakati za uchafu katika eneo la doping, uchafuzi mdogo na muda mfupi wa usindikaji.
Mchakato wa haraka wa kupenyeza mafuta unaweza kutumia vyanzo mbalimbali vya nishati, na muda wa annealing ni pana sana (kutoka 100 hadi 10-9s, kama vile uwekaji wa taa, uwekaji wa laser, n.k.). Inaweza kuamilisha uchafu kabisa huku ikikandamiza kwa ufanisi ugawaji upya wa uchafu. Kwa sasa inatumika sana katika michakato ya utengenezaji wa saketi iliyojumuishwa ya hali ya juu na kipenyo cha kaki zaidi ya 200mm.
2. Mchakato wa pili wa kupokanzwa
2.1 Mchakato wa oxidation
Katika mchakato wa utengenezaji wa mzunguko jumuishi, kuna njia mbili za kuunda filamu za oksidi za silicon: oxidation ya joto na uwekaji.
Mchakato wa oxidation unarejelea mchakato wa kutengeneza SiO2 kwenye uso wa kaki za silicon kwa oxidation ya joto. Filamu ya SiO2 inayoundwa na oxidation ya joto hutumiwa sana katika mchakato wa utengenezaji wa mzunguko jumuishi kutokana na sifa zake za juu za insulation za umeme na uwezekano wa mchakato.
Maombi yake muhimu zaidi ni kama ifuatavyo:
- Kinga vifaa kutoka kwa mikwaruzo na uchafuzi;
- Kupunguza kutengwa kwa shamba la flygbolag za kushtakiwa (passivation ya uso);
- Vifaa vya dielectric katika oksidi ya lango au miundo ya seli za kuhifadhi;
- Kuweka masking katika doping;
- Safu ya dielectric kati ya tabaka za conductive za chuma.
(1)Ulinzi wa kifaa na kutengwa
SiO2 inayokuzwa juu ya uso wa kaki (kaki ya silicon) inaweza kutumika kama safu ya kizuizi inayofaa kutenga na kulinda vifaa nyeti ndani ya silicon.
Kwa sababu SiO2 ni nyenzo ngumu na isiyo na vinyweleo (mnene), inaweza kutumika kutenganisha kwa ufanisi vifaa vinavyotumika kwenye uso wa silikoni. Safu ngumu ya SiO2 italinda kaki ya silicon kutokana na mikwaruzo na uharibifu ambao unaweza kutokea wakati wa mchakato wa utengenezaji.
(2)Passivation ya uso
Kusisimka kwa uso Faida kuu ya SiO2 inayokuzwa kwa joto ni kwamba inaweza kupunguza msongamano wa hali ya uso wa silicon kwa kuzuia vifungo vyake vinavyoning'inia, athari inayojulikana kama upitishaji wa uso.
Inazuia uharibifu wa umeme na inapunguza njia ya uvujaji wa sasa unaosababishwa na unyevu, ions au uchafu mwingine wa nje. Safu ngumu ya SiO2 inalinda Si kutokana na mikwaruzo na uharibifu wa mchakato ambao unaweza kutokea wakati wa utengenezaji wa baada.
Safu ya SiO2 iliyokuzwa kwenye uso wa Si inaweza kuunganisha uchafu unaofanya kazi kwa umeme (uchafuzi wa ioni za rununu) kwenye uso wa Si. Upitishaji pia ni muhimu kwa kudhibiti uvujaji wa mkondo wa vifaa vya makutano na kukuza oksidi za lango thabiti.
Kama safu ya upitishaji wa ubora wa juu, safu ya oksidi ina mahitaji ya ubora kama vile unene wa sare, hakuna mashimo na utupu.
Sababu nyingine ya kutumia safu ya oksidi kama safu ya upitishaji wa uso wa Si ni unene wa safu ya oksidi. Safu ya oksidi lazima iwe nene ya kutosha ili kuzuia safu ya chuma kutoka kwa malipo kutokana na mkusanyiko wa malipo kwenye uso wa silicon, ambayo ni sawa na uhifadhi wa malipo na sifa za kuvunjika kwa capacitors ya kawaida.
SiO2 pia ina mgawo sawa wa upanuzi wa mafuta kwa Si. Kaki za silicon hupanua wakati wa michakato ya joto la juu na mkataba wakati wa baridi.
SiO2 hupanuka au kufanya kandarasi kwa kasi karibu sana na ile ya Si, ambayo hupunguza kupindika kwa kaki ya silicon wakati wa mchakato wa joto. Hii pia huepuka kutenganishwa kwa filamu ya oksidi kutoka kwa uso wa silicon kwa sababu ya mkazo wa filamu.
(3)Dielectric ya oksidi ya lango
Kwa muundo unaotumika sana na muhimu wa lango la oksidi katika teknolojia ya MOS, safu nyembamba sana ya oksidi hutumiwa kama nyenzo ya dielectri. Kwa kuwa safu ya oksidi ya lango na Si chini yake zina sifa za ubora wa juu na uthabiti, safu ya oksidi ya lango kwa ujumla hupatikana kwa ukuaji wa joto.
SiO2 ina nguvu ya juu ya dielectri (107V/m) na upinzani wa juu (kuhusu 1017Ω·cm).
Ufunguo wa kuaminika kwa vifaa vya MOS ni uadilifu wa safu ya oksidi ya lango. Muundo wa lango katika vifaa vya MOS hudhibiti mtiririko wa sasa. Kwa sababu oksidi hii ndio msingi wa kazi ya microchips kulingana na teknolojia ya athari ya shamba,
Kwa hiyo, ubora wa juu, usawa wa unene wa filamu bora na kutokuwepo kwa uchafu ni mahitaji yake ya msingi. Uchafuzi wowote unaoweza kuharibu kazi ya muundo wa oksidi ya lango lazima udhibitiwe madhubuti.
(4)Kizuizi cha doping
SiO2 inaweza kutumika kama safu inayofaa ya kufunika kwa doping iliyochaguliwa ya uso wa silicon. Mara safu ya oksidi inapoundwa kwenye uso wa silikoni, SiO2 katika sehemu ya uwazi ya kinyago huwekwa ili kuunda dirisha ambalo nyenzo ya doping inaweza kuingia kwenye kaki ya silicon.
Pale ambapo hakuna madirisha, oksidi inaweza kulinda uso wa silikoni na kuzuia uchafu usisambae, hivyo basi kuwezesha uwekaji wa uchafu unaochaguliwa.
Dopanti husogea polepole katika SiO2 ikilinganishwa na Si, kwa hivyo ni safu nyembamba ya oksidi tu inahitajika ili kuzuia dopants (kumbuka kuwa kiwango hiki kinategemea halijoto).
Safu nyembamba ya oksidi (kwa mfano, 150 Å nene) inaweza pia kutumika katika maeneo ambayo upandikizaji wa ioni unahitajika, ambao unaweza kutumika kupunguza uharibifu kwenye uso wa silikoni.
Pia inaruhusu udhibiti bora wa kina cha makutano wakati wa uwekaji wa uchafu kwa kupunguza athari ya kuelekeza. Baada ya kupandikizwa, oksidi inaweza kuondolewa kwa kuchagua kwa kutumia asidi hidrofloriki ili kufanya uso wa silikoni kuwa tambarare tena.
(5)Safu ya dielectric kati ya tabaka za chuma
SiO2 haifanyi umeme chini ya hali ya kawaida, kwa hiyo ni insulator yenye ufanisi kati ya tabaka za chuma katika microchips. SiO2 inaweza kuzuia mizunguko mifupi kati ya safu ya juu ya chuma na safu ya chini ya chuma, kama vile kihamisi kwenye waya kinaweza kuzuia saketi fupi.
Mahitaji ya ubora wa oksidi ni kwamba haina mashimo na utupu. Mara nyingi hupunguzwa ili kupata maji yenye ufanisi zaidi, ambayo inaweza kupunguza uenezaji wa uchafu. Kawaida hupatikana kwa uwekaji wa mvuke wa kemikali badala ya ukuaji wa joto.
Kulingana na athari ya gesi, mchakato wa oxidation kawaida hugawanywa katika:
- Oxidation ya oksijeni kavu: Si + O2→ SiO2;
- Uoksidishaji wa oksijeni wa mvua: 2H2O (mvuke wa maji) + Si→SiO2+2H2;
- Uoksidishaji wa klorini: Gesi ya klorini, kama vile kloridi hidrojeni (HCl), dikloroethilini DCE (C2H2Cl2) au viini vyake, huongezwa kwenye oksijeni ili kuboresha kiwango cha oksidi na ubora wa safu ya oksidi.
(1)Mchakato wa oxidation ya oksijeni kavu: Molekuli za oksijeni katika gesi ya mmenyuko huenea kupitia safu ya oksidi ambayo tayari imeundwa, hufikia kiolesura kati ya SiO2 na Si, hutenda pamoja na Si, na kisha kuunda safu ya SiO2.
SiO2 iliyotayarishwa na oxidation kavu ya oksijeni ina muundo mnene, unene sawa, uwezo mkubwa wa kufunika kwa sindano na uenezi, na mchakato wa juu wa kurudia. Ubaya wake ni kwamba kiwango cha ukuaji ni polepole.
Njia hii kwa ujumla hutumiwa kwa uoksidishaji wa hali ya juu, kama vile uoksidishaji wa dielectri ya lango, uoksidishaji wa safu nyembamba ya bafa, au kwa kuanzisha uoksidishaji na kukomesha uoksidishaji wakati wa uoksidishaji wa safu nene ya bafa.
(2)Mchakato wa oxidation ya oksijeni ya mvua: Mvuke wa maji unaweza kubebwa moja kwa moja kwenye oksijeni, au unaweza kupatikana kwa mwitikio wa hidrojeni na oksijeni. Kiwango cha oksidi kinaweza kubadilishwa kwa kurekebisha uwiano wa shinikizo la sehemu ya hidrojeni au mvuke wa maji kwa oksijeni.
Kumbuka kwamba ili kuhakikisha usalama, uwiano wa hidrojeni na oksijeni haipaswi kuzidi 1.88: 1. Uoksidishaji wa oksijeni mvua unatokana na kuwepo kwa oksijeni na mvuke wa maji katika gesi ya mmenyuko, na mvuke wa maji utatengana na kuwa oksidi ya hidrojeni (H O) kwenye joto la juu.
Kiwango cha uenezaji wa oksidi ya hidrojeni katika oksidi ya silicon ni kasi zaidi kuliko ile ya oksijeni, kwa hivyo kiwango cha uoksidishaji wa oksijeni unyevu ni takriban mpangilio mmoja wa ukubwa wa juu kuliko kiwango cha oksidi kavu ya oksijeni.
(3)Mchakato wa oxidation ya klorini: Mbali na oxidation ya jadi ya oksijeni kavu na oxidation ya oksijeni mvua, gesi ya klorini, kama vile kloridi hidrojeni (HCl), dikloroethilini DCE (C2H2Cl2) au derivatives yake, inaweza kuongezwa kwa oksijeni ili kuboresha kiwango cha oxidation na ubora wa safu ya oksidi. .
Sababu kuu ya kuongezeka kwa kiwango cha oxidation ni kwamba klorini inapoongezwa kwa oxidation, sio tu kwamba kiitikio kina mvuke wa maji ambayo inaweza kuongeza kasi ya oxidation, lakini klorini pia hujilimbikiza karibu na kiolesura kati ya Si na SiO2. Katika uwepo wa oksijeni, misombo ya klorosilicon inabadilishwa kwa urahisi kuwa oksidi ya silicon, ambayo inaweza kuchochea oxidation.
Sababu kuu ya uboreshaji wa ubora wa safu ya oksidi ni kwamba atomi za klorini kwenye safu ya oksidi zinaweza kusafisha shughuli za ioni za sodiamu, na hivyo kupunguza kasoro za oxidation zinazoletwa na uchafuzi wa ioni ya sodiamu ya vifaa na kusindika malighafi. Kwa hiyo, doping ya klorini inahusika katika michakato mingi ya oxidation ya oksijeni kavu.
2.2 Mchakato wa kueneza
Usambazaji wa jadi unahusu uhamisho wa vitu kutoka kwa maeneo ya mkusanyiko wa juu hadi maeneo ya mkusanyiko wa chini hadi kusambazwa sawasawa. Mchakato wa uenezaji unafuata sheria ya Fick. Mgawanyiko unaweza kutokea kati ya vitu viwili au zaidi, na mkusanyiko na tofauti za joto kati ya maeneo tofauti huendesha usambazaji wa vitu kwa hali ya usawa wa usawa.
Moja ya mali muhimu zaidi ya vifaa vya semiconductor ni kwamba conductivity yao inaweza kubadilishwa kwa kuongeza aina tofauti au viwango vya dopants. Katika utengenezaji wa mzunguko jumuishi, mchakato huu hupatikana kwa njia ya doping au uenezaji.
Kulingana na malengo ya muundo, nyenzo za semiconductor kama vile silikoni, germanium au misombo ya III-V inaweza kupata sifa mbili tofauti za semiconductor, aina ya N au P-aina, kwa kutumia dawa za kusisimua misuli na uchafu wa wafadhili au uchafu unaokubalika.
Doping ya semiconductor hufanywa hasa kupitia njia mbili: kueneza au kupandikiza ioni, kila moja ikiwa na sifa zake:
Usambazaji wa doping ni wa gharama nafuu, lakini mkusanyiko na kina cha nyenzo za doping haziwezi kudhibitiwa kwa usahihi;
Ingawa uwekaji wa ioni ni ghali kiasi, huruhusu udhibiti sahihi wa wasifu wa ukolezi wa dopant.
Kabla ya miaka ya 1970, ukubwa wa kipengele cha michoro ya saketi iliyounganishwa ilikuwa katika mpangilio wa 10μm, na teknolojia ya jadi ya uenezaji wa mafuta kwa ujumla ilitumika kwa doping.
Mchakato wa kueneza hutumiwa hasa kurekebisha vifaa vya semiconductor. Kwa kueneza vitu tofauti katika vifaa vya semiconductor, conductivity yao na mali nyingine za kimwili zinaweza kubadilishwa.
Kwa mfano, kwa kueneza boroni ya kipengele cha trivalent kwenye silicon, semiconductor ya aina ya P huundwa; kwa doping vipengele vya pentavalent fosforasi au arseniki, semiconductor ya aina ya N huundwa. Wakati semiconductor ya aina ya P yenye mashimo zaidi inapogusana na semiconductor ya aina ya N yenye elektroni zaidi, makutano ya PN huundwa.
Kadiri ukubwa wa vipengele unavyopungua, mchakato wa uenezaji wa isotropiki hufanya iwezekane kwa dopanti kueneza upande wa pili wa safu ya oksidi ya ngao, na kusababisha kaptula kati ya maeneo yaliyo karibu.
Isipokuwa kwa baadhi ya matumizi maalum (kama vile usambaaji wa muda mrefu ili kuunda maeneo yanayostahimili kiwango cha juu cha voltage yaliyosambazwa sawasawa), mchakato wa uenezaji umebadilishwa pole pole na upandikizaji wa ioni.
Hata hivyo, katika kizazi cha teknolojia chini ya 10nm, kwa kuwa ukubwa wa Fin katika kifaa cha transistor ya athari ya shamba la tatu-dimensional fin (FinFET) ni ndogo sana, uwekaji wa ion utaharibu muundo wake mdogo. Utumiaji wa mchakato wa uenezaji wa chanzo dhabiti unaweza kutatua shida hii.
2.3 Mchakato wa uharibifu
Mchakato wa annealing pia huitwa annealing ya joto. Mchakato ni kuweka kaki ya silicon katika mazingira ya halijoto ya juu kwa muda fulani ili kubadilisha muundo mdogo kwenye uso au ndani ya kaki ya silicon ili kufikia madhumuni maalum ya mchakato.
Vigezo muhimu zaidi katika mchakato wa annealing ni joto na wakati. Joto la juu na muda mrefu zaidi, bajeti ya joto ya juu.
Katika mchakato halisi wa utengenezaji wa mzunguko, bajeti ya mafuta inadhibitiwa madhubuti. Iwapo kuna michakato mingi ya uondoaji maji katika mtiririko wa mchakato, bajeti ya mafuta inaweza kuonyeshwa kama nafasi kuu ya matibabu mengi ya joto.
Hata hivyo, kwa miniaturization ya nodes za mchakato, bajeti ya kuruhusiwa ya joto katika mchakato mzima inakuwa ndogo na ndogo, yaani, joto la mchakato wa joto la juu linakuwa chini na wakati unakuwa mfupi.
Kawaida, mchakato wa annealing hujumuishwa na uwekaji wa ioni, uwekaji wa filamu nyembamba, uundaji wa silicide ya chuma na michakato mingine. Ya kawaida zaidi ni annealing ya joto baada ya kupandikizwa kwa ioni.
Uwekaji wa ioni utaathiri atomi za mkatetaka, na kuzifanya zitengane na muundo wa kimiani asilia na kuharibu kimiani cha mkatetaka. Ufungaji wa joto unaweza kurekebisha uharibifu wa kimiani unaosababishwa na upandikizaji wa ayoni na pia unaweza kuhamisha atomi za uchafu zilizopandikizwa kutoka kwa mapengo ya kimiani hadi kwenye tovuti za kimiani, na hivyo kuziamilisha.
Joto linalohitajika kwa ajili ya kurekebisha uharibifu wa kimiani ni takriban 500°C, na halijoto inayohitajika kwa ajili ya kuwezesha uchafu ni takriban 950°C. Kinadharia, kadri muda wa annealing unavyoongezeka na joto la juu, ndivyo kiwango cha kuwezesha uchafu kinaongezeka, lakini bajeti ya juu ya mafuta itasababisha kuenea kwa uchafu, na kufanya mchakato usioweza kudhibitiwa na hatimaye kusababisha uharibifu wa kifaa na utendaji wa mzunguko.
Kwa hiyo, pamoja na maendeleo ya teknolojia ya utengenezaji, annealing ya jadi ya muda mrefu ya tanuru imebadilishwa hatua kwa hatua na annealing ya haraka ya mafuta (RTA).
Katika mchakato wa utengenezaji, baadhi ya filamu mahususi zinahitaji kufanyiwa mchakato wa kuchuja mafuta baada ya kuwekwa ili kubadilisha sifa fulani za kimwili au kemikali za filamu. Kwa mfano, filamu huru inakuwa mnene, kubadilisha kiwango chake cha kavu au cha mvua;
Mchakato mwingine wa kawaida wa annealing hutokea wakati wa kuunda silicide ya chuma. Filamu za metali kama vile kobalti, nikeli, titani, n.k. hutawanywa juu ya uso wa kaki ya silicon, na baada ya kuingizwa kwa kasi kwa mafuta kwa joto la chini kiasi, chuma na silikoni vinaweza kutengeneza aloi.
Metali fulani huunda awamu tofauti za aloi chini ya hali tofauti za joto. Kwa ujumla, inatarajiwa kuunda awamu ya alloy na upinzani wa chini wa kuwasiliana na upinzani wa mwili wakati wa mchakato.
Kwa mujibu wa mahitaji tofauti ya bajeti ya mafuta, mchakato wa kuchuja umegawanywa katika annealing ya tanuru ya joto la juu na annealing ya haraka ya mafuta.
- Annealing ya bomba la tanuru la joto la juu:
Ni njia ya kitamaduni ya uwekaji wa anneal yenye joto la juu, muda mrefu wa kupenyeza na bajeti ya juu.
Katika baadhi ya michakato maalum, kama vile teknolojia ya kutengwa kwa sindano ya oksijeni kwa ajili ya kuandaa substrates za SOI na michakato ya uenezaji wa kina wa kisima, hutumiwa sana. Michakato kama hii kwa ujumla huhitaji bajeti ya juu ya mafuta ili kupata kimiani kamili au usambazaji sawa wa uchafu.
- Ufungaji wa haraka wa joto:
Ni mchakato wa kuchakata kaki za silikoni kwa kupasha joto/kupoeza kwa haraka sana na kukaa kwa muda mfupi kwenye halijoto inayolengwa, wakati mwingine pia huitwa Uchakataji wa Haraka wa Thermal (RTP).
Katika mchakato wa kuunda makutano ya kina kirefu, uwekaji wa haraka wa mafuta hufanikisha uboreshaji wa maelewano kati ya ukarabati wa kasoro ya kimiani, uanzishaji wa uchafu, na kupunguza uenezaji wa uchafu, na ni muhimu sana katika mchakato wa utengenezaji wa nodi za teknolojia ya hali ya juu.
Mchakato wa kupanda/kushuka kwa halijoto na kukaa kwa muda mfupi katika halijoto inayolengwa kwa pamoja hujumuisha bajeti ya joto ya uondoaji wa haraka wa joto.
Uingizaji hewa wa haraka wa jadi wa joto una joto la karibu 1000 ° C na huchukua sekunde. Katika miaka ya hivi majuzi, mahitaji ya upakoji wa haraka wa mafuta yamezidi kuwa magumu, na upunguzaji wa mwangaza, upunguzaji wa spike, na upunguzaji wa leza umeendelezwa hatua kwa hatua, na nyakati za annealing kufikia milisekunde, na hata inaelekea kustawi kuelekea sekunde ndogo na ndogo ndogo.
3 . Vifaa vitatu vya mchakato wa kupokanzwa
3.1 Usambazaji na vifaa vya oxidation
Mchakato wa uenezaji hutumia kanuni ya uenezaji wa joto chini ya hali ya joto ya juu (kawaida 900-1200 ℃) ili kuingiza vipengele vya uchafu kwenye substrate ya silicon kwa kina kinachohitajika ili kuipa usambazaji maalum wa mkusanyiko, ili kubadilisha sifa za umeme za nyenzo na kuunda muundo wa kifaa cha semiconductor.
Katika teknolojia ya saketi iliyojumuishwa ya silicon, mchakato wa uenezaji hutumiwa kutengeneza makutano au vipengee vya PN kama vile vipinga, vidhibiti, viunganishi, viunganishi vya kuunganisha, diodi na transistors katika saketi zilizounganishwa, na pia hutumika kutengwa kati ya vipengee.
Kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wa kudhibiti kwa usahihi usambazaji wa mkusanyiko wa doping, mchakato wa uenezaji umebadilishwa polepole na mchakato wa upandaji wa ion katika utengenezaji wa saketi zilizojumuishwa na kipenyo cha kaki cha 200 mm na zaidi, lakini kiasi kidogo bado kinatumika katika hali nzito. taratibu za doping.
Vifaa vya uenezi wa jadi ni tanuu za kueneza za usawa, na pia kuna idadi ndogo ya tanuu za uenezaji wa wima.
Tanuru ya kueneza kwa usawa:
Ni kifaa cha matibabu ya joto kinachotumiwa sana katika mchakato wa uenezaji wa saketi zilizounganishwa na kipenyo cha kaki chini ya 200mm. Sifa zake ni kwamba mwili wa tanuru ya kupokanzwa, bomba la majibu na kaki za kubeba mashua ya quartz zote zimewekwa kwa usawa, kwa hivyo ina sifa za mchakato wa usawa mzuri kati ya kaki.
Sio moja tu ya vifaa muhimu vya mwisho kwenye mstari wa uzalishaji wa mzunguko uliojumuishwa, lakini pia hutumika sana katika uenezaji, oxidation, annealing, alloying na michakato mingine katika tasnia kama vile vifaa vya kipekee, vifaa vya umeme, vifaa vya optoelectronic na nyuzi za macho. .
Tanuru ya kueneza wima:
Kwa ujumla inarejelea kundi la vifaa vya matibabu ya joto vinavyotumika katika mchakato wa mzunguko jumuishi kwa kaki zenye kipenyo cha 200mm na 300mm, kinachojulikana kama tanuru ya wima.
Vipengele vya kimuundo vya tanuru ya uenezaji wa wima ni kwamba mwili wa tanuru ya joto, bomba la majibu na mashua ya quartz iliyobeba kaki zote zimewekwa kwa wima, na kaki huwekwa kwa usawa. Ina sifa za mshikamano mzuri ndani ya kaki, kiwango cha juu cha otomatiki, na utendaji thabiti wa mfumo, ambao unaweza kukidhi mahitaji ya mistari mikubwa ya uzalishaji wa mzunguko jumuishi.
Tanuru ya uenezaji wa wima ni mojawapo ya vifaa muhimu katika mstari wa uzalishaji wa mzunguko wa semiconductor jumuishi na pia hutumiwa kwa kawaida katika michakato inayohusiana katika nyanja za vifaa vya umeme vya nguvu (IGBT) na kadhalika.
Tanuru ya uenezaji wima inatumika kwa michakato ya uoksidishaji kama vile oksidi kavu ya oksijeni, uoksidishaji wa usanisi wa hidrojeni-oksijeni, uoksidishaji wa oksinitridi ya silicon, na michakato ya ukuaji wa filamu nyembamba kama vile silicon dioksidi, polisilicon, nitridi ya silicon (Si3N4), na uwekaji wa safu ya atomiki.
Pia hutumiwa kwa kawaida katika mchakato wa annealing ya joto la juu, annealing ya shaba na alloying. Kwa upande wa mchakato wa uenezaji, tanuu za kueneza wima wakati mwingine pia hutumiwa katika michakato nzito ya doping.
3.2 Vifaa vya kupenyeza kwa haraka
Vifaa vya Uchakataji wa Haraka wa Thermal (RTP) ni kifaa cha kutibu joto cha kaki moja ambacho kinaweza kuongeza haraka joto la kaki hadi joto linalohitajika na mchakato (200-1300°C) na kinaweza kukipunguza haraka. Kiwango cha kupokanzwa/kupoeza kwa ujumla ni 20-250°C/s.
Mbali na anuwai ya vyanzo vya nishati na wakati wa kuchuja, vifaa vya RTP pia vina utendakazi mwingine bora wa mchakato, kama vile udhibiti bora wa bajeti ya mafuta na usawa bora wa uso (haswa kwa kaki za ukubwa mkubwa), kurekebisha uharibifu wa kaki unaosababishwa na uwekaji wa ayoni, na vyumba vingi vinaweza kuendesha hatua tofauti za mchakato kwa wakati mmoja.
Kwa kuongeza, vifaa vya RTP vinaweza kubadilika na kwa haraka kubadilisha na kurekebisha gesi za mchakato, ili michakato mingi ya matibabu ya joto inaweza kukamilika katika mchakato huo wa matibabu ya joto.
Vifaa vya RTP hutumiwa sana katika uondoaji wa haraka wa joto (RTA). Baada ya kupandikizwa kwa ioni, vifaa vya RTP vinahitajika ili kurekebisha uharibifu unaosababishwa na uwekaji wa ioni, kuwezesha protoni zilizopigwa na kuzuia kuenea kwa uchafu.
Kwa ujumla, halijoto ya kurekebisha kasoro za kimiani ni takriban 500°C, huku 950°C inahitajika kwa ajili ya kuwezesha atomi za doped. Uanzishaji wa uchafu unahusiana na wakati na joto. Kwa muda mrefu na joto la juu, ndivyo uchafu unavyoamilishwa kikamilifu, lakini haifai kuzuia kuenea kwa uchafu.
Kwa sababu vifaa vya RTP vina sifa za kupanda kwa kasi kwa joto/kushuka na muda mfupi, mchakato wa kupenyeza baada ya kupandikizwa kwa ayoni unaweza kufikia uteuzi bora wa kigezo kati ya ukarabati wa kasoro ya kimiani, kuwezesha uchafu na kizuizi cha uenezaji wa uchafu.
RTA imegawanywa hasa katika makundi manne yafuatayo:
(1)Mwiba Annealing
Tabia yake ni kwamba inazingatia mchakato wa joto / baridi ya haraka, lakini kimsingi haina mchakato wa kuhifadhi joto. Annealing ya spike hukaa kwenye kiwango cha juu cha joto kwa muda mfupi sana, na kazi yake kuu ni kuamsha vipengele vya doping.
Katika matumizi halisi, kaki huanza kupata joto kwa kasi kutoka kwa sehemu fulani ya halijoto dhabiti ya kusubiri na kupoa mara moja baada ya kufikia kiwango cha joto kinacholengwa.
Kwa kuwa muda wa matengenezo katika sehemu inayolengwa ya halijoto (yaani, kilele cha kiwango cha joto) ni mfupi sana, mchakato wa kuchuja unaweza kuongeza kiwango cha uamilisho wa uchafu na kupunguza kiwango cha ueneaji wa uchafu, huku ukiwa na sifa nzuri za urekebishaji wa annealing, na kusababisha hali ya juu zaidi. ubora wa kuunganisha na uvujaji wa chini wa sasa.
Annealing Mwiba hutumiwa sana katika michakato ya makutano ya kina kirefu baada ya 65nm. Vigezo vya mchakato wa uwekaji wa spike hasa ni pamoja na halijoto ya kilele, muda wa kukaa kilele, tofauti ya halijoto na ukinzani wa kaki baada ya mchakato.
Muda mfupi zaidi wa makazi, ni bora zaidi. Inategemea hasa kiwango cha joto / baridi ya mfumo wa udhibiti wa joto, lakini hali ya gesi ya mchakato uliochaguliwa wakati mwingine pia ina athari fulani juu yake.
Kwa mfano, heliamu ina ujazo mdogo wa atomiki na kasi ya usambaaji wa haraka, ambayo inafaa kwa uhamishaji wa haraka na sare wa joto na inaweza kupunguza upana wa kilele au muda wa juu wa makazi. Kwa hiyo, heliamu wakati mwingine huchaguliwa ili kusaidia inapokanzwa na baridi.
(2)Ufungaji wa taa
Teknolojia ya annealing ya taa hutumiwa sana. Taa za halojeni kwa ujumla hutumika kama vyanzo vya joto vya kufyonza haraka. Viwango vyao vya juu vya kupokanzwa/kupoeza na udhibiti sahihi wa halijoto vinaweza kukidhi mahitaji ya michakato ya utengenezaji zaidi ya 65nm.
Hata hivyo, haiwezi kukidhi kikamilifu mahitaji magumu ya mchakato wa 45nm (baada ya mchakato wa 45nm, wakati mawasiliano ya nikeli-silicon ya LSI ya mantiki yanapotokea, kaki inahitaji kupashwa moto haraka kutoka 200 ° C hadi zaidi ya 1000 ° C ndani ya milisekunde; kwa hivyo annealing ya laser kwa ujumla inahitajika).
(3)Upasuaji wa Laser
Annealing ya laser ni mchakato wa kutumia laser moja kwa moja ili kuongeza haraka joto la uso wa kaki hadi inatosha kuyeyusha fuwele ya silicon, na kuifanya iwashwe sana.
Faida za annealing ya laser ni inapokanzwa haraka sana na udhibiti nyeti. Haihitaji inapokanzwa filament na kimsingi hakuna matatizo na joto lag na maisha filament.
Hata hivyo, kutokana na mtazamo wa kiufundi, annealing ya laser ina matatizo ya uvujaji wa sasa na mabaki, ambayo pia yatakuwa na athari fulani kwenye utendaji wa kifaa.
(4)Flash Annealing
Flash annealing ni teknolojia ya kupunguza joto ambayo hutumia mionzi ya nguvu ya juu kutekeleza annealing ya mwiba kwenye vifurushi kwenye halijoto mahususi ya joto la awali.
Kaki huwashwa moto hadi 600-800 ° C, na kisha mionzi ya kiwango cha juu hutumiwa kwa mionzi ya muda mfupi ya mapigo. Wakati hali ya joto ya kilele cha kaki inapofikia joto la annealing linalohitajika, mionzi huzimwa mara moja.
Vifaa vya RTP vinazidi kutumika katika utengenezaji wa juu wa mzunguko jumuishi.
Mbali na kutumika sana katika michakato ya RTA, vifaa vya RTP pia vimeanza kutumika katika uoksidishaji wa haraka wa mafuta, nitridation ya haraka ya mafuta, uenezaji wa haraka wa joto, uwekaji wa haraka wa mvuke wa kemikali, pamoja na uzalishaji wa silicide ya chuma na michakato ya epitaxial.
—————————————————————————————————————————————————— --
Semicera inaweza kutoasehemu za grafiti,kuhisi laini/imara,sehemu za silicon,Sehemu za kaboni za silicon za CVD, naSehemu zilizofunikwa za SiC/TaCna mchakato kamili wa semiconductor katika siku 30.
Ikiwa una nia ya bidhaa za semiconductor hapo juu,tafadhali usisite kuwasiliana nasi kwa mara ya kwanza.
Simu: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Muda wa kutuma: Aug-27-2024