1. Ro-shealladh
Tha teasachadh, ris an canar cuideachd giollachd teirmeach, a’ toirt iomradh air modhan saothrachaidh a bhios ag obair aig teòthachd àrd, mar as trice nas àirde na ìre leaghaidh alùmanum.
Mar as trice bidh am pròiseas teasachaidh air a dhèanamh ann am fùirneis àrd-teòthachd agus a ’toirt a-steach pròiseasan mòra leithid oxidation, sgaoileadh neo-chunbhalachd, agus annealing airson càradh lochdan criostail ann an saothrachadh semiconductor.
Oxidation: Is e pròiseas a th ’ann far a bheil wafer silicon air a chuir ann an àile de oxidants leithid ocsaidean no ceò uisge airson làimhseachadh teas àrd-teòthachd, ag adhbhrachadh imrich ceimigeach air uachdar an wafer silicon gus film ocsaid a chruthachadh.
Sgaoileadh neo-chunbhalachd: a ’toirt iomradh air cleachdadh prionnsapalan sgaoilidh teirmeach fo chumhachan teòthachd àrd gus eileamaidean neo-chunbhalachd a thoirt a-steach don t-substrate silicon a rèir riatanasan pròiseas, gus am bi cuairteachadh dùmhlachd sònraichte aige, agus mar sin ag atharrachadh feartan dealain an stuth silicon.
Tha Annealing a’ toirt iomradh air a’ phròiseas airson a bhith a’ teasachadh an wafer sileaconach às deidh cuir a-steach ian gus na h-uireasbhaidhean leusair a dh’ adhbhraich cuir a-steach ian a chàradh.
Tha trì seòrsaichean uidheamachd bunaiteach air an cleachdadh airson oxidation / sgaoileadh / anealing:
- Fùirneis chòmhnard;
- Fùirneis dìreach;
- Fùirneis teasachaidh luath: uidheamachd làimhseachaidh teas luath
Bidh pròiseasan làimhseachaidh teas traidiseanta sa mhòr-chuid a’ cleachdadh làimhseachadh àrd-teòthachd fad-ùine gus cuir às do mhilleadh air adhbhrachadh le cuir a-steach ian, ach is e na h-eas-bhuannachdan aige toirt air falbh lochdan neo-choileanta agus èifeachdas gnìomhachaidh ìosal de neo-chunbhalachd cuir a-steach.
A bharrachd air an sin, mar thoradh air an teòthachd àrd annealing agus ùine fhada, tha coltas ann gun tachair ath-sgaoileadh neo-chunbhalachd, ag adhbhrachadh gu bheil mòran de neo-chunbhalachd air an sgaoileadh agus gun a bhith a’ coinneachadh ri riatanasan cinn-rathaid eu-domhainn agus cuairteachadh cumhang neo-chunbhalachd.
Is e dòigh làimhseachaidh teas a th’ ann an annealadh teirmeach luath de wafers air an cuir a-steach le ian a ’cleachdadh uidheamachd giollachd teirmeach luath (RTP) a bhios a’ teasachadh an wafer gu lèir gu teòthachd sònraichte (mar as trice 400-1300 ° C) ann an ùine ghoirid.
An coimeas ri annealing teasachaidh fùirneis, tha na buannachdan aige bho nas lugha de bhuidseit teirmeach, raon nas lugha de ghluasad neo-chunbhalachd anns an raon dopaidh, nas lugha de thruailleadh agus ùine giollachd nas giorra.
Faodaidh am pròiseas annealing teirmeach luath grunn stòran lùtha a chleachdadh, agus tha an raon ùine annealing gu math farsaing (bho 100 gu 10-9s, leithid annealing lampa, annealing laser, msaa). Faodaidh e neo-chunbhalachd a chuir an gnìomh gu tur fhad ‘s a tha e gu h-èifeachdach a’ cuir stad air ath-sgaoileadh neo-chunbhalachd. Tha e an-dràsta air a chleachdadh gu farsaing ann am pròiseasan saothrachaidh cuairteachaidh àrd-deireadh le trast-thomhas wafer nas motha na 200mm.
2. An dàrna pròiseas teasachaidh
2.1 Pròiseas oxidation
Anns a ’phròiseas saothrachaidh cuairteachaidh amalaichte, tha dà dhòigh ann airson filmichean silicon oxide a chruthachadh: oxidation teirmeach agus tasgadh.
Tha am pròiseas oxidation a 'toirt iomradh air a' phròiseas a bhith a 'cruthachadh SiO2 air uachdar wafers silicon le bhith a' daingneachadh teirmeach. Tha am film SiO2 a chaidh a chruthachadh le oxidation teirmeach air a chleachdadh gu farsaing anns a’ phròiseas saothrachaidh cuairteachaidh amalaichte air sgàth na feartan insulation dealain adhartach aige agus comasachd pròiseas.
Tha na tagraidhean as cudromaiche aige mar a leanas:
- Dìon innealan bho sgrìoban agus truailleadh;
- A 'cuingealachadh iomallachd achaidhean luchd-giùlain fo chasaid (passivation uachdar);
- Stuthan dielectric ann an oxide geata no structaran cealla stòraidh;
- Fasgadh implant ann an dopadh;
- Ciseal dielectric eadar sreathan giùlain meatailt.
(1)Dìon inneal agus aonaranachd
Faodaidh SiO2 fhàs air uachdar wafer (wafer silic) a bhith na shreath chnap-starra èifeachdach gus innealan mothachail taobh a-staigh an t-silicon a sgaradh agus a dhìon.
Leis gur e stuth cruaidh agus neo-porous (dùmhail) a th’ ann an SiO2, faodar a chleachdadh gus innealan gnìomhach a sgaradh gu h-èifeachdach air uachdar silicon. Dìonaidh an còmhdach cruaidh SiO2 an wafer silicon bho sgrìoban agus milleadh a dh’ fhaodadh tachairt tron phròiseas saothrachaidh.
(2)Passivation uachdar
Is e prìomh bhuannachd a th’ ann an SiO2 a tha air fhàs gu teirmeach gum faod e dùmhlachd staid uachdar sileacain a lughdachadh le bhith a’ cur bacadh air na ceanglaichean crochte aige, buaidh ris an canar passivation uachdar.
Bidh e a’ cur casg air truailleadh dealain agus a’ lughdachadh na slighe airson sruth aoidionach air adhbhrachadh le taiseachd, ianan no stuthan truaillidh eile bhon taobh a-muigh. Bidh an còmhdach cruaidh SiO2 a’ dìon Si bho sgrìoban agus milleadh pròiseas a dh’ fhaodadh tachairt aig àm iar-riochdachaidh.
Faodaidh an còmhdach SiO2 a tha air fhàs air uachdar Si na stuthan truailleadh dealain (truailleadh ian gluasadach) a cheangal air uachdar Si. Tha pasivation cudromach cuideachd airson smachd a chumail air sruth aoidionachd innealan snaim agus fàs ocsaidean geata seasmhach.
Mar còmhdach pasivation àrd-inbhe, tha riatanasan càileachd aig an ìre ogsaid leithid tiugh èideadh, gun tuill prìne agus beàrnan.
Is e feart eile ann a bhith a’ cleachdadh còmhdach ogsaid mar fhilleadh pasivation uachdar Si tiugh an t-sreath ogsaid. Feumaidh an còmhdach ogsaid a bhith tiugh gu leòr gus casg a chuir air an t-sreath meatailt bho bhith a ’togail cosgais mar thoradh air cruinneachadh cosgais air an uachdar silicon, a tha coltach ri feartan stòraidh cosgais agus briseadh sìos capacitors àbhaisteach.
Tha co-èifeachd leudachadh teirmeach glè choltach aig SiO2 ri Si. Bidh wafers silicon a’ leudachadh tro phròiseasan teòthachd àrd agus a ’dèanamh cùmhnant rè fuarachadh.
Bidh SiO2 a’ leudachadh no a’ dèanamh cùmhnant aig ìre gu math faisg air ìre Si, a lughdaicheas blàthachadh an wafer sileacain tron phròiseas teirmeach. Bidh seo cuideachd a’ seachnadh sgaradh an fhilm ogsaid bhon uachdar silicon air sgàth cuideam film.
(3)Gate oxide dielectric
Airson an structar geata oxide as cumanta agus as cudromaiche ann an teicneòlas MOS, thathas a’ cleachdadh còmhdach ocsaid tana mar stuth dielectric. Leis gu bheil feartan càileachd agus seasmhachd àrd aig an ìre geata oxide agus an Si gu h-ìosal, mar as trice gheibhear an còmhdach geata oxide le fàs teirmeach.
Tha neart dielectric àrd aig SiO2 (107V / m) agus seasmhachd àrd (timcheall air 1017Ω · cm).
Is e an iuchair airson earbsachd innealan MOS ionracas an t-sreath geata oxide. Bidh structar a’ gheata ann an innealan MOS a’ cumail smachd air sruth an t-sruth. Leis gu bheil an ocsaid seo na bhunait airson gnìomh microchips stèidhichte air teicneòlas buaidh achaidh,
Mar sin, is e càileachd àrd, èideadh tighead film sàr-mhath agus dìth neo-chunbhalachd na riatanasan bunaiteach aige. Feumar smachd teann a chumail air truailleadh sam bith a dh’ fhaodadh obair structar geata oxide a lughdachadh.
(4)Cnap-starra dopaidh
Faodar SiO2 a chleachdadh mar shreath masgaidh èifeachdach airson dopadh roghnach air uachdar silicon. Cho luath ‘s a thèid còmhdach ogsaid a chruthachadh air uachdar an t-silicon, tha an SiO2 anns a’ phàirt fhollaiseach den masg air a shnaidheadh gus uinneag a chruthachadh tron urrainn don stuth dopaidh a dhol a-steach don wafer silicon.
Far nach eil uinneagan ann, faodaidh ogsaid an uachdar sileacain a dhìon agus casg a chuir air neo-chunbhalachd bho bhith a’ sgaoileadh, agus mar sin a’ comasachadh cuir a-steach neo-chunbhalachd roghnach.
Bidh dopants a’ gluasad gu slaodach ann an SiO2 an taca ri Si, agus mar sin chan eil a dhìth ach còmhdach tana ogsaid gus na dopants a bhacadh (thoir an aire gu bheil an ìre seo an urra ri teòthachd).
Faodar còmhdach tana ocsaid (me, 150 Å tiugh) a chleachdadh cuideachd ann an raointean far a bheil feum air cuir a-steach ian, a dh'fhaodar a chleachdadh gus milleadh air uachdar sileacain a lughdachadh.
Leigidh e cuideachd smachd nas fheàrr a dhèanamh air doimhneachd snaim aig àm cuir a-steach neo-chunbhalachd le bhith a’ lughdachadh a’ bhuaidh seanail. Às deidh cuir a-steach, faodar an ocsaid a thoirt air falbh gu roghnach le searbhag hydrofluoric gus an uachdar sileacain a dhèanamh rèidh a-rithist.
(5)Còmhdach dielectric eadar sreathan meatailt
Cha bhith SiO2 a’ giùlan dealan fo chumhachan àbhaisteach, agus mar sin tha e na inneal èifeachdach eadar sreathan meatailt ann am microchips. Faodaidh SiO2 casg a chuir air cuairtean goirid eadar an ìre meatailt àrd agus an ìre meatailt as ìsle, dìreach mar a dh’ fhaodadh an t-insuladair air an uèir casg a chuir air cuairtean goirid.
Is e an riatanas càileachd airson ogsaid gu bheil e saor bho tholllan agus beàrnan. Gu tric bidh e air a dhopadh gus fluidity nas èifeachdaiche fhaighinn, a lùghdaicheas sgaoileadh truailleadh nas fheàrr. Mar as trice gheibhear e le tasgadh bhalbhaichean ceimigeach seach fàs teirmeach.
A rèir an gas ath-bhualadh, mar as trice bidh am pròiseas oxidation air a roinn ann an:
- Ocsaideanachadh tioram ocsaidean: Si + O2 → SiO2;
- Ocsaideanachadh fliuch: 2H2O (bhalbh uisge) + Si → SiO2 + 2H2;
- Ocsaideanachadh le clorine: Tha gas clorine, leithid hydrogen chloride (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) no na toraidhean aige, air a chur ri ocsaidean gus ìre oxidation agus càileachd an t-sreath ogsaid a leasachadh.
(1)Pròiseas oxidation ocsaidean tioram: Bidh na moileciuilean ocsaidean anns a’ ghas ath-bhualadh a’ sgaoileadh tron t-sreath ogsaid a chaidh a chruthachadh mar-thà, a’ ruighinn an eadar-aghaidh eadar SiO2 agus Si, ag ath-fhreagairt le Si, agus an uairsin a’ cruthachadh còmhdach SiO2.
Tha structar dùmhail aig an SiO2 a chaidh ullachadh le ocsaidean tioram, tiugh èideadh, comas crathaidh làidir airson in-stealladh agus sgaoileadh, agus ath-aithris pròiseas àrd. Is e an ana-cothrom a th’ ann gu bheil an ìre fàis slaodach.
Tha an dòigh seo air a chleachdadh sa chumantas airson oxidation àrd-inbhe, leithid oxidation dielectric geata, oxidation còmhdach bufair tana, no airson tòiseachadh air oxidation agus crìoch a chuir air oxidation rè oxidation còmhdach bufair tiugh.
(2)Pròiseas oxidation ogsaidean fliuch: Faodar steam uisge a ghiùlan gu dìreach ann an ocsaidean, no gheibhear e le ath-bhualadh hydrogen agus ocsaidean. Faodar an ìre oxidation atharrachadh le bhith ag atharrachadh a’ cho-mheas cuideam pàirt de hydrogen no bhalbhaichean uisge gu ocsaidean.
Thoir an aire, gus dèanamh cinnteach à sàbhailteachd, nach bu chòir an co-mheas de hydrogen gu ocsaidean a bhith nas àirde na 1.88: 1. Tha oxidation ocsaidean fliuch mar thoradh air làthaireachd an dà chuid ocsaidean agus ceò uisge anns a’ ghas ath-bhualadh, agus bidh ceò uisge a ’lobhadh a-steach do hydrogen oxide (H O) aig teòthachd àrd.
Tha an ìre sgaoilidh de hydrogen ogsaid ann an sileacon ogsaid fada nas luaithe na ìre ocsaidean, agus mar sin tha an ìre ogsaidean fliuch timcheall air aon òrdugh meudachd nas àirde na an ìre ogsaidean tioram.
(3)Pròiseas oxidation le doped clorine: A bharrachd air oxidation ocsaidean tioram traidiseanta agus oxidation ocsaidean fliuch, faodar gas clorine, leithid hydrogen chloride (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) no na toraidhean aige, a chuir ri ocsaidean gus ìre oxidation agus càileachd an còmhdach ogsaid a leasachadh. .
Is e am prìomh adhbhar airson an àrdachadh ann an ìre oxidation nuair a thèid clòirin a chuir ris airson oxidation, chan e a-mhàin gu bheil bhalbhaichean uisge anns an reactant a dh ’fhaodas oxidation a luathachadh, ach bidh clorine cuideachd a’ cruinneachadh faisg air an eadar-aghaidh eadar Si agus SiO2. Ann an làthaireachd ocsaidean, tha todhar clorosilicon air a thionndadh gu furasta gu silicon oxide, a dh ’fhaodas oxidation a chasg.
Is e am prìomh adhbhar airson càileachd còmhdach ogsaid a leasachadh gum faod na dadaman clorine anns an t-sreath ogsaid gnìomhachd ions sodium a ghlanadh, agus mar sin a’ lughdachadh na h-uireasbhaidhean oxidation a thig a-steach le truailleadh ion sodium ann an uidheamachd agus pròiseas stuthan amh. Mar sin, tha dopadh clorine an sàs anns a’ mhòr-chuid de phròiseasan oxidation ocsaidean tioram.
2.2 Pròiseas sgaoilidh
Tha sgaoileadh traidiseanta a’ toirt iomradh air gluasad stuthan bho raointean le dùmhlachd nas àirde gu raointean le dùmhlachd nas ìsle gus am bi iad air an cuairteachadh gu cothromach. Tha am pròiseas sgaoilidh a’ leantainn lagh Fick. Faodaidh sgaoileadh tachairt eadar dà stuth no barrachd, agus tha na h-eadar-dhealachaidhean dùmhlachd agus teòthachd eadar diofar raointean a’ stiùireadh cuairteachadh stuthan gu staid co-chothromachaidh èideadh.
Is e aon de na feartan as cudromaiche de stuthan semiconductor gum faodar an giùlan aca atharrachadh le bhith a’ cur diofar sheòrsaichean no dùmhlachdan de dopants ris. Ann an saothrachadh chuairtean amalaichte, mar as trice thèid am pròiseas seo a choileanadh tro phròiseasan dopaidh no sgaoilidh.
A rèir nan amasan dealbhaidh, faodaidh stuthan semiconductor leithid silicon, germanium no coimeasgaidhean III-V dà thogalach semiconductor eadar-dhealaichte fhaighinn, seòrsa N no seòrsa P, le bhith a’ dèanamh dopadh le neo-chunbhalachd tabhartaiche no neo-chunbhalachd gabhail.
Bidh dopadh semiconductor air a dhèanamh sa mhòr-chuid tro dhà dhòigh: sgaoileadh no cuir a-steach ian, gach fear le na feartan aige fhèin:
Chan eil dopadh sgaoilidh cho daor, ach chan urrainnear smachd mionaideach a chumail air dùmhlachd agus doimhneachd an stuth dopaidh;
Ged a tha cuir a-steach ian gu math daor, leigidh e smachd mionaideach a dhèanamh air pròifilean dùmhlachd dopant.
Ro na 1970n, bha meud feart grafaigean cuairteachaidh amalaichte timcheall air 10μm, agus bha teicneòlas sgaoilidh teirmeach traidiseanta air a chleachdadh sa chumantas airson dopadh.
Tha am pròiseas sgaoilidh air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson stuthan semiconductor atharrachadh. Le bhith a’ sgaoileadh diofar stuthan gu stuthan semiconductor, faodar an giùlan agus na feartan corporra eile aca atharrachadh.
Mar eisimpleir, le bhith a’ sgaoileadh an eileamaid trivalent boron a-steach do silicon, tha semiconductor seòrsa P air a chruthachadh; le bhith a’ dopadh eileamaidean pentavalent fosfar no arsainic, tha semiconductor seòrsa N air a chruthachadh. Nuair a thig semiconductor seòrsa P le barrachd thuill an conaltradh ri semiconductor seòrsa N le barrachd dealanan, thèid snaim PN a chruthachadh.
Mar a bhios meudan feart a’ crìonadh, tha am pròiseas sgaoilidh isotropic ga dhèanamh comasach dha dopants sgaoileadh gu taobh eile an t-sreath sgiath ogsaid, ag adhbhrachadh geàrr-chunntasan eadar roinnean faisg air làimh.
A bharrachd air cuid de chleachdaidhean sònraichte (leithid sgaoileadh fad-ùine gus raointean dìon bholtachd àrd a chruthachadh), mean air mhean chaidh cuir a-steach ian a chuir an àite a’ phròiseas sgaoilidh.
Ach, anns a’ ghinealach teicneòlais fo 10nm, leis gu bheil meud an Fin anns an inneal transistor buaidh achaidh trì-thaobhach (FinFET) glè bheag, nì cuir a-steach ian cron air an structar beag aige. Faodaidh cleachdadh pròiseas sgaoileadh stòr cruaidh an duilgheadas seo fhuasgladh.
2.3 Pròiseas dì-ghalarachaidh
Canar annealing teirmeach ris a’ phròiseas annealing cuideachd. Is e am pròiseas an wafer silicon a chuir ann an àrainneachd teòthachd àrd airson ùine sònraichte gus am microstructure atharrachadh air uachdar no taobh a-staigh an wafer silicon gus adhbhar pròiseas sònraichte a choileanadh.
Is e teòthachd agus ùine na paramadairean as deatamaiche sa phròiseas analachaidh. Mar as àirde an teòthachd agus mar as fhaide an ùine, is ann as àirde am buidseat teirmeach.
Anns a’ phròiseas saothrachaidh cuairteachaidh amalaichte, tha smachd teann air a’ bhuidseit teirmeach. Ma tha grunn phròiseasan annealing ann an sruth a ’phròiseis, faodar am buidseat teirmeach a chuir an cèill mar a bhith a’ cur an cèill ioma-làimhseachadh teas.
Ach, le miniaturization nodan pròiseas, bidh am buidseat teirmeach ceadaichte sa phròiseas gu lèir a ‘fàs nas lugha agus nas lugha, is e sin, bidh teòthachd a’ phròiseas teirmeach àrd-teòthachd a ‘fàs nas ìsle agus bidh an ùine a’ fàs nas giorra.
Mar as trice, bidh am pròiseas annealing air a chur còmhla ri cuir a-steach ian, tasgadh film tana, cruthachadh silicide meatailt agus pròiseasan eile. Is e an rud as cumanta annealing teirmeach às deidh cuir a-steach ian.
Bheir cuir a-steach ian buaidh air na h-atamanan substrate, a bheir orra briseadh air falbh bhon structar lattice tùsail agus milleadh a dhèanamh air uachdaran an t-substrate. Faodaidh annealing teirmeach càradh a dhèanamh air a ’mhilleadh leusair a dh’ adhbhraich cuir a-steach ian agus faodaidh e cuideachd na dadaman neo-ghlanachd a chaidh a chuir a-steach a ghluasad bho na beàrnan lattice gu na làraich lattice, agus mar sin gan cur an gnìomh.
Tha an teòthachd a tha a dhìth airson càradh milleadh uachdaran timcheall air 500 ° C, agus tha an teòthachd a tha riatanach airson gnìomhachd neo-chunbhalachd timcheall air 950 ° C. Ann an teòiridh, mar as fhaide an ùine annealing agus mar as àirde an teòthachd, is ann as àirde an ìre gnìomhachaidh de neo-chunbhalachd, ach bidh buidseat teirmeach ro àrd a’ leantainn gu cus sgaoileadh neo-chunbhalachd, a’ dèanamh a’ phròiseas neo-riaghlaidh agus aig a’ cheann thall ag adhbhrachadh crìonadh ann an coileanadh inneal is cuairteachaidh.
Mar sin, le leasachadh teicneòlas saothrachaidh, mean air mhean chaidh annealing teirmeach luath (RTA) a chuir an àite annealing fùirneis traidiseanta fad-ùine.
Anns a’ phròiseas saothrachaidh, feumaidh cuid de fhilmichean sònraichte a dhol tro phròiseas annealing teirmeach às deidh tasgadh gus cuid de fheartan fiosaigeach no ceimigeach an fhilm atharrachadh. Mar eisimpleir, bidh film sgaoilte a 'fàs dùmhail, ag atharrachadh an ìre sgudail tioram no fliuch;
Bidh pròiseas analachaidh eile a thathas a’ cleachdadh gu cumanta a’ tachairt nuair a thèid silicide meatailt a chruthachadh. Tha filmichean meatailt leithid cobalt, nicil, titanium, msaa air an spùtadh air uachdar an wafer sileaconach, agus às deidh a bhith a’ annealadh teirmeach luath aig teòthachd an ìre mhath ìosal, faodaidh am meatailt agus sileaconach alloy a chruthachadh.
Bidh cuid de mheatailtean a’ cruthachadh diofar ìrean alloy fo chumhachan teòthachd eadar-dhealaichte. San fharsaingeachd, thathar an dùil ìre alloy a chruthachadh le strì conaltraidh nas ìsle agus strì bodhaig tron phròiseas.
A rèir diofar riatanasan buidseit teirmeach, tha am pròiseas annealing air a roinn ann an annealing fùirneis àrd-teòthachd agus annealing teirmeach luath.
- Annealing tiùb fùirneis aig teòthachd àrd:
Is e dòigh traidiseanta annealing a th’ ann le teòthachd àrd, ùine annealing fada agus buidseat àrd.
Ann an cuid de phròiseasan sònraichte, leithid teicneòlas aonaranachd stealladh ocsaidean airson ullachadh substrates SOI agus pròiseasan sgaoilidh domhainn, tha e air a chleachdadh gu farsaing. Mar as trice bidh pròiseasan leithid seo a’ feumachdainn buidseat teirmeach nas àirde gus cuairteachadh rèidh foirfe no neo-chunbhalachd èideadh fhaighinn.
- Teasachadh teirmeach luath:
Is e seo am pròiseas a bhith a’ giullachd wafers sileaconach le teasachadh / fuarachadh gu math luath agus àite-fuirich goirid aig an teòthachd targaid, ris an canar uaireannan Pròiseas Teirmeach Luath (RTP).
Anns a’ phròiseas a bhith a’ cruthachadh cinn-rathaid ultra-eu-domhainn, bidh annealadh teirmeach luath a’ coileanadh optimization co-rèiteachaidh eadar càradh uireasbhaidhean uachdaran, gnìomhachd neo-chunbhalachd, agus lughdachadh sgaoileadh neo-chunbhalachd, agus tha e riatanach ann am pròiseas saothrachaidh nodan teicneòlais adhartach.
Tha am pròiseas àrdachadh / tuiteam teòthachd agus an ùine ghoirid aig an teòthachd targaid còmhla mar bhuidseat teirmeach airson annealing teirmeach luath.
Tha teòthachd timcheall air 1000 ° C aig annealing teirmeach luath traidiseanta agus bheir e diogan. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha na riatanasan airson annealing teirmeach luath air a bhith a’ sìor fhàs teann, agus tha annealing flash, annealing spike, agus annealing laser air leasachadh mean air mhean, le amannan annealing a ’ruighinn milliseconds, agus eadhon buailteach a bhith a’ leasachadh a dh ’ionnsaigh microseconds agus fo-microseconds.
3 . Trì uidheamachd pròiseas teasachaidh
3.1 Uidheam sgaoilidh agus oxidation
Bidh am pròiseas sgaoilidh sa mhòr-chuid a’ cleachdadh prionnsapal sgaoileadh teirmeach fo chumhachan teòthachd àrd (900-1200 ℃) gus eileamaidean neo-chunbhalachd a thoirt a-steach don t-substrate silicon aig doimhneachd riatanach gus cuairteachadh dùmhlachd sònraichte a thoirt dha, gus feartan dealain an t-seòmair atharrachadh. stuth agus cruthaich structar inneal semiconductor.
Ann an teicneòlas cuairteachaidh amalaichte silicon, thathas a’ cleachdadh am pròiseas sgaoilidh gus cinn-rathaid PN no co-phàirtean leithid resistors, capacitors, uèirleadh eadar-cheangail, diodes agus transistors a dhèanamh ann an cuairtean amalaichte, agus tha e cuideachd air a chleachdadh airson aonaranachd eadar co-phàirtean.
Air sgàth neo-chomas smachd ceart a chumail air cuairteachadh dùmhlachd dopaidh, tha pròiseas dòpaidh implantachaidh ion air a dhol an àite a ’phròiseas sgaoilidh mean air mhean ann a bhith a’ dèanamh chuairtean amalaichte le trast-thomhas wafer de 200 mm agus gu h-àrd, ach tha tomhas beag fhathast air a chleachdadh ann an trom. pròiseasan dopaidh.
Is e fùirneisean sgaoilidh còmhnard sa mhòr-chuid a th’ ann an uidheamachd sgaoilidh traidiseanta, agus tha àireamh bheag de fhùirneis sgaoilidh dìreach ann cuideachd.
Fùirneis sgaoilidh còmhnard:
Is e uidheamachd làimhseachaidh teas a th ’ann a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am pròiseas sgaoilidh chuairtean amalaichte le trast-thomhas wafer nas lugha na 200mm. Is e na feartan aige gu bheil am bodhaig fùirneis teasachaidh, an tiùb freagairt agus na wafers a tha a’ giùlan bàta quartz uile air an suidheachadh gu còmhnard, agus mar sin tha feartan pròiseas aige de dheagh èideadh eadar wafers.
Chan e a-mhàin gu bheil e mar aon de na h-innealan aghaidh aghaidh cudromach air an loidhne toraidh cuairteachaidh amalaichte, ach cuideachd air a chleachdadh gu farsaing ann an sgaoileadh, oxidation, annealing, alloying agus pròiseasan eile ann an gnìomhachasan leithid innealan air leth, innealan dealanach cumhachd, innealan optoelectronic agus snàithleach optigeach. .
Fùirneis sgaoilidh dìreach:
Mar as trice a’ toirt iomradh air uidheamachd làimhseachaidh teas baidse a thathas a’ cleachdadh sa phròiseas cuairteachaidh amalaichte airson wafers le trast-thomhas de 200mm agus 300mm, ris an canar gu tric fùirneis dìreach.
Is e feartan structarail an fhùirneis sgaoilidh dìreach gu bheil am buidheann fùirneis teasachaidh, an tiùb freagairt agus am bàta quartz a tha a’ giùlan an wafer uile air an cur gu dìreach, agus gu bheil an wafer air a chuir gu còmhnard. Tha na feartan aige de dheagh èideadh taobh a-staigh an wafer, ìre àrd de fèin-ghluasad, agus coileanadh siostam seasmhach, a choinnicheas ri feumalachdan loidhnichean toraidh cuairteachaidh mòr-sgèile.
Tha an fhùirneis sgaoilidh dìreach mar aon de na h-innealan cudromach anns an loidhne toraidh cuairteachaidh aonaichte semiconductor agus tha e cuideachd air a chleachdadh gu cumanta ann am pròiseasan co-cheangailte ann an raointean innealan dealanach cumhachd (IGBT) agus mar sin air adhart.
Tha an fhùirneis sgaoilidh dìreach buntainneach do phròiseasan oxidation leithid oxidation ocsaidean tioram, oxidation synthesis hydrogen-ogsaidean, oxidation silicon oxynitride, agus pròiseasan fàs film tana leithid silicon dà-ogsaid, polysilicon, silicon nitride (Si3N4), agus tasgadh còmhdach atamach.
Tha e cuideachd air a chleachdadh gu cumanta ann an teòthachd àrd annealing, copar annealing agus alloying pròiseasan. A thaobh pròiseas sgaoilidh, bidh fùirneisean sgaoilidh dìreach uaireannan air an cleachdadh ann am pròiseasan dopaidh trom.
3.2 Uidheam annealing luath
Is e uidheamachd làimhseachaidh teas aon-wafer a th’ ann an uidheamachd Pròiseas Teirmeach Luath (RTP) a dh’ fhaodas teòthachd an wafer àrdachadh gu luath chun teòthachd a tha riatanach leis a ’phròiseas (200-1300 ° C) agus a dh’ fhuarachadh gu sgiobalta. Tha an ìre teasachaidh / fuarachaidh sa chumantas 20-250 ° C / s.
A bharrachd air raon farsaing de stòran lùtha agus ùine annealing, tha coileanadh pròiseas sàr-mhath eile aig uidheamachd RTP cuideachd, leithid smachd buidseit teirmeach sàr-mhath agus èideadh uachdar nas fheàrr (gu sònraichte airson wafers mòra), a’ càradh milleadh wafer air adhbhrachadh le cuir a-steach ian, agus faodaidh grunn sheòmraichean diofar cheumannan pròiseas a ruith aig an aon àm.
A bharrachd air an sin, faodaidh uidheamachd RTP gasaichean pròiseas a thionndadh agus atharrachadh gu sùbailte agus gu sgiobalta, gus an urrainnear grunn phròiseasan làimhseachaidh teas a chrìochnachadh san aon phròiseas làimhseachaidh teas.
Tha uidheamachd RTP air a chleachdadh gu cumanta ann an annealing teirmeach luath (RTA). Às deidh cuir a-steach ian, tha feum air uidheamachd RTP gus am milleadh a rinn cuir a-steach ian a chàradh, protonaichean doped a chuir an gnìomh agus casg a chuir air sgaoileadh neo-chunbhalachd gu h-èifeachdach.
San fharsaingeachd, tha an teòthachd airson a bhith a’ càradh uireasbhaidhean leusair timcheall air 500 ° C, agus tha feum air 950 ° C airson dadaman doped a chuir an gnìomh. Tha gnìomhachadh neo-chunbhalachd co-cheangailte ri ùine agus teòthachd. Mar as fhaide an ùine agus mar as àirde an teòthachd, is ann as motha a thèid na neo-chunbhalachd a chuir an gnìomh, ach chan eil e cuideachail casg a chuir air sgaoileadh neo-chunbhalachd.
Leis gu bheil feartan àrdachadh / tuiteam teòthachd luath agus ùine ghoirid aig an uidheamachd RTP, faodaidh am pròiseas analachaidh às deidh cuir a-steach ian an taghadh paramadair as fheàrr a choileanadh am measg càradh uireasbhuidh uachdaran, gnìomhachd neo-chunbhalachd agus casg sgaoileadh neo-chunbhalachd.
Tha RTA air a roinn sa mhòr-chuid anns na ceithir roinnean a leanas:
(1)Spike annealing
Is e an fheart a th’ aige gu bheil e ag amas air a’ phròiseas teasachaidh / fuarachaidh luath, ach gu bunaiteach chan eil pròiseas gleidheadh teas ann. Bidh an spìc annealing a’ fuireach aig an ìre teòthachd àrd airson ùine gu math goirid, agus is e a phrìomh obair na h-eileamaidean dopaidh a chuir an gnìomh.
Ann an tagraidhean fìor, bidh an wafer a’ tòiseachadh a ’teasachadh suas gu sgiobalta bho àite teòthachd seasmhach sònraichte agus a’ fuarachadh sa bhad às deidh dha ruighinn air a ’phuing teòthachd targaid.
Leis gu bheil an ùine cumail suas aig a ’phuing teòthachd targaid (ie, an ìre teòthachd as àirde) gu math goirid, faodaidh am pròiseas annealing an ìre de ghnìomhachd neo-chunbhalachd a mheudachadh agus an ìre de sgaoileadh neo-chunbhalachd a lughdachadh, fhad‘ s a tha deagh fheartan càraidh analing ann, a ’leantainn gu barrachd. càileachd ceangail agus sruth aoidionachd nas ìsle.
Thathas a’ cleachdadh spike annealing gu farsaing ann am pròiseasan snaim ultra-eu-domhainn às deidh 65nm. Tha paramadairean pròiseas annealing spìc sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach teòthachd as àirde, ùine còmhnaidh as àirde, eadar-dhealachadh teothachd agus strì an aghaidh wafer às deidh a’ phròiseas.
Mar as giorra an ùine còmhnaidh as àirde, ’s ann as fheàrr. Tha e gu mòr an urra ri ìre teasachaidh / fuarachaidh an t-siostam smachd teothachd, ach bidh an àile gas pròiseas taghte uaireannan a ’toirt buaidh shònraichte air.
Mar eisimpleir, tha meud atamach beag aig helium agus ìre sgaoilidh luath, a tha cuideachail airson gluasad teas luath agus èideadh agus a dh’ fhaodadh an leud as àirde no an ùine còmhnaidh as àirde a lughdachadh. Mar sin, bidh helium uaireannan air a thaghadh gus teasachadh agus fuarachadh a chuideachadh.
(2)Soilleireachd lampa
Tha teicneòlas annealing lampa air a chleachdadh gu farsaing. Mar as trice bidh lampaichean halogen air an cleachdadh mar stòran teas annealing luath. Faodaidh na h-ìrean teasachaidh / fuarachaidh àrd aca agus smachd teothachd mionaideach coinneachadh ri riatanasan pròiseasan saothrachaidh os cionn 65nm.
Ach, chan urrainn dha làn choinneachadh ri riatanasan teann a’ phròiseas 45nm (às deidh a’ phròiseas 45nm, nuair a thachras conaltradh nicil-silicon ris an loidsig LSI, feumar an wafer a theasachadh gu sgiobalta bho 200 ° C gu còrr air 1000 ° C taobh a-staigh milliseconds, mar sin mar as trice feumar annealing laser).
(3)Laser annealing
Is e annealing laser am pròiseas a bhith a’ cleachdadh laser gu dìreach gus teòthachd uachdar an wafer àrdachadh gu sgiobalta gus am bi e gu leòr airson an criostal sileacain a leaghadh, ga dhèanamh air a ghnìomhachadh gu mòr.
Is e na buannachdan bho annealing laser teasachadh gu math luath agus smachd mothachail. Chan eil feum air teasachadh filament agus gu bunaiteach chan eil duilgheadasan ann le dàil teothachd agus beatha filament.
Ach, bho shealladh teignigeach, tha duilgheadasan sruth aoidionachd agus easbhaidhean fuigheall aig annealing laser, a bheir buaidh shònraichte air coileanadh inneal cuideachd.
(4)Flash annealing
Is e teicneòlas annealing a th’ ann an flash annealing a bhios a’ cleachdadh rèididheachd àrd-dian gus spìc a dhèanamh annealing air wafers aig teòthachd sònraichte ro theth.
Tha an wafer air a theasachadh gu 600-800 ° C, agus an uairsin bidh rèididheachd àrd-dian air a chleachdadh airson irradachadh cuisle geàrr-ùine. Nuair a ruigeas teòthachd àrd an wafer an teòthachd analing a tha a dhìth, thèid an rèididheachd a chuir dheth sa bhad.
Tha uidheamachd RTP air a chleachdadh barrachd is barrachd ann an saothrachadh chuairtean aonaichte adhartach.
A bharrachd air a bhith air a chleachdadh gu farsaing ann am pròiseasan RTA, tha uidheamachd RTP cuideachd air tòiseachadh air a chleachdadh ann an oxidation teirmeach luath, nitridation teirmeach luath, sgaoileadh teirmeach luath, tasgadh bhalbhaichean ceimigeach luath, a bharrachd air gineadh silicide meatailt agus pròiseasan epitaxial.
——————————————————————————————————————————————— --
Faodaidh Semicera a thoirt seachadpàirtean grafait,faireachdainn bog / teann,pàirtean de silicon carbide,Pàirtean CVD silicon carbide, agusPàirtean còmhdaichte le SiC / TaCle làn phròiseas semiconductor ann an 30 latha.
Ma tha ùidh agad anns na toraidhean semiconductor gu h-àrd,na bi leisg fios a chuir thugainn aig a’ chiad uair.
Fòn: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ùine puist: Lùnastal-27-2024