Коју улогу игра процес жарења?

У производњи плочица, третман жарењем је неопходан корак обраде. Жарење је у суштини контролисан процес топлотне обраде, који укључује загревање силицијумских плочица на одређену температуру (обично између 600°Ц и 1200°Ц), њихово држање одређеног трајања и хлађење одговарајућом брзином. Не мења макроскопски облик плочица, али поправља и оптимизује њихову унутрашњу микроструктуру.

Функције жарења

Прецизним регулисањем профила грејања и хлађења, процес жарења може активирати атоме допанта, поправити оштећење решетке, ублажити унутрашње напрезање и побољшати електричну поузданост плочица. Ова критична побољшања перформанси постављају чврсту основу за накнадну обраду плочица, служећи као основни предуслов за обезбеђивање дугорочног стабилног рада полупроводничких уређаја крајње употребе у сценаријима велике снаге и високе интеграције.

1. Активација допантних атома

Током имплантације јона, високоенергетски допантни атоми (нпр. бор, фосфор, арсен) се убацују у силицијумску решетку попут метака. Већина атома бива заробљена у интерстицијалним местима или насумичним позицијама у електрично неактивном стању - не може да обезбеди слободне електроне или рупе, и на тај начин не успева да модификује проводљивост силицијума. Жарење обезбеђује довољно топлотне енергије да омогући овим интерстицијским атомима да мигрирају, заузму празна места решетке настала оштећењем имплантације и интегришу се у кристалну решетку. Овај процес је познат као супституциона активација. Само активирани додаци доприносе слободним носиоцима наелектрисања да формирају ПН спојеве или проводне канале. Без жарења, имплантиране нечистоће само физички постоје унутар силицијума са занемарљивим утицајем на електричне перформансе.

2. Поправка оштећења решетке

Имплантација високоенергетских јона помера атоме силицијума са места решетке, стварајући бројне празнине, интерстицијале, па чак и аморфни слој дебљине неколико до десетина нанометара на површини плочице. Такве неисправне решетке пате од ниске покретљивости носача и јаке струје цурења. Током жарења, топлотна енергија покреће вибрације, дифузију и преуређење атома силицијума. Аморфни региони се рекристализују путем епитаксије у чврстој фази да би се обновиле скоро савршене монокристалне структуре, аналогно поновном постављању пута са кратерима да би се повратио равност и структурални интегритет.

3. Уклањање унутрашњег стреса

Термички и механички стрес се акумулира у силицијумским плочицама током оксидације на високим температурама, таложења танког филма и брзог циклирања температуре. Неублажен стрес узрокује нагињање плочице, клизне линије, неуспело фокусирање литографије или чак лом уређаја. Кроз добро дизајниране температурне профиле, жарење релаксира атоме решетке како би се равномерно ослободио заостали стрес.

4. Побољшање електричне поузданости Одређени производни кораци уводе нечистоће дубоког нивоа као што су тешки метали (гвожђе, бакар), који формирају рекомбинационе центре у појасу појаса, драстично смањујући животни век мањинских носилаца и повећавајући струју цурења. Високотемпературно жарење покреће ове нечистоће да дифундују ка унутра и да буду заробљене површинским слојевима, пречишћавајући активне регионе. Овај корак је посебно критичан за уређаје осетљиве на цурење као што су соларне ћелије и детектори.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом