Co je tepelné žíhání

Proces žíhání, také známý jako tepelné žíhání, je zásadním krokem ve výrobě polovodičů. Zlepšuje elektrické a mechanické vlastnosti materiálů vystavením křemíkových plátků vysokým teplotám. Primárními cíli žíhání je opravit poškození mřížky, aktivovat příměsi, upravit vlastnosti filmu a vytvořit silicidy kovů. Několik běžných součástí zařízení používaných v procesech žíhání zahrnuje přizpůsobené díly s povlakem SiC, jako je napřpohřebák, kryty, atd. od společnosti Semicorex.

Základní principy procesu žíhání

Základním principem procesu žíhání je využití tepelné energie při vysokých teplotách k přeskupení atomů v materiálu, čímž se dosáhne specifických fyzikálních a chemických změn. Zahrnuje především následující aspekty:

1. Oprava poškození mříže:

  - Iontová implantace: Vysokoenergetické ionty bombardují křemíkový plátek během iontové implantace, způsobují poškození mřížkové struktury a vytvářejí amorfní oblast.

  - Oprava žíháním: Při vysokých teplotách se atomy v amorfní oblasti přeskupují, aby se obnovil řád mřížky. Tento proces typicky vyžaduje teplotní rozsah přibližně 500 °C.

2. Aktivace nečistot:

  - Migrace dopantů: Atomy nečistot vstřikované během procesu žíhání migrují z intersticiálních míst do míst mřížky, čímž účinně vytvářejí doping.

  - Teplota aktivace: Aktivace nečistot obvykle vyžaduje vyšší teplotu, kolem 950 °C. Vyšší teploty vedou k vyšší rychlosti aktivace nečistoty, ale příliš vysoké teploty mohou způsobit nadměrnou difúzi nečistot, což má dopad na výkon zařízení.

3. Úprava filmu:

  - Zhuštění: Žíhání může zhutnit volné filmy a změnit jejich vlastnosti během suchého nebo mokrého leptání.

  - High-k hradlová dielektrika: Post Deposition Annealing (PDA) po nárůstu high-k hradlových dielektrik může zlepšit dielektrické vlastnosti, snížit svodový proud hradla a zvýšit dielektrickou konstantu.

4. Tvorba silicidu kovů:

  - Fáze slitiny: Kovové filmy (např. kobalt, nikl a titan) reagují s křemíkem za vzniku slitin. Různé teplotní podmínky žíhání vedou ke vzniku různých slitinových fází.

  - Optimalizace výkonu: Řízením teploty a času žíhání lze dosáhnout slitinových fází s nízkým kontaktním odporem a tělesným odporem.

Různé typy procesů žíhání

1. Žíhání ve vysokoteplotní peci:

Vlastnosti: Tradiční metoda žíhání s vysokou teplotou (obvykle přes 1000°C) a dlouhou dobou žíhání (několik hodin).

Použití: Vhodné pro aplikace vyžadující vysoký tepelný rozpočet, jako je příprava SOI substrátu a hluboká n-jamková difúze.

2. Rychlé tepelné žíhání (RTA):

Vlastnosti: Využitím vlastností rychlého ohřevu a ochlazení lze žíhání dokončit v krátké době, obvykle při teplotě kolem 1000°C a době sekund.

Použití: Zvláště vhodný pro tvorbu ultra mělkých spojů, dokáže účinně snížit nadměrnou difúzi nečistot a je nepostradatelnou součástí pokročilé výroby uzlů.

3. Žíhání zábleskové lampy (FLA):

Vlastnosti: Použijte vysoce intenzivní zábleskové lampy k zahřátí povrchu křemíkových plátků ve velmi krátké době (milisekundy), abyste dosáhli rychlého žíhání.

Použití: Vhodné pro ultra mělkou aktivaci dopingu s šířkou čáry pod 20 nm, která může minimalizovat difúzi nečistot při zachování vysoké rychlosti aktivace nečistot.

4. Laserové žíhání hrotů (LSA):

Vlastnosti: Použijte laserový světelný zdroj k zahřátí povrchu křemíkového plátku ve velmi krátké době (mikrosekundy), abyste dosáhli lokalizovaného a vysoce přesného žíhání.

Použití: Zvláště vhodné pro pokročilé procesní uzly, které vyžadují vysoce přesné řízení, jako je výroba zařízení FinFET a high-k/metal gate (HKMG).

Semicorex nabízí vysokou kvalituCVD SiC/TaC povlakové dílypro tepelné žíhání. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com