Кратак увод у брзо термичко жарење

Брзо термичко жарење (скраћено РТА или РТП) је технологија брзе термичке обраде у производњи полупроводника. Његов основни принцип је да брзо загрева површину плочице коришћењем извора топлоте високог интензитета зрачења (као што су халогене сијалице, ласери, блиц лампе, итд.), загревање плочице до циљане високе температуре у изузетно кратком времену (секундама или милисекундама), након чега следи брз процес хлађења.

Главне врсте процеса жарења

Вођен потражњом за све краћим трајањем жарења у напредним производним чворовима, развијен је читав портфолио технологија жарења, са временом обраде које се узастопно смањује од секунди до милисекунди, и даље до микросекунди.

1. Потопите брзо термичко жарење

Традиционални РТА процес са задржавањем од 1 ~ 30 секунди на вршној температури.

2. Брзо термичко жарење

Облатне достижу вршну температуру (~1050°Ц) са занемарљивим задржавањем испод секунде пре непосредног хлађења; главни процес за формирање ултра-плитких спојева.

3. Жарење блиц лампе

Интензиван блиц од лучних лампи у милисекундној скали тренутно загрева само површину плочице док одржава главни супстрат хладном.

4. Ласерско жарење шиљака

Ласерски сноп за скенирање испоручује локализовано загревање од микросекунде до милисекунди ограничено на највиши слој силикона. Пружа најнижи термални буџет, највећу ефикасност активације допанта и најплиће могуће спојеве.

---

Зашто је потребно брзо термичко жарење након јонске имплантације?

Имплантација јона је агресиван процес бомбардовања који се ослања на јоне високе енергије како би погодили силицијумске плочице до потпуног допинга, што ће изазвати озбиљна оштећења плочице и резултирати два критична дефекта који се могу решити само процесом жарења.

1. Допанти заузимају неправилна места решетке

Да би атоми додатака (бор, фосфор, арсен) генерисали слободне носиоце наелектрисања (рупе или електроне), они морају да заузму места супституцијске решетке, замењујући природне атоме силицијума. Међутим, одмах након имплантације већина допанта бива заробљена на интерстицијалним позицијама. Ове интерстицијалне допанте су електрично неактивне и не могу допринети проводљивости било каквим носачима. Жарење обезбеђује топлотну енергију која покреће интерстицијске допанте да мигрирају на супституциона места, чиме се постиже истинска „активација допанта“ и претварају се у функционалне донаторе или акцепторе. Брзина активације допанта директно управља отпорношћу слоја допираног слоја.

2. Структура решетке је озбиљно оштећена

Имплантација јона високе дозе ремети уређену кристалну решетку на површини плочице и може чак довести до аморфизације: првобитно добро поравнати монокристални силицијум се трансформише у неуређени слој аморфног силицијума налик стаклу. Жарење омогућава да се овај слој аморфног силицијума поново развије у један кристал користећи нетакнути силицијум који лежи у основи као шаблон. Овај процес се назива епитаксијална рекристализација у чврстој фази (СПЕР).

Зашто процес жарења мора бити "брз"?

Ако је третман на високој температури обавезан, зашто не користити конвенционалне пећи за продужено загревање уместо брзог термичког жарења? Разлог је тај што високе температуре не само да активирају нечистоће, већ и узрокују њихово ширење према унутра, чинећи спој дубљим. Напредни полупроводнички уређаји захтевају ултра плитке спојеве (УСЈ), што је спој плићи, то боље.

Удаљеност дифузије допанта је одређена термичким буџетом, дефинисаном формулом:

Дужина дифузије ≈ √(Д · т), Д ∝ екп(−Еₐ/кТ)

Д = коефицијент дифузије допанта (експоненцијално расте са температуром)

т = време задржавања на високој температури

Више температуре и дуже време задржавања топлоте доводе до дубљих спојева, стварајући фундаментални компромис: довољна висока температура је неопходна за потпуну активацију допанта, али је потребно минимално трајање загревања да би се сузбило продубљивање споја.

Једино одрживо решење је брзо повећање температуре до вршне температуре праћено тренутним хлађењем, ограничавајући излагање високој температури ултра-кратком прозору. Ово је кључна предност брзог термичког жарења у односу на конвенционални третман загревања у пећи: циклирање температуре у другој или чак милисекундној скали минимизира укупан термални буџет.

Семицорек нуди висок квалитетРТП/РТА носачи плочицана основу потреба купаца. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом