Ủ nhiệt là gì

Quá trình ủ, còn được gọi là ủ nhiệt, là một bước quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn. Nó tăng cường các tính chất điện và cơ học của vật liệu bằng cách cho các tấm silicon tiếp xúc với nhiệt độ cao. Mục tiêu chính của quá trình ủ là sửa chữa những hư hỏng của mạng tinh thể, kích hoạt chất tạp chất, sửa đổi các đặc tính của màng và tạo ra silic kim loại. Một số thiết bị phổ biến được sử dụng trong quy trình ủ bao gồm các bộ phận được phủ SiC tùy chỉnh nhưngười lo tang lễ, bao gồm, v.v. được cung cấp bởi Semicorex.

Nguyên tắc cơ bản của quá trình ủ

Nguyên tắc cơ bản của quá trình ủ là sử dụng năng lượng nhiệt ở nhiệt độ cao để sắp xếp lại các nguyên tử bên trong vật liệu, từ đó đạt được những thay đổi vật lý và hóa học cụ thể. Nó chủ yếu liên quan đến các khía cạnh sau:

1. Sửa chữa hư hỏng lưới:

  - Cấy ion: Các ion năng lượng cao bắn phá wafer silicon trong quá trình cấy ion, gây hư hỏng cấu trúc mạng tinh thể và tạo ra vùng vô định hình.

  - Sửa chữa ủ: Ở nhiệt độ cao, các nguyên tử trong vùng vô định hình được sắp xếp lại để khôi phục lại trật tự mạng tinh thể. Quá trình này thường đòi hỏi nhiệt độ khoảng 500°C.

2. Kích hoạt tạp chất:

  - Di chuyển Dopant: Các nguyên tử tạp chất được đưa vào trong quá trình ủ di chuyển từ các vị trí xen kẽ sang các vị trí mạng tinh thể, tạo ra doping một cách hiệu quả.

  - Nhiệt độ kích hoạt: Kích hoạt tạp chất thường yêu cầu nhiệt độ cao hơn, khoảng 950°C. Nhiệt độ cao hơn dẫn đến tốc độ kích hoạt của tạp chất lớn hơn, nhưng nhiệt độ quá cao có thể gây ra sự khuếch tán tạp chất quá mức, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.

3. Chỉnh sửa phim:

  - Làm đặc: Quá trình ủ có thể làm đặc các màng rời và thay đổi tính chất của chúng trong quá trình khắc khô hoặc ướt.

  - Điện môi cổng cao k: Quá trình ủ lắng đọng sau (PDA) sau khi phát triển điện môi cổng cao k có thể tăng cường tính chất điện môi, giảm dòng rò cổng và tăng hằng số điện môi.

4. Hình thành silic kim loại:

  - Pha hợp kim: Các màng kim loại (ví dụ coban, niken, titan) phản ứng với silicon tạo thành hợp kim. Điều kiện nhiệt độ ủ khác nhau dẫn đến sự hình thành các pha hợp kim khác nhau.

  - Tối ưu hóa hiệu suất: Bằng cách kiểm soát nhiệt độ và thời gian ủ, có thể đạt được các pha hợp kim có điện trở tiếp xúc và điện trở thân thấp.

Các loại quy trình ủ khác nhau

1. Ủ lò nhiệt độ cao:

Đặc điểm: Phương pháp ủ truyền thống với nhiệt độ cao (thường trên 1000°C) và thời gian ủ lâu (vài giờ).

Ứng dụng: Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu lượng nhiệt lớn, chẳng hạn như chuẩn bị chất nền SOI và khuếch tán giếng n sâu.

2. Ủ nhiệt nhanh (RTA):

Các tính năng: Bằng cách tận dụng các đặc tính làm nóng và làm mát nhanh, quá trình ủ có thể được hoàn thành trong thời gian ngắn, thường ở nhiệt độ khoảng 1000°C và thời gian tính bằng giây.

Ứng dụng: Đặc biệt thích hợp cho việc hình thành các mối nối siêu nông, nó có thể làm giảm hiệu quả sự khuếch tán quá mức của tạp chất và là một phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất nút tiên tiến.

3. Ủ đèn flash (FLA):

Tính năng: Sử dụng đèn flash cường độ cao để làm nóng bề mặt tấm silicon trong thời gian rất ngắn (mili giây) để đạt được quá trình ủ nhanh.

Ứng dụng: Thích hợp để kích hoạt doping siêu nông với độ rộng vạch dưới 20nm, có thể giảm thiểu sự khuếch tán tạp chất trong khi vẫn duy trì tốc độ kích hoạt tạp chất cao.

4. Ủ bằng tia Laser (LSA):

Đặc điểm: Sử dụng nguồn sáng laser để làm nóng bề mặt tấm wafer silicon trong thời gian rất ngắn (micro giây) để đạt được quá trình ủ cục bộ và có độ chính xác cao.

Ứng dụng: Đặc biệt thích hợp cho các nút quy trình tiên tiến yêu cầu điều khiển có độ chính xác cao, chẳng hạn như sản xuất các thiết bị FinFET và cổng kim loại/cổng kim loại (HKMG).

Semicorex cung cấp chất lượng caoCác bộ phận phủ CVD SiC/TaCđể ủ nhiệt. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Số điện thoại liên hệ +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com