فرآیند بازپخت چه نقش هایی ایفا می کند؟

در ساخت ویفر، عملیات بازپخت یک مرحله پردازش ضروری است. بازپخت در اصل یک فرآیند عملیات حرارتی کنترل شده است که شامل حرارت دادن ویفرهای سیلیکونی تا دمای خاص (معمولاً بین 600 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد)، نگه داشتن آنها برای مدت معین و سرد کردن آنها با سرعت مناسب است. شکل ماکروسکوپی ویفرها را تغییر نمی دهد، اما ریزساختار داخلی آنها را تعمیر و بهینه می کند.

توابع آنیلینگ

با تنظیم دقیق پروفیل های گرمایش و سرمایش، فرآیند بازپخت می تواند اتم های ناخالص را فعال کند، آسیب شبکه را ترمیم کند، استرس داخلی را کاهش دهد و قابلیت اطمینان الکتریکی ویفرها را بهبود بخشد. این پیشرفت‌های حیاتی عملکرد، پایه‌ای محکم برای پردازش ویفر بعدی ایجاد می‌کند، که به عنوان یک پیش‌نیاز اصلی برای اطمینان از عملکرد پایدار طولانی‌مدت دستگاه‌های نیمه‌رسانای نهایی تحت سناریوهای پرقدرت و ادغام بالا عمل می‌کند.

1. فعال سازی اتم های ناخالص

در طول کاشت یون، اتم های ناخالص با انرژی بالا (به عنوان مثال، بور، فسفر، آرسنیک) مانند گلوله به شبکه سیلیکونی رانده می شوند. اکثر اتم‌ها در مکان‌های بینابینی یا موقعیت‌های تصادفی در حالت غیرفعال الکتریکی به دام می‌افتند و نمی‌توانند الکترون‌ها یا حفره‌های آزاد را تامین کنند و در نتیجه هدایت سیلیکون را تغییر نمی‌دهند. بازپخت انرژی حرارتی کافی را تامین می کند تا این اتم های بینابینی را قادر به مهاجرت، اشغال سایت های شبکه خالی ایجاد شده در اثر آسیب کاشت، و ادغام در شبکه کریستالی کند. این فرآیند به عنوان فعال سازی جایگزینی شناخته می شود. فقط ناخالصی های فعال، حامل های شارژ رایگان را برای تشکیل اتصالات PN یا کانال های رسانا کمک می کنند. بدون بازپخت، ناخالصی های کاشته شده صرفاً به صورت فیزیکی در داخل سیلیکون وجود دارد که تأثیر ناچیزی بر عملکرد الکتریکی دارد.

2. تعمیر آسیب شبکه

کاشت یون پرانرژی اتم‌های سیلیکون را از محل‌های شبکه جابجا می‌کند و جای خالی متعدد، بینابینی‌ها و حتی یک لایه آمورف به ضخامت چند تا ده‌ها نانومتر روی سطح ویفر ایجاد می‌کند. چنین شبکه های معیوب از تحرک کم حامل و جریان نشتی شدید رنج می برند. در طول بازپخت، انرژی حرارتی باعث ارتعاش، انتشار و بازآرایی اتم‌های سیلیکون می‌شود. نواحی آمورف از طریق اپیتاکسی فاز جامد برای بازیابی ساختارهای تقریباً کامل تک بلوری، شبیه به روکش مجدد جاده‌ای حفره‌دار برای بازیابی صافی و یکپارچگی ساختاری، دوباره متبلور می‌شوند.

3. تسکین استرس داخلی

تنش حرارتی و مکانیکی در ویفرهای سیلیکونی در طول اکسیداسیون در دمای بالا، رسوب لایه نازک و چرخه سریع دما جمع می‌شود. استرس تسکین ناپذیر باعث خم شدن ویفر، خطوط لغزش، فوکوس لیتوگرافی ناموفق یا حتی شکستگی دستگاه می شود. از طریق پروفیل‌های دما که به خوبی طراحی شده‌اند، بازپخت اتم‌های شبکه را شل می‌کند تا به طور یکنواخت تنش باقیمانده را آزاد کند.

4. بهبود قابلیت اطمینان الکتریکی برخی مراحل ساخت، ناخالصی‌های سطح عمیقی مانند فلزات سنگین (آهن، مس) را معرفی می‌کنند که مراکز نوترکیبی را در شکاف نواری تشکیل می‌دهند و طول عمر حامل اقلیت را به شدت کاهش می‌دهند و جریان نشتی را افزایش می‌دهند. بازپخت در دمای بالا این ناخالصی ها را به سمت داخل پخش می کند و توسط لایه های گیرنده سطحی جذب می شود و مناطق فعال را تصفیه می کند. این مرحله به ویژه برای دستگاه های حساس به نشتی مانند سلول های خورشیدی و آشکارسازها بسیار مهم است.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com