2024-09-25
فرآیند بازپخت، که به عنوان آنیل حرارتی نیز شناخته می شود، گامی مهم در تولید نیمه هادی است. خواص الکتریکی و مکانیکی مواد را با قرار دادن ویفرهای سیلیکونی در دمای بالا افزایش می دهد. اهداف اولیه بازپخت ترمیم آسیب شبکه، فعال کردن مواد ناخالص، اصلاح خواص فیلم و ایجاد سیلیسیدهای فلزی است. چندین قطعه متداول از تجهیزات مورد استفاده در فرآیندهای بازپخت شامل قطعات سفارشی پوشیده شده با SiC مانندمتعهد, پوشش می دهدو غیره توسط Semicorex ارائه شده است.
اصول اولیه فرآیند بازپخت
اصل اساسی فرآیند بازپخت استفاده از انرژی حرارتی در دماهای بالا برای بازآرایی اتمهای درون ماده و در نتیجه دستیابی به تغییرات فیزیکی و شیمیایی خاص است. عمدتاً جنبه های زیر را شامل می شود:
1. تعمیر آسیب شبکه:
- کاشت یون: یون های پرانرژی ویفر سیلیکونی را در حین کاشت یون بمباران می کنند و باعث آسیب به ساختار شبکه و ایجاد یک ناحیه بی شکل می شود.
- تعمیر بازپخت: در دماهای بالا، اتمهای داخل ناحیه آمورف دوباره مرتب میشوند تا نظم شبکه بازیابی شود. این فرآیند معمولاً به محدوده دمایی حدود 500 درجه سانتیگراد نیاز دارد.
2. فعال سازی ناخالصی:
- مهاجرت ناخالصی: اتم های ناخالصی تزریق شده در طول فرآیند بازپخت از محل های بینابینی به سایت های شبکه مهاجرت می کنند و به طور موثر دوپینگ ایجاد می کنند.
- دمای فعالسازی: فعالسازی ناخالصی معمولاً به دمای بالاتری در حدود 950 درجه سانتیگراد نیاز دارد. دماهای بالاتر منجر به نرخ فعال سازی بیشتر ناخالصی می شود، اما دمای بیش از حد بالا می تواند باعث انتشار بیش از حد ناخالصی شود و بر عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد.
3. اصلاح فیلم:
- تراکم: بازپخت می تواند لایه های شل را متراکم کند و خواص آنها را در حین اچ کردن خشک یا مرطوب تغییر دهد.
- دی الکتریک های گیت با کیفیت بالا: بازپخت پس از رسوب گذاری (PDA) پس از رشد دی الکتریک های گیت با کیفیت بالا می تواند خواص دی الکتریک را افزایش دهد، جریان نشتی گیت را کاهش دهد و ثابت دی الکتریک را افزایش دهد.
4. تشکیل سیلیسید فلزی:
- فاز آلیاژی: فیلم های فلزی (به عنوان مثال، کبالت، نیکل و تیتانیوم) با سیلیکون واکنش داده و آلیاژ تشکیل می دهند. شرایط دمایی مختلف بازپخت منجر به تشکیل فازهای آلیاژی مختلف می شود.
- بهینه سازی عملکرد: با کنترل دما و زمان بازپخت می توان به فازهای آلیاژی با مقاومت تماس کم و مقاومت بدنه دست یافت.
انواع مختلف فرآیندهای آنیلینگ
1. آنیل کوره با دمای بالا:
ویژگی ها: روش آنیل سنتی با دمای بالا (معمولا بیش از 1000 درجه سانتیگراد) و زمان بازپخت طولانی (چند ساعت).
کاربرد: مناسب برای کاربردهایی که به بودجه حرارتی بالا نیاز دارند، مانند آماده سازی بستر SOI و انتشار عمیق n چاهی.
2. آنیل حرارتی سریع (RTA):
ویژگی ها: با بهره گیری از ویژگی های گرمایش و سرمایش سریع، آنیل را می توان در مدت زمان کوتاهی، معمولاً در دمای حدود 1000 درجه سانتی گراد و زمان چند ثانیه به پایان رساند.
کاربرد: به ویژه برای تشکیل اتصالات بسیار کم عمق مناسب است، می تواند به طور موثر انتشار بیش از حد ناخالصی ها را کاهش دهد و بخشی ضروری از ساخت گره های پیشرفته است.
3. آنیل لامپ فلاش (FLA):
ویژگی ها: از لامپ های فلاش با شدت بالا برای گرم کردن سطح ویفرهای سیلیکونی در زمان بسیار کوتاه (میلی ثانیه) برای دستیابی به بازپخت سریع استفاده کنید.
کاربرد: مناسب برای فعال سازی دوپینگ بسیار کم عمق با عرض خط زیر 20 نانومتر، که می تواند انتشار ناخالصی را به حداقل برساند و در عین حال نرخ فعال سازی ناخالصی بالایی را حفظ کند.
4. لیزر اسپایک آنیلینگ (LSA):
ویژگی ها: از منبع نور لیزر برای گرم کردن سطح ویفر سیلیکونی در زمان بسیار کوتاه (میکروثانیه) برای دستیابی به بازپخت موضعی و با دقت بالا استفاده کنید.
کاربرد: مخصوصاً برای گرههای فرآیند پیشرفته که به کنترل با دقت بالا نیاز دارند، مانند ساخت دستگاههای FinFET و گیت فلزی بالا (HKMG) مناسب است.
Semicorex کیفیت بالایی را ارائه می دهدقطعات پوشش CVD SiC/TaCبرای آنیل حرارتی اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.
تلفن تماس 86-13567891907
ایمیل: sales@semicorex.com