Trumpas greitojo terminio atkaitinimo įvadas

Greitasis terminis atkaitinimas (sutrumpintai kaip RTA arba RTP) yra greito terminio apdorojimo technologija puslaidininkių gamyboje. Pagrindinis jo principas yra greitai įkaitinti plokštelės paviršių naudojant didelio intensyvumo spinduliavimo šilumos šaltinį (pvz., halogenines lempas, lazerius, blykstės lempas ir kt.), o plokštelės įkaitinimas iki tikslinės aukštos temperatūros per itin trumpą laiką (sekundėmis ar milisekundėmis), po kurio vyksta greitas aušinimo procesas.

Pagrindiniai atkaitinimo procesų tipai

Atsižvelgiant į vis trumpesnės atkaitinimo trukmės pažangiuose gamybos mazguose poreikį, buvo sukurtas visas atkaitinimo technologijų portfelis, o apdorojimo laikas nuosekliai sumažinamas nuo sekundžių iki milisekundžių ir dar iki mikrosekundžių.

1. Sugerti greitą terminį atkaitinimą

Tradicinis RTA procesas, kai didžiausia temperatūra trunka 1–30 sekundžių.

2. Spike greitas terminis atkaitinimas

Plokštelės pasiekia aukščiausią temperatūrą (~1050°C) su nežymiu sekundės palaikymu prieš nedelsiant atvėsdamos; pagrindinis itin seklios sankryžos formavimo procesas.

3. Blykstės lempos atkaitinimas

Intensyvi milisekundžių skalės blykstė iš lankinių lempų akimirksniu įkaitina tik plokštelės paviršių, o masinis substratas išlieka vėsus.

4. Atkaitinimas lazeriu

Skenuojantis lazerio spindulys šildo nuo mikrosekundžių iki milisekundžių, apribotą viršutiniu silicio sluoksniu. Jis užtikrina mažiausią šiluminį biudžetą, didžiausią priedo aktyvinimo efektyvumą ir sekliausias įmanomas jungtis.

---

Kodėl po jonų implantacijos reikalingas greitas terminis atkaitinimas?

Jonų implantavimas yra agresyvus bombardavimo procesas, kurio metu didelės energijos jonai atsitrenkia į silicio plokšteles, kad užbaigtų dopingą, o tai labai sugadins plokštelę ir sukels du esminius defektus, kuriuos galima pašalinti tik atkaitinimo procesu.

1. Priedai užima netinkamas gardelės vietas

Kad priemaišų atomai (boras, fosforas, arsenas) generuotų laisvuosius krūvininkus (skyles arba elektronus), jie turi užimti pakaitines gardelės vietas, pakeisdami vietinius silicio atomus. Tačiau iš karto po implantacijos dauguma priedų įstringa intersticinėse vietose. Šie intersticiniai priedai yra elektrai neaktyvūs ir negali prisidėti prie laidumo jokių nešėjų. Atkaitinimas suteikia šiluminę energiją, kad intersticiniai priedai migruotų į pakaitines vietas, taip pasiekiamas tikras „priemaišų aktyvavimas“ ir paverčiamas funkciniais donorais arba akceptoriais. Legiruoto sluoksnio lakšto atsparumą tiesiogiai lemia legiruoto sluoksnio suaktyvinimo greitis.

2. Grotelių struktūra stipriai pažeista

Didelės dozės jonų implantavimas sutrikdo sutvarkytą kristalinę gardelę plokštelės paviršiuje ir netgi gali sukelti amorfizaciją: iš pradžių gerai išlygintas vieno kristalo silicis virsta netvarkingu stiklu primenančiu amorfiniu silicio sluoksniu. Atkaitinimas leidžia šį amorfinį silicio sluoksnį vėl išauginti į vieną kristalą, naudojant nepažeistą apatinį silicį kaip šabloną. Šis procesas vadinamas kietosios fazės epitaksine rekristalizacija (SPER).

Kodėl atkaitinimo procesas turi būti „greitas“?

Jei apdorojimas aukštoje temperatūroje yra privalomas, kodėl gi nenaudojus įprastų krosnių ilgesniam šildymui vietoj greito terminio atkaitinimo apdorojimo? Priežastis ta, kad aukšta temperatūra ne tik suaktyvina priemaišas, bet ir priverčia jos pasklisti į vidų, todėl sandūra tampa gilesnė. Pažangiems puslaidininkiniams įrenginiams reikalingos itin seklios jungtys (USJ), kuo seklesnė jungtis, tuo geriau.

Dovanto difuzijos atstumas nustatomas pagal šiluminį biudžetą, apibrėžtą pagal formulę:

Difuzijos ilgis ≈ √(D · t), D ∝ exp (−Eₐ/kT)

D = priedo difuzijos koeficientas (pakyla eksponentiškai didėjant temperatūrai)

t = išlikimo aukštoje temperatūroje laikas

Dėl aukštesnės temperatūros ir ilgesnio terminio išlikimo laiko susidaro gilesnės sankryžos, o tai sukuria esminį kompromisą: reikia pakankamai aukštos temperatūros, kad būtų visiškai suaktyvintas priedas, tačiau reikia minimalios šildymo trukmės, kad būtų slopinamas sankryžos gilėjimas.

Vienintelis perspektyvus sprendimas yra greitas temperatūros padidėjimas iki didžiausios temperatūros, po kurio nedelsiant aušinamas, apribojant aukštos temperatūros poveikį itin trumpam langeliui. Tai yra pagrindinis greito terminio atkaitinimo pranašumas, palyginti su įprastiniu apdorojimu krosnyje: antros ar net milisekundės skalės temperatūros ciklas sumažina bendrą šiluminį biudžetą.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsRTP/RTA plokštelių laikikliairemiantis klientų poreikiais. Jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com