Maikling Panimula ng Rapid Thermal Annealing

Ang mabilis na thermal annealing (pinaikling RTA o RTP) ay isang mabilis na teknolohiya sa pagproseso ng thermal sa paggawa ng semiconductor. Ang pangunahing prinsipyo nito ay ang mabilis na pag-init sa ibabaw ng wafer gamit ang isang high-intensity radiant heat source (tulad ng mga halogen lamp, laser, flash lamp, atbp.), pagpainit ng wafer sa target na mataas na temperatura sa napakaikling oras (segundo o millisecond), na sinusundan ng mabilis na proseso ng paglamig.

Mga pangunahing uri ng mga proseso ng pagsusubo

Dahil sa pangangailangan para sa mas maiikling tagal ng annealing sa mga advanced na manufacturing node, nabuo ang isang buong portfolio ng mga teknolohiya ng annealing, na may sunud-sunod na pinaliit ang oras ng pagproseso mula sa mga segundo hanggang millisecond, at higit pa sa microseconds.

1. Ibabad ang mabilis na thermal annealing

Ang tradisyunal na proseso ng RTA na may 1 ~ 30 segundo ay naninirahan sa pinakamataas na temperatura.

2. Spike ang mabilis na thermal annealing

Ang mga wafer ay umabot sa pinakamataas na temperatura (~1050°C) na may kaunting sub-second dwell bago ang agarang paglamig; ang pangunahing proseso para sa ultra-mababaw na junction formation.

3. Flash lamp na pagsusubo

Ang matinding millisecond-scale na flash mula sa mga arc lamp ay agad na nagpapainit lamang sa ibabaw ng wafer habang pinananatiling malamig ang bulk substrate.

4.Laser spike pagsusubo

Ang pag-scan ng laser beam ay naghahatid ng microsecond-to-millisecond localized heating na limitado sa pinakamataas na layer ng silicon. Naghahatid ito ng pinakamababang thermal budget, pinakamataas na kahusayan sa pag-activate ng dopant at pinakamababaw na posibleng mga junction.

---

Bakit kailangan ang mabilis na thermal annealing pagkatapos ng ion implantation?

Ang ion implantation ay isang agresibong proseso ng pambobomba na umaasa sa mga high-energy ions upang hampasin ang mga silicon na wafer upang makumpleto ang doping, na magdudulot ng malubhang pinsala sa wafer at magreresulta sa dalawang kritikal na depekto na malulutas lamang sa pamamagitan ng proseso ng pagsusubo.

1. Sinasakop ng mga dopant ang mga hindi tamang lattice site

Para sa mga dopant atoms (Boron, Phosphorus, Arsenic) upang makabuo ng mga carrier ng libreng charge (mga butas o electron), dapat nilang sakupin ang mga substitutional lattice site, na palitan ang mga native na silicon atoms. Kaagad pagkatapos ng pagtatanim, gayunpaman, karamihan sa mga dopant ay nakulong sa mga interstitial na posisyon. Ang mga interstitial dopant na ito ay electrically inactive at hindi maaaring mag-ambag ng anumang carrier sa conduction. Nagbibigay ang Annealing ng thermal energy upang himukin ang mga interstitial dopant na lumipat sa mga substitutional na site, sa gayon ay nakakamit ang tunay na "dopant activation" at nagiging mga functional na donor o acceptor. Direktang kinokontrol ng dopant activation rate ang sheet resistance ng doped layer.

2. Malubhang nasira ang istraktura ng sala-sala

Ang mataas na dosis na pagtatanim ng ion ay nakakagambala sa inayos na kristal na sala-sala sa ibabaw ng wafer at maaaring humantong sa amorphization: ang orihinal na mahusay na nakahanay na single-crystal na silicon ay nagbabago sa isang hindi maayos na mala-salaming amorphous na silicon na layer. Ang pagsusubo ay nagbibigay-daan sa amorphous silicon layer na ito na lumaki pabalik sa isang kristal gamit ang buo na pinagbabatayan na silicon bilang isang template. Ang prosesong ito ay tinatawag na solid-phase epitaxial recrystallization (SPER).

Bakit kailangang "mabilis" ang proseso ng pagsusubo?

Kung ang paggamot sa mataas na temperatura ay ipinag-uutos, bakit hindi gumamit ng mga maginoo na hurno para sa matagal na pag-init sa halip na mabilis na pagproseso ng thermal annealing? Ang dahilan ay ang mataas na temperatura ay hindi lamang nagpapagana ng mga dumi ngunit nagiging sanhi din ng pagkalat ng mga ito sa loob, na ginagawang mas malalim ang junction. Ang mga advanced na semiconductor device ay nangangailangan ng ultra-shallow junctions (USJ), kung mas mababaw ang junction, mas mabuti.

Ang distansya ng dopant diffusion ay tinutukoy ng thermal budget, na tinukoy ng formula:

Haba ng Diffusion ≈ √(D · t), D ∝ exp(−Eₐ/kT)

D = dopant diffusion coefficient (tumataas nang malaki sa temperatura)

t = oras ng tirahan sa mataas na temperatura

Ang mas mataas na temperatura at mas matagal na thermal dwell time ay parehong humahantong sa mas malalim na mga junction, na lumilikha ng isang pangunahing tradeoff: sapat na mataas na temperatura ay kinakailangan para sa ganap na pag-activate ng dopant, ngunit minimal na tagal ng pag-init ay kinakailangan upang sugpuin ang junction deepening.

Ang tanging mabubuhay na solusyon ay ang mabilis na pag-rampa sa pinakamataas na temperatura na sinusundan ng agarang paglamig, na nililimitahan ang mataas na temperatura na pagkakalantad sa isang napakaikling window. Ito ang pangunahing bentahe ng mabilis na thermal annealing kumpara sa conventional furnace heating treatment: pinaliit ng pangalawa o kahit millisecond-scale temperature cycling ang kabuuang thermal budget.

Nag-aalok ang Semicorex ng mataas na kalidadRTP/RTA wafer carrierbatay sa mga pangangailangan ng mga customer. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.

Makipag-ugnayan sa telepono # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com