Čo je tepelné žíhanie

Proces žíhania, tiež známy ako tepelné žíhanie, je kľúčovým krokom vo výrobe polovodičov. Zlepšuje elektrické a mechanické vlastnosti materiálov vystavením kremíkových plátkov vysokým teplotám. Primárnymi cieľmi žíhania je opraviť poškodenie mriežky, aktivovať dopanty, modifikovať vlastnosti filmu a vytvoriť silicidy kovov. Niekoľko bežných zariadení používaných v procesoch žíhania zahŕňa prispôsobené diely potiahnuté SiC, ako naprhrobár, krytyatď., ktoré poskytuje Semicorex.

Základné princípy procesu žíhania

Základným princípom procesu žíhania je využitie tepelnej energie pri vysokých teplotách na preusporiadanie atómov v materiáli, čím sa dosiahnu špecifické fyzikálne a chemické zmeny. Zahŕňa najmä tieto aspekty:

1. Oprava poškodenia mriežky:

  - Iónová implantácia: Ióny s vysokou energiou bombardujú kremíkový plátok počas implantácie iónov, čo spôsobuje poškodenie mriežkovej štruktúry a vytvára amorfnú oblasť.

  - Oprava žíhaním: Pri vysokých teplotách sa atómy v amorfnej oblasti preusporiadajú, aby sa obnovilo usporiadanie mriežky. Tento proces typicky vyžaduje teplotný rozsah približne 500 °C.

2. Aktivácia nečistôt:

  - Migrácia dopantu: Atómy nečistôt vstreknuté počas procesu žíhania migrujú z intersticiálnych miest do miest mriežky, čím efektívne vytvárajú doping.

  - Teplota aktivácie: Aktivácia nečistôt zvyčajne vyžaduje vyššiu teplotu, okolo 950 °C. Vyššie teploty vedú k vyššej rýchlosti aktivácie nečistoty, ale príliš vysoké teploty môžu spôsobiť nadmernú difúziu nečistôt, čo má vplyv na výkon zariadenia.

3. Úprava filmu:

  - Zahusťovanie: Žíhanie môže zhutniť voľné filmy a zmeniť ich vlastnosti počas suchého alebo mokrého leptania.

  - High-k hradlové dielektrika: Post Deposition Annealing (PDA) po raste high-k hradlových dielektrík môže zlepšiť dielektrické vlastnosti, znížiť zvodový prúd hradla a zvýšiť dielektrickú konštantu.

4. Tvorba silicidu kovov:

  - Fáza zliatiny: Kovové filmy (napr. kobalt, nikel a titán) reagujú s kremíkom za vzniku zliatin. Rôzne teplotné podmienky žíhania vedú k tvorbe rôznych zliatinových fáz.

  - Optimalizácia výkonu: Riadením teploty a času žíhania možno dosiahnuť zliatinové fázy s nízkym kontaktným odporom a odporom tela.

Rôzne typy procesov žíhania

1. Žíhanie vo vysokoteplotnej peci:

Vlastnosti: Tradičná metóda žíhania s vysokou teplotou (zvyčajne nad 1000°C) a dlhou dobou žíhania (niekoľko hodín).

Použitie: Vhodné pre aplikácie vyžadujúce vysoký tepelný rozpočet, ako je príprava SOI substrátu a hĺbková n-jamková difúzia.

2. Rýchle tepelné žíhanie (RTA):

Vlastnosti: Využitím vlastností rýchleho ohrevu a chladenia je možné žíhanie dokončiť v krátkom čase, zvyčajne pri teplote okolo 1000°C a dobe niekoľkých sekúnd.

Použitie: Zvlášť vhodné na vytváranie ultra plytkých spojov, dokáže účinne znížiť nadmernú difúziu nečistôt a je nevyhnutnou súčasťou pokročilej výroby uzlov.

3. Žíhanie bleskovej lampy (FLA):

Vlastnosti: Na zahriatie povrchu kremíkových doštičiek vo veľmi krátkom čase (milisekundy), aby sa dosiahlo rýchle žíhanie, použite bleskové lampy s vysokou intenzitou.

Použitie: Vhodné na aktiváciu ultra plytkého dopingu so šírkou čiary pod 20 nm, čo môže minimalizovať difúziu nečistôt pri zachovaní vysokej rýchlosti aktivácie nečistôt.

4. Laserové žíhanie hrotov (LSA):

Vlastnosti: Použite zdroj laserového svetla na zahriatie povrchu kremíkového plátku vo veľmi krátkom čase (mikrosekundy), aby ste dosiahli lokalizované a vysoko presné žíhanie.

Použitie: Zvlášť vhodné pre pokročilé procesné uzly, ktoré vyžadujú vysoko presné riadenie, ako je výroba zariadení FinFET a high-k/metal gate (HKMG).

Semicorex ponúka vysokú kvalituČasti povlaku CVD SiC/TaCna tepelné žíhanie. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com