1. Барраси
Гармидиҳӣ, ки бо номи коркарди гармидиҳӣ низ маълум аст, ба расмиёти истеҳсолие дахл дорад, ки дар ҳарорати баланд, одатан аз нуқтаи обшавии алюминий баландтар кор мекунанд.
Раванди гармидиҳӣ одатан дар кӯраи ҳарорати баланд гузаронида мешавад ва равандҳои асосӣ ба монанди оксидшавӣ, диффузияи наҷосат ва тозакунӣ барои таъмири нуқсонҳои кристаллӣ дар истеҳсоли нимноқилҳоро дар бар мегирад.
Оксидшавӣ: Ин равандест, ки дар он вафли кремний дар атмосфераи оксидантҳо ба монанди оксиген ё буғи об барои коркарди гармии баланд ҷойгир карда мешавад, ки боиси реаксияи кимиёвӣ дар сатҳи вафли кремний барои ташаккули филми оксиди мегардад.
Диффузияи наҷосат: ба истифодаи принсипҳои диффузияи гармӣ дар шароити ҳарорати баланд барои ворид кардани унсурҳои наҷосат ба субстрати кремний мувофиқи талаботи раванд дахл дорад, то он тақсимоти консентратсияи мушаххас дошта бошад ва ба ин васила хосиятҳои электрикии маводи кремнийро тағир диҳад.
Табобат ба раванди гарм кардани вафли кремний пас аз имплантатсияи ион барои ислоҳи камбудиҳои торӣ, ки дар натиҷаи имплантатсияи ион ба вуҷуд омадаанд, дахл дорад.
Се намуди асосии таҷҳизот барои оксидшавӣ/диффузия/таҳш истифода мешаванд:
- печи уфуқӣ;
- кӯраи амудӣ;
- Танӯр гармкунии зуд: таҷҳизоти коркарди гармии зуд
Равандҳои гармидиҳии анъанавӣ асосан коркарди дарозмуддати ҳарорати баландро барои рафъи зараре, ки дар натиҷаи имплантатсияи ионҳо ба вуҷуд меоянд, истифода мебаранд, аммо нуқсонҳои он бартараф нашудани нуқсонҳо ва самаранокии пасти фаъолсозии ифлосҳои имплантатсияшуда мебошанд.
Илова бар ин, аз сабаби ҳарорати баланд ва муддати тӯлонӣ, тақсимоти наҷосат эҳтимол дорад, ки боиси паҳншавии миқдори зиёди ифлосҳо мегардад ва ба талаботи гузаргоҳҳои наонқадар ва тақсимоти танги наҷосат ҷавобгӯ нест.
Таҷҳизоти зуд гармии пластинкаҳои иондоршуда бо истифода аз таҷҳизоти коркарди босуръати термикӣ (RTP) як усули коркарди гармӣ мебошад, ки тамоми вафлиро то ҳарорати муайян (умуман 400-1300°С) дар муддати хеле кӯтоҳ гарм мекунад.
Дар муқоиса бо гармкунии оташдон, он бартариҳои буҷаи гармии камтар, доираи хурди ҳаракати наҷосат дар минтақаи допинг, ифлосшавии камтар ва вақти коркарди кӯтоҳ дорад.
Раванди гармидиҳии босуръати гармӣ метавонад аз манбаъҳои гуногуни энергия истифода барад ва диапазони вақти гармкунӣ хеле васеъ аст (аз 100 то 10-9 сония, аз қабили лампаҳои лампа, тозакунии лазерӣ ва ғайра). Он метавонад наҷосатро комилан фаъол созад ва ҳамзамон тақсимоти наҷосатро самаранок пахш кунад. Дар айни замон он дар равандҳои баландсифати истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ бо диаметри вафли аз 200 мм зиёдтар истифода мешавад.
2. Раванди гармидиҳии дуюм
2.1 Раванди оксидшавӣ
Дар раванди истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ ду усули ташаккули филмҳои оксиди кремний вуҷуд дорад: оксидшавии гармӣ ва таҳшинкунӣ.
Раванди оксидшавӣ ба раванди ташаккули SiO2 дар рӯи вафли кремний тавассути оксидшавии гармӣ дахл дорад. Плёнкаи SiO2, ки дар натиҷаи оксидшавии гармӣ ба вуҷуд омадааст, аз сабаби хосиятҳои олии изолятсияи электрикӣ ва имконпазирии раванд дар раванди истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ васеъ истифода мешавад.
Муҳимтарин барномаҳои он инҳоянд:
- Дастгоҳҳоро аз харошидан ва ифлосшавӣ муҳофизат кунед;
- Маҳдудияти ҷудокунии майдони интиқолдиҳандагони заряднок (пассиватсияи рӯизаминӣ);
- Маводҳои диэлектрикӣ дар оксиди дарвоза ё сохторҳои ҳуҷайраҳои нигоҳдорӣ;
- Ниқоби имплантатсия дар допинг;
- Як қабати диэлектрикӣ байни қабатҳои гузаронандаи металлӣ.
(1)Муҳофизати дастгоҳ ва изолятсия
SiO2, ки дар рӯи вафли (вафли кремний) парвариш карда мешавад, метавонад ҳамчун як қабати муассири монеа барои ҷудо кардан ва муҳофизат кардани дастгоҳҳои ҳассос дар дохили кремний хидмат кунад.
Азбаски SiO2 як маводи сахт ва ғайривоқеъ (зич) аст, онро метавон барои ба таври муассир ҷудо кардани дастгоҳҳои фаъол дар сатҳи кремний истифода бурд. Қабати сахти SiO2 вафли кремнийро аз харошидан ва осебе, ки дар ҷараёни истеҳсолот рух медиҳад, муҳофизат мекунад.
(2)Пассиватсияи рӯизаминӣ
Пассиватсияи рӯизаминӣ Бартарии асосии SiO2, ки бо термикӣ парвариш карда мешавад, дар он аст, ки он метавонад зичии ҳолати сатҳи кремнийро тавассути маҳдуд кардани пайвандҳои овезон кам кунад, ки ин таъсир ҳамчун пассиватсияи рӯизаминӣ маълум аст.
Он таназзули барқро пешгирӣ мекунад ва роҳи ихроҷи ҷараёнро, ки аз намӣ, ионҳо ё дигар ифлоскунандаҳои беруна ба вуҷуд омадааст, коҳиш медиҳад. Қабати сахти SiO2 Si-ро аз харошидан ва осеби раванде, ки ҳангоми истеҳсоли пас аз истеҳсол рух медиҳанд, муҳофизат мекунад.
Қабати SiO2, ки дар сатҳи Si парвариш карда мешавад, метавонад ифлоскунандаҳои аз ҷиҳати электрикӣ фаъолро (ифлосшавии ионҳои мобилӣ) дар сатҳи Si пайваст кунад. Пассиватсия инчунин барои назорати ҷараёни ихроҷи дастгоҳҳои пайвастшавӣ ва афзоиши оксидҳои устувори дарвоза муҳим аст.
Ҳамчун қабати пассиватсияи баландсифат, қабати оксид талаботи сифат дорад, аз қабили ғафсии якхела, сӯрохиҳо ва холӣ нест.
Омили дигари истифодаи қабати оксид ҳамчун қабати пассиватсияи сатҳи Si ғафсии қабати оксид мебошад. Қабати оксид бояд ба қадри кофӣ ғафс бошад, то қабати металлӣ аз заряд дар сатҳи кремний ҷамъ шудани зарядро пешгирӣ кунад, ки ба хусусияти нигоҳдорӣ ва шикастани зарядҳои конденсаторҳои оддӣ монанд аст.
SiO2 инчунин коэффисиенти васеъшавии гармиро ба Si хеле монанд дорад. Вафли кремний ҳангоми равандҳои ҳарорати баланд васеъ мешавад ва ҳангоми хунуккунӣ баста мешавад.
SiO2 бо суръати хеле наздик ба суръати Si, васеъ ё коҳиш меёбад, ки вайроншавии пласти кремнийро дар ҷараёни гармӣ кам мекунад. Ин инчунин аз ҷудошавии филми оксид аз сатҳи кремний аз сабаби фишори филм пешгирӣ мекунад.
(3)Диэлектрикии оксиди дарвоза
Барои сохтори маъмултарин ва муҳимтарини оксиди дарвоза дар технологияи MOS ҳамчун маводи диэлектрикӣ қабати бениҳоят тунуки оксиди истифода мешавад. Азбаски қабати оксиди дарвоза ва Si дар зери он дорои хусусиятҳои сифат ва устувории баланд мебошанд, қабати оксиди дарвоза одатан тавассути афзоиши гармӣ ба даст оварда мешавад.
SiO2 дорои қувваи баланди диэлектрикӣ (107В/м) ва муқовимати баланд (тақрибан 1017Ω·см) мебошад.
Калиди эътимоднокии дастгоҳҳои MOS тамомияти қабати оксиди дарвоза мебошад. Сохтори дарвоза дар дастгоҳҳои MOS ҷараёни ҷараёнро назорат мекунад. Азбаски ин оксид барои кори микрочипҳо дар асоси технологияи саҳроӣ асос ёфтааст,
Аз ин рӯ, сифати баланд, якрангии ғафсии филми аъло ва набудани ифлосиҳо талаботи асосии он мебошанд. Ҳама гуна ифлосшавӣ, ки метавонад функсияи сохтори оксиди дарвозаро паст кунад, бояд ба таври қатъӣ назорат карда шавад.
(4)Монеаи допинг
SiO2 метавонад ҳамчун қабати муассири ниқобкунӣ барои допинги интихобшудаи сатҳи кремний истифода шавад. Пас аз он ки қабати оксид дар сатҳи кремний ба вуҷуд меояд, SiO2 дар қисми шаффофи ниқоб кашида мешавад, то тирезаеро ташкил диҳад, ки тавассути он маводи допинг метавонад ба вафли кремний ворид шавад.
Дар ҷое, ки тиреза вуҷуд надорад, оксид метавонад сатҳи кремнийро муҳофизат кунад ва аз паҳншавии ифлосиҳо пешгирӣ кунад ва ба ин васила имплантатсияи интихобшудаи наҷосатро фароҳам меорад.
Допантҳо дар SiO2 нисбат ба Si оҳиста ҳаракат мекунанд, аз ин рӯ барои бастани допантҳо танҳо як қабати тунуки оксид лозим аст (дар хотир доред, ки ин суръат аз ҳарорат вобаста аст).
Як қабати тунуки оксиди (масалан, ғафсии 150 Å) инчунин метавонад дар ҷойҳое истифода шавад, ки имплантацияи ионҳо лозим аст, ки метавонад барои кам кардани зарар ба сатҳи кремний истифода шавад.
Он инчунин имкон медиҳад, ки умқи пайвастшавӣ ҳангоми имплантатсияи ифлос тавассути кам кардани таъсири канализатсия беҳтар назорат карда шавад. Пас аз имплантатсия, оксидро бо кислотаи гидрофторӣ интихобан хориҷ кардан мумкин аст, то сатҳи кремний дубора ҳамвор шавад.
(5)Қабати диэлектрикӣ байни қабатҳои металлӣ
SiO2 дар шароити муқаррарӣ қувваи барқро намегузаронад, бинобар ин он дар байни қабатҳои металлӣ дар микрочипҳо изолятори муассир аст. SiO2 метавонад ноқилҳои кӯтоҳро байни қабати болоии металлӣ ва қабати поёнии металлӣ пешгирӣ кунад, ҳамон тавре ки изолятори сим метавонад ноқилҳои кӯтоҳро пешгирӣ кунад.
Талаботи сифат барои оксид аз он иборат аст, ки он аз сӯрохиҳо ва холӣ нест. Он аксар вақт барои ба даст овардани моеъи самараноктар допинг карда мешавад, ки метавонад паҳншавии ифлосшавиро беҳтар кам кунад. Он одатан тавассути таҳшин кардани буғи химиявӣ ба даст оварда мешавад, на афзоиши гармӣ.
Вобаста ба реаксияи газ, раванди оксидшавӣ одатан ба инҳо тақсим мешавад:
- Оксидшавии оксигени хушк: Si + O2→SiO2;
- Оксидшавии оксигени тар: 2H2O (буғи об) + Si→SiO2+2H2;
- Оксидшавии хлор: гази хлор, аз қабили хлориди гидроген (HCl), дихлорэтилен DCE (C2H2Cl2) ё ҳосилаҳои он, барои беҳтар кардани суръати оксидшавӣ ва сифати қабати оксид ба оксиген илова карда мешавад.
(1)Раванди оксидшавии оксигени хушк: Молекулаҳои оксиген дар гази реаксия тавассути қабати оксиди аллакай ташаккулёфта паҳн шуда, ба интерфейси байни SiO2 ва Si расида, бо Si реаксия мекунанд ва сипас қабати SiO2 -ро ташкил медиҳанд.
SiO2, ки тавассути оксидшавии оксигени хушк омода шудааст, дорои сохтори зич, ғафсии якхела, қобилияти ниқобпӯшии қавӣ барои тазриқ ва паҳншавӣ ва такроршавандагии баланди раванд мебошад. Камбудии он дар он аст, ки суръати афзоиш суст аст.
Ин усул одатан барои оксидшавии босифати баланд, аз қабили оксидшавии диэлектрикии дарвоза, оксидшавии қабати тунуки буферӣ ё барои оғози оксидшавӣ ва қатъ кардани оксидшавӣ ҳангоми оксидшавии қабати ғафси буферӣ истифода мешавад.
(2)Раванди оксидшавии оксигени тар: Буғи обро мустақиман дар оксиген интиқол додан мумкин аст ё онро тавассути реаксияи гидроген ва оксиген ба даст овардан мумкин аст. Меъёри оксидшавиро тавассути танзими таносуби қисман фишори гидроген ё буғи об ба оксиген тағир додан мумкин аст.
Дар хотир доред, ки барои таъмини бехатарӣ таносуби гидроген ба оксиген набояд аз 1,88:1 зиёд бошад. Оксидшавии оксигени тар аз сабаби мавҷудияти ҳам оксиген ва ҳам буғи об дар гази реаксия аст ва буғи об дар ҳарорати баланд ба оксиди гидроген (H2O) таҷзия мешавад.
Суръати диффузияи оксиди гидроген дар оксиди кремний нисбат ба оксиген хеле тезтар аст, бинобар ин суръати оксидшавии оксигени тар аз суръати оксидшавии оксигени хушк тақрибан як дараҷа баландтар аст.
(3)Раванди оксидшавии хлор: Илова ба оксидшавии анъанавии оксигени хушк ва оксигени тар, гази хлор, аз қабили хлориди гидроген (HCl), дихлорэтилен DCE (C2H2Cl2) ё ҳосилаҳои он, метавонад ба оксиген барои беҳтар кардани суръати оксидшавӣ ва сифати қабати оксид илова карда шавад. .
Сабаби асосии афзоиши суръати оксидшавӣ дар он аст, ки ҳангоми илова кардани хлор барои оксидшавӣ на танҳо дар реактив буғи об дорад, ки метавонад оксидшавиро суръат бахшад, балки хлор низ дар наздикии интерфейси байни Si ва SiO2 ҷамъ мешавад. Дар ҳузури оксиген пайвастагиҳои хлоросиликӣ ба осонӣ ба оксиди кремний мубаддал мешаванд, ки метавонанд оксидшавиро катализ кунанд.
Сабаби асосии беҳтар шудани сифати қабати оксид дар он аст, ки атомҳои хлор дар қабати оксид метавонанд фаъолияти ионҳои натрийро тоза карда, ба ин васила нуқсонҳои оксидшавиро, ки дар натиҷаи олудашавии ионҳои натрийи таҷҳизот ва ашёи коркард ба вуҷуд меоянд, кам кунанд. Аз ин рӯ, допинги хлор дар аксари равандҳои оксидшавии оксигени хушк иштирок мекунад.
2.2 Раванди диффузия
Диффузияи анъанавӣ ба интиқоли моддаҳо аз минтақаҳои консентратсияи баландтар ба минтақаҳои консентратсияи камтар то ба таври баробар тақсим шудани онҳо дахл дорад. Раванди диффузия аз рӯи қонуни Фик сурат мегирад. Диффузия метавонад дар байни ду ё зиёда моддаҳо рух диҳад ва фарқияти консентратсия ва ҳарорат байни минтақаҳои гуногун тақсимоти моддаҳоро ба ҳолати якхелаи мувозинат оварда мерасонад.
Яке аз муҳимтарин хосиятҳои маводи нимноқилӣ дар он аст, ки гузаронандагии онҳоро бо роҳи илова кардани намудҳо ё консентратсияи гуногуни допантҳо танзим кардан мумкин аст. Дар истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ, ин раванд одатан тавассути равандҳои допинг ё диффузия ба даст оварда мешавад.
Вобаста аз ҳадафҳои тарроҳӣ, маводи нимноқил ба монанди кремний, германий ё пайвастагиҳои III-V метавонанд ду хосиятҳои гуногуни нимноқилро, навъи N ё P-ро тавассути допинг бо ифлосҳои донорӣ ё ифлосҳои аксепторӣ ба даст оранд.
Допинги нимноқилҳо асосан бо ду усул амалӣ карда мешавад: диффузия ё имплантатсияи ион, ки ҳар кадоми онҳо хусусиятҳои хоси худро доранд:
Допинги диффузионӣ арзонтар аст, аммо консентратсия ва умқи маводи допингро дақиқ назорат кардан мумкин нест;
Гарчанде ки имплантатсияи ионҳо нисбатан гарон аст, он имкон медиҳад, ки профилҳои консентратсияи допантҳоро дақиқ назорат кунанд.
Пеш аз солҳои 1970-ум, андозаи хусусияти графикаи интегралӣ тақрибан 10 микрон буд ва технологияи анъанавии диффузияи гармӣ одатан барои допинг истифода мешуд.
Раванди диффузия асосан барои тағир додани маводи нимноқил истифода мешавад. Бо паҳн кардани моддаҳои гуногун ба маводи нимноқилӣ, ноқилӣ ва дигар хосиятҳои физикии онҳоро тағир додан мумкин аст.
Масалан, ба воситаи диффузия кардани элементи севалентии бор ба кремний нимноќилњои типи Р ба вуљуд меояд; тавассути допинги элементҳои панҷвалентии фосфор ё мышьяк нимноқилҳои навъи N ба вуҷуд меоянд. Вақте ки нимноқили P-и дорои сӯрохиҳои бештар бо нимноқилҳои навъи N, ки электронҳои бештар дорад, пайвастшавии PN ба вуҷуд меояд.
Вақте ки андозаи хусусиятҳо кам мешаванд, раванди диффузияи изотропӣ имкон медиҳад, ки допантҳо ба тарафи дигари қабати оксиди сипар паҳн шаванд ва боиси кӯтоҳ шудани байни минтақаҳои ҳамсоя мегардад.
Ба истиснои баъзе истифодаҳои махсус (масалан, диффузияи дарозмуддат барои ташаккули минтақаҳои яксон тақсимшудаи тобовар ба баландшиддат), раванди диффузия тадриҷан бо имплантатсияи ион иваз карда шуд.
Бо вуҷуди ин, дар тавлиди технологияи зери 10 нм, азбаски андозаи Фин дар дастгоҳи транзистори се андозагирии саҳроӣ (FinFET) хеле хурд аст, имплантатсияи ион ба сохтори ночизи он осеб мерасонад. Истифодаи раванди диффузияи манбаи сахт метавонад ин мушкилотро ҳал кунад.
2.3 Раванди таназзул
Раванди тозакунӣ инчунин гармкунии гармӣ номида мешавад. Раванди ҷойгир кардани вафли кремний дар муҳити ҳарорати баланд барои як муддати муайян барои тағир додани микроструктураи рӯи ва ё даруни вафли кремний барои ноил шудан ба ҳадафи мушаххаси раванд мебошад.
Параметрҳои муҳимтарин дар раванди тозакунӣ ҳарорат ва вақт мебошанд. Чӣ қадаре ки ҳарорат баланд бошад ва вақт дарозтар бошад, буҷаи гармидиҳӣ ҳамон қадар зиёд мешавад.
Дар раванди истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ, буҷаи гармидиҳӣ ба таври қатъӣ назорат карда мешавад. Агар дар ҷараёни раванд равандҳои гармидиҳии сершумор вуҷуд дошта бошанд, буҷаи гармиро метавон ҳамчун суперпозитсияи коркарди гармии сершумор ифода кард.
Аммо, бо миниатюризатсияи гиреҳҳои раванд, буҷети гармии иҷозатдодашуда дар тамоми раванд хурдтар ва хурдтар мешавад, яъне ҳарорати раванди гармии ҳарорати баланд паст мешавад ва вақт кӯтоҳтар мешавад.
Одатан, раванди гармкунӣ бо имплантатсияи ионҳо, рехтани филми тунук, ташаккули силицидҳои металлӣ ва дигар равандҳо якҷоя карда мешавад. Аз ҳама маъмултаринаш гармии гармӣ пас аз имплантатсияи ион мебошад.
Имплантатсияи ион ба атомҳои субстрат таъсир мерасонад ва боиси он мегардад, ки онҳо аз сохтори аслии торӣ ҷудо шаванд ва ба торчаи субстрат зарар расонанд. Табобати гармидиҳӣ метавонад зарари торро, ки дар натиҷаи имплантатсияи ион ба вуҷуд омадааст, барқарор кунад ва инчунин метавонад атомҳои наҷосати имплантатсияшударо аз холигии торҳо ба сайтҳои торӣ интиқол диҳад ва ба ин васила онҳоро фаъол созад.
Ҳарорате, ки барои таъмири осеби торҳо лозим аст, тақрибан 500 ° C ва ҳарорате, ки барои фаъолсозии наҷосат лозим аст, тақрибан 950 ° C аст. Дар назария, вақти гармкунӣ ва ҳарорат баландтар аст, суръати фаъолшавии ифлосҳо ҳамон қадар баландтар мешавад, аммо буҷаи гармидиҳӣ ба паҳншавии аз ҳад зиёди ифлосҳо оварда мерасонад, ки ин равандро идоранашаванда мегардонад ва дар ниҳоят боиси таназзули кори дастгоҳ ва схема мегардад.
Аз ин рӯ, бо рушди технологияи истеҳсолӣ, гармкунии анъанавии дарозмуддати оташдон тадриҷан бо гармкунии босуръати гармӣ (RTA) иваз карда шуд.
Дар раванди истеҳсолӣ, баъзе филмҳои мушаххас бояд пас аз таҳшин аз раванди гармидиҳии гармӣ гузаранд, то хосиятҳои муайяни физикӣ ё химиявии филмро тағир диҳанд. Масалан, плёнкаи фуҷур зич шуда, суръати тозакунии хушк ё тарро тағйир медиҳад;
Раванди дигаре, ки маъмулан истифода мешавад, ҳангоми ташаккули силисиди металлӣ рух медиҳад. Плёнкаҳои металлӣ, аз қабили кобальт, никел, титан ва ғайра ба рӯи пластинкаи кремний пошида мешаванд ва пас аз коркарди босуръати гармӣ дар ҳарорати нисбатан паст, металл ва кремний метавонанд хӯла ба вуҷуд оранд.
Баъзе металлҳо дар шароити гуногуни ҳарорат фазаҳои гуногуни хӯла ташкил медиҳанд. Умуман, умедвор аст, ки марҳилаи хӯлаи бо муқовимати камтари тамос ва муқовимати бадан дар ҷараёни ин раванд ташаккул ёбад.
Мувофиқи талаботҳои гуногуни буҷети гармӣ, раванди гармкунӣ ба кӯраи гармии баланд ва гармкунии зуд гармӣ тақсим карда мешавад.
- Таҷҳизонидани қубурҳои оташдон дар ҳарорати баланд:
Ин як усули анъанавии табобат бо ҳарорати баланд, вақти тӯлонӣ ва буҷаи баланд мебошад.
Дар баъзе равандҳои махсус, аз қабили технологияи изолятсияи сӯзандоруи оксиген барои тайёр кардани субстратҳои SOI ва равандҳои диффузияи чуқур, он ба таври васеъ истифода мешавад. Чунин равандҳо одатан буҷети гармидиҳии баландтарро талаб мекунанд, то як торчаи комил ё тақсимоти якхелаи наҷосатро ба даст оранд.
- Таъмини босуръати гармӣ:
Ин раванди коркарди вафли кремний тавассути гармидиҳии бениҳоят босуръат ва сардшавии кӯтоҳ дар ҳарорати мақсаднок мебошад, ки баъзан онро коркарди босуръати гармӣ (RTP) низ меноманд.
Дар ҷараёни ташаккули пайвандҳои ултра наоназ, гармкунии босуръати гармӣ ба оптимизатсияи созиш байни таъмири нуқсонҳои торӣ, фаъолсозии наҷосат ва кам кардани паҳншавии наҷосат ноил мегардад ва дар раванди истеҳсоли гиреҳҳои технологияи пешрафта ҳатмист.
Раванди баландшавӣ/пастшавии ҳарорат ва кӯтоҳмуддат дар ҳарорати мақсаднок якҷоя буҷаи гармидиҳии гармидиҳии зудро ташкил медиҳанд.
Анъанавии гармидиҳии босуръати гармӣ ҳарорати тақрибан 1000 ° C дорад ва сонияҳоро мегирад. Дар солҳои охир, талабот барои гармкунии босуръати термикӣ торафт сахттар шуда истодааст ва оҳиста-оҳиста таҳаввулоти флешдор, пошидани хӯша ва лазерӣ тадриҷан инкишоф ёфта, вақти тозакунӣ ба миллисонияҳо мерасад ва ҳатто майл ба сӯи микросонияҳо ва суб-микросекундҳо инкишоф меёбад.
3 . Се тачхизоти гармидихй
3.1 Таҷҳизоти диффузия ва оксидшавӣ
Раванди диффузия асосан принсипи диффузияи гармиро дар шароити ҳарорати баланд (одатан 900-1200 ℃) истифода мебарад, то унсурҳои наҷосатро ба субстрати кремний дар умқи зарурӣ ворид кунад, то ба он тақсимоти консентратсияи мушаххас диҳад, то хосиятҳои электрикии материал ва сохтори дастгоҳи нимноқилро ташкил медиҳанд.
Дар технологияи микросхемаҳои интегралии кремний, раванди диффузия барои сохтани пайвандҳои PN ё ҷузъҳо ба монанди резисторҳо, конденсаторҳо, ноқилҳои пайвастшавӣ, диодҳо ва транзисторҳо дар микросхемаҳои интегралӣ истифода мешавад ва инчунин барои ҷудокунии байни ҷузъҳо истифода мешавад.
Аз сабаби набудани назорати дақиқи тақсимоти консентратсияи допинг, раванди диффузия тадриҷан бо раванди имплантатсияи допинги ионӣ дар истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ бо диаметри вафли аз 200 мм ва бештар аз он иваз карда шуд, аммо миқдори ками он ҳанӯз ҳам дар вазнҳои вазнин истифода мешавад. равандҳои допинг.
Таҷҳизоти диффузии анъанавӣ асосан печҳои диффузии уфуқӣ мебошанд ва шумораи ками печҳои диффузии амудӣ низ мавҷуданд.
Танӯри диффузии уфуқӣ:
Ин як таҷҳизоти коркарди гармӣ мебошад, ки дар раванди диффузияи микросхемаҳои интегралӣ бо диаметри вафли камтар аз 200 мм истифода мешавад. Хусусиятҳои он аз он иборатанд, ки корпуси кӯраи гармидиҳӣ, найҳои реаксиявӣ ва қаиқҳои кварси вафли ҳама ба таври уфуқӣ ҷойгир шудаанд, аз ин рӯ он дорои хусусиятҳои раванди якрангии хуби байни вафлиҳо мебошад.
Он на танҳо яке аз таҷҳизоти муҳими пешрафта дар хати истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ мебошад, балки инчунин дар диффузия, оксидшавӣ, гармкунӣ, хӯлакунӣ ва дигар равандҳо дар соҳаҳо ба монанди дастгоҳҳои дискретӣ, дастгоҳҳои электронии барқӣ, дастгоҳҳои оптоэлектронӣ ва нахҳои оптикӣ васеъ истифода мешавад. .
Танӯри диффузии амудӣ:
Умуман ба таҷҳизоти партови коркарди гармӣ, ки дар раванди микросхемаҳои интегралӣ барои вафли диаметри 200 мм ва 300 мм истифода мешавад, дахл дорад, ки маъмулан ҳамчун кӯраи амудӣ маълум аст.
Хусусиятҳои сохтории печи диффузии амудӣ иборатанд аз он аст, ки корпуси печи гармидиҳӣ, найчаи реаксиявӣ ва киштии кварси, ки пластинка дорад, ҳама амудӣ ва вафли уфуқӣ ҷойгир карда мешаванд. Он дорои хусусиятҳои якрангии хуб дар дохили пластинка, дараҷаи баланди автоматизатсия ва кори устувори система мебошад, ки метавонад ба ниёзҳои хатҳои истеҳсолии микросхемаи интегралӣ қонеъ карда шавад.
Танӯри диффузии амудӣ яке аз таҷҳизоти муҳим дар хати истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ нимноқилҳо мебошад ва инчунин одатан дар равандҳои марбут дар соҳаҳои дастгоҳҳои электронии барқ (IGBT) ва ғайра истифода мешавад.
Танӯри диффузияи амудӣ барои равандҳои оксидшавӣ ба монанди оксидшавии оксигени хушк, оксидшавии синтези гидроген-оксиген, оксидшавии оксинитриди кремний ва равандҳои афзоиши филми тунук ба монанди диоксиди кремний, полисиликон, нитриди кремний (Si3N4) ва қабати атомӣ истифода мешавад.
Он инчунин одатан дар коркарди ҳарорати баланд, коркарди мис ва равандҳои хӯлакунӣ истифода мешавад. Дар робита ба раванди диффузия, печҳои диффузияи амудӣ баъзан дар равандҳои вазнини допинг низ истифода мешаванд.
3.2 Таҷҳизоти гармкунии зуд
Таҷҳизоти коркарди босуръати гармидиҳӣ (RTP) як таҷҳизоти коркарди гармии як вафлиест, ки метавонад ҳарорати вафлиро ба ҳарорати зарурии раванд (200-1300 ° C) баланд кунад ва онро зуд хунук кунад. Суръати гармидиҳӣ / хунуккунӣ одатан 20-250 ° C / с аст.
Илова ба доираи васеи манбаъҳои энергия ва вақти тозакунӣ, таҷҳизоти RTP инчунин дигар иҷрои аълои равандҳо дорад, аз қабили назорати аълои буҷети гармӣ ва якрангии беҳтари рӯизаминӣ (хусусан барои вафлиҳои калонҳаҷм), таъмири зарари вафли дар натиҷаи имплантатсияи ионҳо ва якчанд палатаҳо метавонанд дар як вақт марҳилаҳои гуногуни равандро иҷро кунанд.
Илова бар ин, таҷҳизоти RTP метавонад чандир ва зуд газҳои равандро табдил ва танзим кунад, то равандҳои коркарди гармии гуногун дар як раванди коркарди гармӣ анҷом дода шаванд.
Таҷҳизоти RTP бештар дар гармкунии босуръати гармӣ (RTA) истифода мешавад. Пас аз имплантатсияи ион, таҷҳизоти RTP барои барқарор кардани зараре, ки аз имплантатсияи ион ба вуҷуд омадааст, фаъол кардани протонҳои допинг ва пешгирии паҳншавии наҷосат лозим аст.
Умуман, ҳарорат барои ислоҳи нуқсонҳои торҳо тақрибан 500 ° C аст, дар ҳоле ки барои фаъол кардани атомҳои допинг 950 ° C лозим аст. Фаъолшавии ифлосиҳо ба вақт ва ҳарорат вобаста аст. Чӣ қадаре ки вақт дарозтар бошад ва ҳарорат баландтар бошад, ифлосиҳо ҳамон қадар пурра фаъол мешаванд, аммо он барои ҷилавгирӣ аз паҳншавии ифлосиҳо мусоидат намекунад.
Азбаски таҷҳизоти RTP дорои хусусиятҳои баландшавии зуд/пастшавии ҳарорат ва давомнокии кӯтоҳ мебошад, раванди тозакунӣ пас аз имплантатсияи ион метавонад интихоби оптималии параметрро дар байни таъмири нуқсонҳои торӣ, фаъолсозии наҷосат ва ҷилавгирӣ аз паҳншавии наҷосат ба даст орад.
RTA асосан ба чор категорияи зерин тақсим мешавад:
(1)Хӯшаи хушбӯй
Хусусияти он дар он аст, ки он ба раванди гармидиҳии зуд / хунуккунӣ тамаркуз мекунад, аммо аслан раванди нигоҳдории гармиро надорад. Таҷҳизоти хӯша дар нуқтаи ҳарорати баланд муддати хеле кӯтоҳ боқӣ мемонад ва вазифаи асосии он фаъол кардани элементҳои допинг мебошад.
Дар барномаҳои воқеӣ, вафли аз як нуқтаи муайяни ҳарорати мӯътадили интизорӣ зуд гарм шуданро оғоз мекунад ва пас аз расидан ба нуқтаи ҳарорати мақсаднок фавран сард мешавад.
Азбаски вақти нигоҳдорӣ дар нуқтаи ҳарорати мақсаднок (яъне, нуқтаи ҳарорати баландтарин) хеле кӯтоҳ аст, раванди тозакунӣ метавонад дараҷаи фаъолшавии наҷосатро ба ҳадди аксар афзоиш диҳад ва дараҷаи паҳншавии наҷосатро ба ҳадди ақал расонад, дар ҳоле ки дорои хусусиятҳои хуби таъмири ислоҳи камбудиҳо мебошад, ки дар натиҷа сифати пайвастшавӣ ва ҷараёни пасти ихроҷ.
Таҷҳизоти хӯша дар равандҳои пайвастшавии ултра наоназ пас аз 65 нм васеъ истифода мешавад. Параметрҳои раванди коркарди хӯша асосан ҳарорати баланд, вақти нигоҳдории қулла, фарқияти ҳарорат ва муқовимати вафли пас аз ҷараёнро дар бар мегиранд.
Чӣ қадаре ки вақти истиқомати баландтарин кӯтоҳ бошад, ҳамон қадар беҳтар аст. Он асосан аз суръати гармидиҳӣ / хунуккунии системаи назорати ҳарорат вобаста аст, аммо атмосфераи гази интихобшуда баъзан ба он таъсири муайян мерасонад.
Масалан, гелий дорои ҳаҷми хурди атомӣ ва суръати паҳншавии зуд мебошад, ки барои интиқоли зуд ва якхелаи гармӣ мусоид аст ва метавонад паҳнои баланд ё вақти иқоматро кам кунад. Аз ин рӯ, гелий баъзан барои гармкунӣ ва хунуккунӣ интихоб карда мешавад.
(2)Таъмини лампа
Технологияи коркарди лампа васеъ истифода мешавад. Чароғҳои галогенӣ одатан ҳамчун манбаи гармии зуд истифода мешаванд. Суръати баланди гармидиҳӣ/сардшавии онҳо ва назорати дақиқи ҳарорат метавонад ба талаботи равандҳои истеҳсолии зиёда аз 65 нм ҷавобгӯ бошад.
Бо вуҷуди ин, он наметавонад ба талаботи қатъии раванди 45nm пурра ҷавобгӯ бошад (пас аз раванди 45nm, вақте ки тамоси никел-силикони LSI мантиқӣ рух медиҳад, вафли бояд зуд аз 200 ° C то зиёда аз 1000 ° C дар давоми миллисонияҳо гарм карда шавад, аз ин рӯ, одатан коркарди лазерӣ талаб карда мешавад).
(3)Табобати лазерӣ
Таҷҳизоти лазерӣ ин раванди мустақиман истифода бурдани лазер барои зуд баланд бардоштани ҳарорати сатҳи вафли аст, то он даме, ки барои гудохта шудани кристалл кремний кифоя шавад ва онро хеле фаъол созад.
Афзалиятҳои табобати лазерӣ гармии хеле зуд ва назорати ҳассос мебошанд. Он гармкунии филаментро талаб намекунад ва аслан бо ақибмонии ҳарорат ва мӯҳлати филамент ягон мушкилот вуҷуд надорад.
Аммо, аз нуқтаи назари техникӣ, табобати лазерӣ мушкилоти ихроҷи ҷараён ва камбудиҳои боқимонда дорад, ки ба кори дастгоҳ низ таъсири муайяне мерасонад.
(4)Табдилдиҳии флешдор
Табдилдиҳии флеш як технологияи тозакунӣ мебошад, ки радиатсияи баландшиддатро барои анҷом додани коркарди хӯша дар вафлиҳо дар ҳарорати муайяни пеш аз гармӣ истифода мебарад.
Вафельро то 600—800°С пешакй гарм карда, баъд барои шуоъкунии импульси кутохмуддат шуоъхои пуршиддат истифода мебаранд. Вақте ки ҳарорати баландтарини пластинка ба ҳарорати зарурии гармкунӣ мерасад, радиатсия фавран хомӯш карда мешавад.
Таҷҳизоти RTP дар истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ бештар истифода мешавад.
Илова бар он, ки дар равандҳои RTA васеъ истифода мешавад, таҷҳизоти RTP инчунин дар оксидшавии босуръати гармӣ, нитридизатсияи босуръати гармӣ, диффузияи босуръати гармӣ, таҳшиншавии босуръати буғи химиявӣ, инчунин тавлиди силисидҳои металлӣ ва равандҳои эпитаксиалӣ истифода мешавад.
————————————————————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera метавонад таъмин намоядқисмҳои графитӣ,ҳисси нарм/сахт,қисмҳои карбиди кремний,Қисмҳои карбиди кремний CVD, ваҚисмҳои пӯшонидашудаи SiC/TaCбо процесси пурраи нимноқил дар 30 рӯз.
Агар шумо ба маҳсулоти нимноқилҳои дар боло зикршуда таваҷҷӯҳ дошта бошед,лутфан шарм надоред, ки бори аввал бо мо тамос гиред.
Тел: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Вақти интишор: 27 август-2024