1. Mwachidule
Kutenthetsa, komwe kumadziwikanso kuti matenthedwe opangira matenthedwe, kumatanthauza njira zopangira zomwe zimagwira ntchito kutentha kwambiri, nthawi zambiri kumakhala kokwera kuposa kusungunuka kwa aluminiyumu.
Njira yowotchera nthawi zambiri imachitika m'ng'anjo yotentha kwambiri ndipo imaphatikizapo njira zazikulu monga makutidwe ndi okosijeni, kufalikira kwa zonyansa, ndi kutsekereza kukonza zolakwika za kristalo popanga semiconductor.
Oxidation: Ndi njira yomwe chowotcha cha silicon chimayikidwa mumlengalenga wokhala ndi okosijeni kapena mpweya wamadzi kuti azitha kutentha kwambiri, zomwe zimapangitsa kuti pakhale mawonekedwe amtundu wa silicon wafer kuti apange filimu ya oxide.
Kufalikira kwa zonyansa: kumatanthauza kugwiritsa ntchito mfundo za kufalikira kwa kutentha pansi pa kutentha kwambiri kuti ayambitse zinthu zosadetsedwa mu gawo lapansi la silicon molingana ndi zofunikira za ndondomeko, kuti likhale ndi magawo enaake a ndende, potero amasintha mphamvu zamagetsi zazinthu za silicon.
Annealing amatanthauza njira yotenthetsera chowotcha cha silicon pambuyo pa kuyika kwa ion kukonza zolakwika za lattice zomwe zimayambitsidwa ndi kuyika kwa ayoni.
Pali mitundu itatu ya zida zomwe zimagwiritsidwa ntchito popanga okosijeni / kufalitsa / kukulitsa:
- Ng'anjo yopingasa;
- Ng'anjo yowongoka;
- Kutentha kwa ng'anjo yofulumira: zida zothandizira kutentha kwachangu
Njira zochizira kutentha kwachikale zimagwiritsa ntchito chithandizo chanthawi yayitali chotenthetsera kuti athetse kuwonongeka komwe kumabwera chifukwa cha kuyika kwa ion, koma kuipa kwake ndikuchotsa chilema chosakwanira komanso kuyambitsa kocheperako kwa zonyansa zomwe zidayikidwa.
Kuonjezera apo, chifukwa cha kutentha kwakukulu kwa annealing ndi nthawi yayitali, kugawanikanso kwachidebe kungathe kuchitika, kuchititsa kuti zonyansa zambiri ziwonongeke ndikulephera kukwaniritsa zofunikira zamagulu osaya komanso kugawa kosadetsa kochepa.
Kutentha kofulumira kwa mawotchi opangidwa ndi ion-implanted wafers pogwiritsa ntchito zida za rapid thermal processing (RTP) ndi njira yochizira kutentha yomwe imatenthetsa chiwombankhanga chonse ku kutentha kwina (nthawi zambiri 400-1300 ° C) munthawi yochepa kwambiri.
Poyerekeza ndi kutentha kwa ng'anjo ya ng'anjo, ili ndi ubwino wokhala ndi bajeti yochepa yotentha, kusuntha kochepa kwa zonyansa m'dera la doping, kuipitsidwa kochepa komanso nthawi yochepa yokonza.
Njira yowotcha mwachangu imatha kugwiritsa ntchito magwero amphamvu osiyanasiyana, ndipo nthawi yowotchera ndi yotakata kwambiri (kuyambira 100 mpaka 10-9s, monga kuyatsa nyali, laser annealing, etc.). Ikhoza kuyambitsa zonyansa kwathunthu ndikupondereza kugawanso zonyansa. Pakali pano amagwiritsidwa ntchito kwambiri m'njira zopangira makina ophatikizika okhala ndi ma diameter akulu kuposa 200mm.
2. Njira yachiwiri yotentha
2.1 Njira ya oxidation
Mu njira yophatikizira yopangira madera, pali njira ziwiri zopangira mafilimu a silicon oxide: matenthedwe oxidation ndi deposition.
Njira yamakutidwe ndi okosijeni imatanthawuza njira yopangira SiO2 pamwamba pa zowotcha za silicon ndi matenthedwe oxidation. Kanema wa SiO2 wopangidwa ndi okosijeni wamafuta amagwiritsidwa ntchito kwambiri popanga gawo lophatikizika chifukwa champhamvu zake zamagetsi zamagetsi komanso kuthekera kwake.
Ntchito zake zofunika kwambiri ndi izi:
- Kuteteza zida ku zokala ndi kuipitsidwa;
- Kuchepetsa kudzipatula kwamunda kwa zonyamulira zonyamulira (pamwamba pa passivation);
- Zipangizo za dielectric pazipata za oxide kapena ma cell cell;
- Implant masking mu doping;
- Dielectric wosanjikiza pakati pa zitsulo conductive zigawo.
(1)Chitetezo cha chipangizo ndi kudzipatula
SiO2 yokulirapo pamwamba pa kachitsulo kachitsulo (silicon wafer) imatha kukhala ngati chotchinga chotchinga chodzipatula ndikuteteza zida zomwe zili mkati mwa silicon.
Chifukwa SiO2 ndi chinthu cholimba komanso chopanda porous (chodetsedwa), chitha kugwiritsidwa ntchito kupatula zida zogwira ntchito pamtunda wa silicon. Chosanjikiza cholimba cha SiO2 chidzateteza chowotcha cha silicon kuti chisawonongeke ndi kuwonongeka komwe kungachitike panthawi yopanga.
(2)Kuthamanga pamwamba
Ubwino waukulu wa SiO2 yokulitsidwa motenthedwa ndi kutentha ndikuti imatha kuchepetsa kuchuluka kwa silicon poletsa zomangira zake zolendewera, zomwe zimadziwika kuti surface passivation.
Zimalepheretsa kuwonongeka kwa magetsi ndipo zimachepetsa njira yowonongeka yomwe imayambitsidwa ndi chinyezi, ma ion kapena zonyansa zina zakunja. Chosanjikiza cholimba cha SiO2 chimateteza Si kuchokera ku zokanda ndikuwonongeka kwadongosolo komwe kumatha kuchitika pambuyo popanga.
SiO2 wosanjikiza wokulirapo pa Si pamwamba amatha kumangirira zowononga zamagetsi (mobile ion kuipitsidwa) pa Si pamwamba. Passivation ndiyofunikiranso pakuwongolera kutayikira kwa zida zolumikizirana ndikukulitsa ma oxide pachipata.
Monga wosanjikiza wapamwamba kwambiri, wosanjikiza wa oxide uli ndi zofunikira zapamwamba monga makulidwe a yunifolomu, palibe ma pinholes ndi voids.
Chinthu chinanso chogwiritsira ntchito oxide layer monga Si surface passivation layer ndi makulidwe a oxide layer. The okusayidi wosanjikiza ayenera kukhala wandiweyani mokwanira kuteteza wosanjikiza zitsulo kuti azilipiritsa chifukwa mlandu kudzikundikira pa silicon pamwamba, amene ali ofanana ndi mlandu yosungirako ndi kuwonongeka makhalidwe capacitors wamba.
SiO2 ilinso ndi coefficient yofananira yakukulitsa kutentha kwa Si. Zophika za silicon zimakula panthawi yotentha kwambiri ndikukhazikika pakuzizira.
SiO2 imakulitsa kapena kupanga mgwirizano pamlingo woyandikira kwambiri wa Si, womwe umachepetsa kuwotcha kwa silicon wafer panthawi yamafuta. Izi zimapewanso kulekanitsidwa kwa filimu ya oxide kuchokera pamwamba pa silicon chifukwa cha kupsinjika kwa filimu.
(3)Gate oxide dielectric
Pazinthu zomwe zimagwiritsidwa ntchito kwambiri komanso zofunika kwambiri pachipata cha oxide muukadaulo wa MOS, wosanjikiza wowonda kwambiri wa oxide umagwiritsidwa ntchito ngati zida za dielectric. Popeza wosanjikiza wa oxide pachipata ndi Si pansi ali ndi mawonekedwe apamwamba komanso okhazikika, wosanjikiza wa oxide pachipata nthawi zambiri umapezeka ndi kukula kwamafuta.
SiO2 ili ndi mphamvu ya dielectric yapamwamba (107V/m) ndi kupirira kwakukulu (pafupifupi 1017Ω·cm).
Chinsinsi cha kudalirika kwa zipangizo za MOS ndi kukhulupirika kwa chipata cha oxide wosanjikiza. Kapangidwe ka zipata pazida za MOS ndizomwe zimayang'anira mayendedwe apano. Chifukwa okusayidi iyi ndiye maziko a ntchito ya ma microchips kutengera luso lantchito,
Chifukwa chake, mawonekedwe apamwamba kwambiri, makulidwe abwino kwambiri a filimu komanso kusapezeka kwa zonyansa ndizofunika zake. Kuipitsidwa kulikonse komwe kungawononge ntchito ya dongosolo lachipata la oxide kuyenera kuyendetsedwa mosamalitsa.
(4)Doping chotchinga
SiO2 itha kugwiritsidwa ntchito ngati chigoba chogwira ntchito posankha doping ya silicon pamwamba. Chosanjikiza cha oxide chikapangidwa pamwamba pa silicon, SiO2 mu gawo lowonekera la chigoba imakhazikika kuti ipange zenera momwe zinthu zopangira doping zitha kulowa mu chowotcha cha silicon.
Kumene kulibe mazenera, okusayidi amatha kuteteza pamwamba pa silicon ndikuletsa zonyansa kuti zisafalikire, motero zimapangitsa kuti pakhale kuyika koyipa kosankha.
Ma Dopants amayenda pang'onopang'ono mu SiO2 poyerekeza ndi Si, kotero kuti gawo lochepa la okusayidi ndilofunika kuti litseke ma dopants (zindikirani kuti mlingowu umadalira kutentha).
Wosanjikiza wopyapyala wa oxide (mwachitsanzo, 150 Å thick) angagwiritsidwenso ntchito m'malo omwe kuyika ayoni kumafunika, komwe kungagwiritsidwe ntchito kuchepetsa kuwonongeka kwa silicon.
Zimalolanso kuwongolera bwino kwa kuya kwa mphambano panthawi yoyika zonyansa pochepetsa mphamvu ya njira. Pambuyo implantation, okusayidi akhoza kusankha kuchotsedwa ndi hydrofluoric asidi kupanga pakachitsulo pamwamba panso.
(5)Dielectric wosanjikiza pakati zitsulo zigawo
SiO2 siyendetsa magetsi nthawi zonse, choncho ndi insulator yothandiza pakati pa zigawo zachitsulo mu microchips. SiO2 imatha kuteteza mabwalo amfupi pakati pa chitsulo chapamwamba ndi chitsulo chotsika, monga momwe insulator pawaya imatha kuletsa mabwalo amfupi.
Chofunikira chamtundu wa oxide ndikuti mulibe ma pinholes ndi voids. Nthawi zambiri amapangidwa kuti apeze madzi abwino kwambiri, omwe amatha kuchepetsa kufalikira kwa matenda. Nthawi zambiri imapezeka ndi kuyika kwa nthunzi wamankhwala m'malo mwa kukula kwamafuta.
Kutengera momwe gasi amachitira, makutidwe ndi okosijeni nthawi zambiri amagawidwa kukhala:
- Dry oxygen oxidation: Si + O2 → SiO2;
- Mpweya wa okosijeni wonyowa: 2H2O (nthunzi wamadzi) + Si→SiO2+2H2;
- Chlorine-doped oxidation: Mpweya wa chlorine, monga hydrogen chloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) kapena zotumphukira zake, amawonjezeredwa ku okosijeni kuti apititse patsogolo kuchuluka kwa okosijeni ndi mtundu wa oxide wosanjikiza.
(1)Dry oxygen oxidation process: Mamolekyu a okosijeni omwe ali mu gasi amafalikira kudzera mugawo lomwe lapangidwa kale la okusayidi, amafikira mawonekedwe pakati pa SiO2 ndi Si, amachita ndi Si, kenako amapanga SiO2 wosanjikiza.
SiO2 yokonzedwa ndi okosijeni wowuma wa okosijeni ili ndi mawonekedwe wandiweyani, makulidwe a yunifolomu, mphamvu yophimba mwamphamvu ya jakisoni ndi kufalikira, komanso kubwereza kwapamwamba. Choyipa chake ndikuti kukula kwapang'onopang'ono.
Njirayi nthawi zambiri imagwiritsidwa ntchito popanga okosijeni wapamwamba kwambiri, monga chipata cha dielectric oxidation, okosijeni wocheperako wa bafa, kapena kuyambitsa makutidwe ndi okosijeni ndikuchotsa makutidwe ndi okosijeni panthawi yothina.
(2)Njira yonyowa ya oxygen: Nthunzi wamadzi ukhoza kutengedwa mwachindunji ndi mpweya, kapena umapezeka ndi momwe haidrojeni ndi okosijeni zimayendera. Mlingo wa okosijeni ukhoza kusinthidwa posintha kuchuluka kwa mphamvu ya hydrogen kapena nthunzi yamadzi kukhala mpweya.
Dziwani kuti kuonetsetsa chitetezo, chiŵerengero cha haidrojeni ndi mpweya sichiyenera kupitirira 1.88: 1. Mpweya wa okosijeni wonyowa umachitika chifukwa cha kukhalapo kwa mpweya ndi nthunzi wamadzi mu gasi, ndipo nthunzi yamadzi imawola kukhala hydrogen oxide (H O) pa kutentha kwambiri.
Mlingo wa hydrogen oxide mu silicon oxide umakhala wothamanga kwambiri kuposa wa okosijeni, motero kunyowa kwa okosijeni wa okosijeni ndi pafupifupi dongosolo limodzi la ukulu wake kuposa kuchuluka kwa okosijeni wowuma.
(3)Njira ya klorini-doped oxidation: Kuphatikiza pa chikhalidwe youma okosijeni okosijeni ndi chonyowa okosijeni okosijeni, mpweya wa klorini, monga hydrogen kolorayidi (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) kapena zotumphukira zake, akhoza kuwonjezeredwa kwa okosijeni kuti makutidwe ndi okosijeni mlingo ndi khalidwe la oxide wosanjikiza. .
Chifukwa chachikulu cha kuchuluka kwa makutidwe ndi okosijeni ndikuti pamene klorini imawonjezedwa kuti ikhale ndi okosijeni, sikuti reactant imakhala ndi nthunzi yamadzi yomwe imatha kufulumizitsa makutidwe ndi okosijeni, koma klorini imadziunjikiranso pafupi ndi mawonekedwe pakati pa Si ndi SiO2. Pamaso pa okosijeni, mankhwala a chlorosilicon amasinthidwa mosavuta kukhala silicon oxide, yomwe imatha kuyambitsa okosijeni.
Chifukwa chachikulu cha kusintha kwa okusayidi wosanjikiza khalidwe ndi kuti maatomu klorini mu oxide wosanjikiza akhoza kuyeretsa ntchito ayoni sodium, potero kuchepetsa makutidwe ndi okosijeni zolakwika anayambitsa ndi sodium ayoni kuipitsidwa kwa zida ndi ndondomeko zipangizo. Chifukwa chake, chlorine doping imakhudzidwa ndi njira zambiri zowuma za okosijeni.
2.2 Njira yogawa
Kufalikira kwachikhalidwe kumatanthauza kusamutsa zinthu kuchokera kumadera okwera kupita kumadera ocheperako mpaka zitagawidwa mofanana. Njira yogawanitsa imatsatira lamulo la Fick. Kuphatikizika kumatha kuchitika pakati pa zinthu ziwiri kapena zingapo, ndipo kusiyana kwa ndende ndi kutentha pakati pa madera osiyanasiyana kumayendetsa kugawa kwazinthu kuti zikhale zofanana.
Chimodzi mwazinthu zofunika kwambiri za zida za semiconductor ndikuti ma conductivity awo amatha kusinthidwa ndikuwonjezera mitundu yosiyanasiyana kapena kuchuluka kwa ma dopants. Pakupanga madera ophatikizika, njirayi imatheka kudzera munjira za doping kapena diffusion.
Kutengera zolinga za mapangidwe, zida za semiconductor monga silicon, germanium kapena III-V mankhwala amatha kupeza zinthu ziwiri zosiyana za semiconductor, mtundu wa N kapena P-mtundu, pogwiritsa ntchito doping ndi zonyansa za opereka kapena zonyansa zovomerezeka.
Semiconductor doping imachitika makamaka kudzera m'njira ziwiri: kufalikira kapena kuyika ion, iliyonse ili ndi mawonekedwe ake:
Diffusion doping ndi yotsika mtengo, koma ndende ndi kuya kwa zinthu za doping sizingawongoleredwe bwino;
Ngakhale kuti ion implantation ndi yokwera mtengo, imalola kuwongolera bwino kwa mbiri ya dopant.
Zaka za m'ma 1970 zisanakwane, kukula kwa mawonekedwe ophatikizika azithunzi anali pa dongosolo la 10μm, ndipo ukadaulo wachikhalidwe wa kufalikira kwamafuta nthawi zambiri unkagwiritsidwa ntchito popanga doping.
Njira yofalitsira imagwiritsidwa ntchito makamaka kusintha zida za semiconductor. Mwa kugawa zinthu zosiyanasiyana kukhala zida za semiconductor, ma conductivity awo ndi zinthu zina zakuthupi zitha kusinthidwa.
Mwachitsanzo, pofalitsa trivalent element boron mu silicon, P-mtundu wa semiconductor amapangidwa; ndi doping pentavalent zinthu phosphorous kapena arsenic, N-mtundu semiconductor aumbike. Pamene semiconductor yamtundu wa P yokhala ndi mabowo ambiri imakhudzana ndi semiconductor yamtundu wa N yokhala ndi ma electron ambiri, mgwirizano wa PN umapangidwa.
Kukula kwa mawonekedwe kumacheperachepera, njira yolumikizira isotropic imapangitsa kuti ma dopants azifalikira mbali ina ya chishango cha oxide wosanjikiza, ndikupangitsa zazifupi pakati pa zigawo zoyandikana.
Kupatulapo ntchito zina zapadera (monga kufalikira kwa nthawi yayitali kuti apange madera osakanikirana amphamvu kwambiri), njira yofalitsira yasinthidwa pang'onopang'ono ndikuyika ma ion.
Komabe, mum'badwo waukadaulo wochepera 10nm, popeza kukula kwa Fin mu kachipangizo kakang'ono ka FinFET (FinFET) ndi kakang'ono kwambiri, kuyika kwa ion kumawononga kapangidwe kake kakang'ono. Kugwiritsa ntchito njira yolimba yofalitsa magwero kumatha kuthetsa vutoli.
2.3 Njira yochepetsera
Thermal annealing imatchedwanso thermal annealing. Njirayi ndikuyika chophatikizira cha silicon pamalo otentha kwambiri kwa nthawi inayake kuti musinthe mawonekedwe a microstructure pamtunda kapena mkati mwa silicon wafer kuti akwaniritse cholinga china.
Zofunikira kwambiri pakupanga annealing ndi kutentha ndi nthawi. Kutentha kwapamwamba komanso nthawi yayitali, kumapangitsanso bajeti yotentha.
Mu ndondomeko yeniyeni yopangira dera lophatikizika, bajeti yotentha imayendetsedwa mosamalitsa. Ngati pali njira zingapo zowotchera pamayendedwe, bajeti yamafuta imatha kuwonetsedwa ngati njira yayikulu yochizira kutentha kosiyanasiyana.
Komabe, ndi miniaturization ya ndondomeko ya ndondomeko, bajeti yovomerezeka yotentha mu ndondomeko yonseyi imakhala yaying'ono komanso yaying'ono, ndiko kuti, kutentha kwa kutentha kwapamwamba kumakhala kochepa ndipo nthawi imakhala yochepa.
Nthawi zambiri, njira yolumikizirayi imaphatikizidwa ndi kuyika kwa ion, kuyika filimu yopyapyala, kupanga chitsulo cha silicide ndi njira zina. Chofala kwambiri ndi kutenthetsa kwa matenthedwe pambuyo pa kuyika ion.
Kuyika kwa ayoni kumakhudza maatomu apansi panthaka, kuwapangitsa kuti achoke pamiyala yoyambirira ndikuwononga gawo lapansi. Kutentha kotentha kumatha kukonza kuwonongeka kwa latisi komwe kumachitika chifukwa cha kuyika kwa ayoni komanso kutha kusuntha maatomu odetsedwa oyikidwa kuchokera pamipata ya latisi kupita ku malo a latisi, potero kuwayambitsa.
Kutentha kofunikira pakukonza zowonongeka kwa latisi ndi pafupifupi 500 ° C, ndipo kutentha kofunikira kuti chidetso chitsegule ndi pafupifupi 950 ° C. Mwachidziwitso, nthawi yotalikirapo komanso kutentha kwapamwamba, kumapangitsa kuti zonyansa zikhale zokwera kwambiri, koma bajeti yotentha kwambiri idzayambitsa kufalikira kwa zonyansa, zomwe zimapangitsa kuti ntchitoyi ikhale yosalamulirika ndipo pamapeto pake imayambitsa kuwonongeka kwa chipangizo ndi kayendedwe ka dera.
Chifukwa chake, ndi chitukuko chaukadaulo wopanga, kuyatsa ng'anjo yanthawi yayitali kwasinthidwa pang'onopang'ono ndikuthamangitsa mwachangu (RTA).
Popanga, mafilimu ena enieni amafunika kutenthedwa ndi kutentha pambuyo poyikapo kuti asinthe zina zakuthupi kapena mankhwala a filimuyo. Mwachitsanzo, filimu yotayirira imakhala wandiweyani, ikusintha kuchuluka kwake kowuma kapena konyowa;
Njira ina yomwe imagwiritsidwa ntchito nthawi zambiri imachitika popanga zitsulo zachitsulo. Mafilimu achitsulo monga cobalt, faifi tambala, titaniyamu, ndi zina zotero amawathira pamwamba pa chitsulo chopyapyala cha silicon, ndipo pambuyo pa kutenthedwa kwachangu pa kutentha kochepa, chitsulo ndi silicon zimatha kupanga aloyi.
Zitsulo zina zimapanga magawo osiyanasiyana a aloyi pansi pa kutentha kosiyanasiyana. Nthawi zambiri, timayembekeza kupanga gawo la aloyi ndi kukana kutsika kwapang'onopang'ono komanso kukana kwa thupi panthawiyi.
Malingana ndi zofunikira zosiyanasiyana za bajeti ya kutentha, njira yowotchera imagawidwa m'matenthedwe a ng'anjo yotentha kwambiri ndi kutentha kwachangu.
- Kutentha kwambiri kwa chubu cha ng'anjo:
Ndi njira yachikale yowotchera yomwe imakhala ndi kutentha kwakukulu, nthawi yayitali komanso bajeti yayikulu.
Munjira zina zapadera, monga ukadaulo wodzipatula jakisoni wa okosijeni pokonzekera magawo a SOI ndi njira zoyatsira bwino, zimagwiritsidwa ntchito kwambiri. Zoterezi nthawi zambiri zimafunikira bajeti yotentha kwambiri kuti mupeze malo abwino kwambiri ogawa zonyansa.
- Rapid Thermal Annealing:
Ndi ntchito yokonza zowotcha za silicon potenthetsa / kuziziritsa mwachangu kwambiri komanso kukhala pafupi ndi kutentha komwe mukufuna, nthawi zina kumatchedwanso Rapid Thermal Processing (RTP).
Popanga ma junctions osaya kwambiri, kutenthetsa kwachangu kumakwaniritsa kukhathamiritsa pakati pa kukonza zolakwika za lattice, kuyambitsa zonyansa, ndi kuchepetsa kufalikira kwa zonyansa, ndipo ndizofunikira kwambiri popanga zida zamakono zamakono.
Kukwera/kutsika kwa kutentha ndi kukhalitsa pang'ono pa kutentha komwe mukufunira pamodzi ndizomwe zimapanga bajeti ya kutentha kwa kutentha kwachangu.
Kutentha kofulumira kwachikale kumakhala ndi kutentha pafupifupi 1000 ° C ndipo kumatenga masekondi. M'zaka zaposachedwa, zofunika pakuwotcha mwachangu kwakhala zikukulirakulira, ndipo kung'ung'udza, kukwera kwa spike, ndi laser annealing zakula pang'onopang'ono, ndipo nthawi zocheperako zimafikira ma milliseconds, ndipo zimangofikira ku ma microseconds ndi ma microseconds.
3 . Zida zitatu zopangira kutentha
3.1 Zida zophatikizira ndi oxidation
Njira yoyatsira makamaka imagwiritsa ntchito mfundo ya kufalikira kwamafuta pansi pa kutentha kwakukulu (nthawi zambiri 900-1200 ℃) kuti aphatikize zinthu zonyansa mu gawo lapansi la silicon pakuya kofunikira kuti apereke kugawa kwapadera, kuti asinthe mawonekedwe amagetsi a zakuthupi ndikupanga chipangizo cha semiconductor.
Mu teknoloji yophatikizika ya silicon, njira yophatikizira imagwiritsidwa ntchito popanga magawo a PN kapena zigawo monga resistors, capacitors, interconnect wiring, diode ndi transistors m'mabwalo ophatikizika, ndipo amagwiritsidwanso ntchito kudzipatula pakati pa zigawo.
Chifukwa kulephera molondola kulamulira kugawa doping ndende, ndondomeko diffusion wakhala pang'onopang'ono m'malo ndi ion implantation doping ndondomeko kupanga madera Integrated ndi mita ya yopyapyala wa 200 mm ndi pamwamba, koma pang'ono akadali ntchito mu katundu wolemera. njira za doping.
Zida zoyatsira zachikhalidwe zimakhala ndi ng'anjo zopingasa zopingasa, komanso palinso ng'anjo zochepa zoyimirira.
Horizontal diffusion ng'anjo:
Ndi zida zochizira kutentha zomwe zimagwiritsidwa ntchito kwambiri pakugawa mabwalo ophatikizika okhala ndi m'mimba mwake osakwana 200mm. Makhalidwe ake ndiakuti thupi la ng'anjo yotentha, chubu chochitira ndi bwato la quartz lonyamula zopatulikitsa zonse zimayikidwa mopingasa, kotero zimakhala ndi machitidwe a mgwirizano wabwino pakati pa zopyapyala.
Si chimodzi mwa zipangizo zofunika kutsogolo-kumapeto pa Integrated dera kupanga mzere, komanso ankagwiritsa ntchito mayamwidwe, makutidwe ndi okosijeni, annealing, alloying ndi njira zina m'mafakitale monga zida discrete, mphamvu zipangizo zamagetsi, optoelectronic zipangizo ndi kuwala ulusi. .
Mng'anjo yowongoka:
Nthawi zambiri amatanthawuza zida zochizira kutentha kwa batch zomwe zimagwiritsidwa ntchito pophatikizira magawo ophatikizika ophatikizika okhala ndi mainchesi a 200mm ndi 300mm, omwe amadziwika kuti ng'anjo yowongoka.
Mapangidwe a ng'anjo yowongoka ndi yakuti thupi la ng'anjo yotenthetsera, chubu chotenthetsera ndi bwato la quartz lomwe limanyamula chofufumitsa zonse zimayikidwa molunjika, ndipo chophikacho chimayikidwa chopingasa. Ili ndi mawonekedwe ofananira bwino mkati mwa chowotcha, kuchuluka kwa automation, ndi magwiridwe antchito okhazikika, omwe amatha kukwaniritsa zofunikira zamizere yayikulu yophatikizika yopangira dera.
Mng'anjo yowongoka ndi imodzi mwa zida zofunika kwambiri pamzere wopangira ma semiconductor ophatikizika komanso amagwiritsidwanso ntchito pokhudzana ndi zida zamagetsi zamagetsi (IGBT) ndi zina zotero.
Mng'anjo yowongoka imagwiranso ntchito panjira zamakutidwe ndi okosijeni monga okosijeni wowuma wa okosijeni, hydrogen-oxygen synthesis oxidation, silicon oxynitride oxidation, ndi njira zowonda zakukula kwa filimu monga silicon dioxide, polysilicon, silicon nitride (Si3N4), ndi kuyika kwa atomiki.
Amagwiritsidwanso ntchito kwambiri pakuwotcha kutentha kwambiri, kutulutsa mkuwa ndi njira zopangira alloying. Pankhani ya kufalikira, ng'anjo zoyimirira zoyimirira nthawi zina zimagwiritsidwanso ntchito panjira zolemetsa za doping.
3.2 Zida zowotchera mwachangu
Chida cha Rapid Thermal Processing (RTP) ndi chida chothandizira kutentha kwapang'onopang'ono chomwe chimatha kukweza kutentha kwa chowotchacho kuti chifike kutentha komwe kumafunikira ndi ndondomekoyi (200-1300 ° C) ndipo imatha kuziziritsa mwachangu. Kutentha/kuzizira nthawi zambiri kumakhala 20-250°C/s.
Kuphatikiza pa magwero ambiri amagetsi ndi nthawi yochepetsera, zida za RTP zilinso ndi magwiridwe antchito ena abwino kwambiri, monga kuwongolera bajeti yamafuta komanso kufananiza bwino kwapamtunda (makamaka zowonda zazikulu zazikulu), kukonza zowonongeka zomwe zimayambitsidwa ndi kuyika ion, ndi Zipinda zingapo zimatha kuyendetsa masitepe osiyanasiyana nthawi imodzi.
Kuphatikiza apo, zida za RTP zimatha kusinthasintha komanso mwachangu kutembenuza ndikusintha mipweya yamachitidwe, kuti njira zingapo zochizira kutentha zitha kumalizidwa munjira yofananira yochizira kutentha.
Zipangizo za RTP zimagwiritsidwa ntchito kwambiri pothamangitsa annealing (RTA). Pambuyo pa kuyika kwa ion, zida za RTP zimafunika kukonza zowonongeka zomwe zachitika chifukwa cha kuyika kwa ion, kuyambitsa ma protoni opangidwa ndi doped ndikuletsa bwino kufalikira kwa zonyansa.
Nthawi zambiri, kutentha pokonza zolakwika za lattice ndi pafupifupi 500 ° C, pomwe 950 ° C ndikofunikira kuti mutsegule maatomu a doped. Kutsegula kwa zonyansa kumakhudzana ndi nthawi ndi kutentha. Kutalikirapo kwa nthawi komanso kutentha kwapamwamba, zonyansazo zimayendetsedwa mokwanira, koma sizothandiza kuletsa kufalikira kwa zonyansa.
Chifukwa zida za RTP zimakhala ndi mawonekedwe a kutentha kwachangu / kugwa ndi nthawi yayitali, njira yolumikizira pambuyo pa kuyika kwa ion imatha kukwaniritsa kusankha koyenera pakati pa kukonza zolakwika za lattice, kuyambitsa kwachidebe ndi kuletsa kufalikira kwa zonyansa.
RTA imagawidwa makamaka m'magulu anayi otsatirawa:
(1)Spike Annealing
Makhalidwe ake ndikuti amayang'ana kwambiri kutentha / kuzizira kofulumira, koma kwenikweni alibe njira yotetezera kutentha. Spike annealing imakhala pamalo otentha kwakanthawi kochepa kwambiri, ndipo ntchito yake yayikulu ndikuyambitsa zinthu za doping.
M'malo enieni, chophikacho chimayamba kutentha kwambiri kuchokera pamalo ena okhazikika okhazikika ndipo nthawi yomweyo chimazizira ikafika pomwe mukufuna kutentha.
Popeza nthawi yokonza pa malo omwe mukufuna kutentha (ie, kutentha kwapamwamba kwambiri) ndi yochepa kwambiri, njira yowotchera imatha kukulitsa kuchuluka kwa kuyambika kwa zonyansa ndikuchepetsa kuchuluka kwa kufalikira kwa zonyansa, kukhala ndi mawonekedwe abwino okonzera annealing, zomwe zimapangitsa kugwirizana khalidwe ndi kutsika kutayikira panopa.
Spike annealing imagwiritsidwa ntchito kwambiri pamagawo osaya kwambiri pambuyo pa 65nm. Magawo a spike annealing makamaka amaphatikiza kutentha kwambiri, nthawi yokhala pachimake, kusiyana kwa kutentha ndi kukana kwawafer pambuyo pa ndondomekoyi.
Kufupikitsa nthawi yokhala pachimake, kumakhala bwinoko. Zimadalira kwambiri kutentha / kuzizira kwa kayendedwe ka kutentha, koma njira yosankhidwa ya mpweya wa gasi nthawi zina imakhala ndi zotsatirapo zake.
Mwachitsanzo, helium ili ndi voliyumu yaying'ono ya atomiki komanso kufalikira kwachangu, komwe kumathandizira kusuntha kwachangu komanso kofananako kutentha ndipo kumatha kuchepetsa m'lifupi mwake kapena nthawi yokhala pachimake. Chifukwa chake, nthawi zina helium imasankhidwa kuti ithandizire kutentha ndi kuziziritsa.
(2)Kuyatsa nyali
Ukadaulo wochotsa nyali umagwiritsidwa ntchito kwambiri. Nyali za halogen nthawi zambiri zimagwiritsidwa ntchito ngati magwero a kutentha kwachangu. Kutentha kwawo kwakukulu / kuziziritsa komanso kuwongolera kutentha kumatha kukwaniritsa zofunikira pakupanga pamwamba pa 65nm.
Komabe, sizingatheke kukwaniritsa zofunikira za ndondomeko ya 45nm (pambuyo pa ndondomeko ya 45nm, pamene kukhudzana kwa nickel-silicon kwa logic LSI kumachitika, chophikacho chiyenera kutenthedwa mofulumira kuchokera ku 200 ° C kufika pa 1000 ° C mkati mwa milliseconds, kotero kuti laser annealing nthawi zambiri imafunika).
(3)Kusintha kwa Laser
Laser annealing ndi njira yogwiritsira ntchito mwachindunji laser kuti muwonjezere kutentha kwa pamwamba pa chophatikizira mpaka kukwanira kusungunula kristalo wa silicon, ndikupangitsa kuti ikhale yothamanga kwambiri.
Ubwino wa laser annealing ndi kutentha kwambiri komanso kuwongolera tcheru. Sichifuna kutentha kwa filament ndipo palibe mavuto ndi kutentha kwa kutentha ndi moyo wa filament.
Komabe, kuchokera pamalingaliro aukadaulo, laser annealing ili ndi zovuta zaposachedwa komanso zotsalira, zomwe zidzakhudzanso magwiridwe antchito a chipangizocho.
(4)Kusintha kwa Flash
Flash annealing ndi ukadaulo wowongolera womwe umagwiritsa ntchito ma radiation amphamvu kwambiri kuti apangitse ma spike annealing pa ma wafer pa kutentha kwina kwa preheat.
Chophikacho chimatenthedwa mpaka 600-800 ° C, ndiyeno ma radiation amphamvu kwambiri amagwiritsidwa ntchito pakuwunikira kwakanthawi kochepa. Pamene kutentha kwapamwamba kwa chophika kufika pa kutentha kofunikira kwa annealing, ma radiation amazimitsidwa nthawi yomweyo.
Zida za RTP zikugwiritsidwa ntchito kwambiri pakupanga makina ophatikizika.
Kuwonjezera pa kugwiritsidwa ntchito kwambiri mu njira za RTA, zipangizo za RTP zayambanso kugwiritsidwa ntchito mofulumira kutentha kwa okosijeni, kuthamanga kwachangu kwa nitridation, kufalikira kwachangu, kutulutsa mpweya wamankhwala, komanso kupanga zitsulo za silicide ndi njira za epitaxial.
—————————————————————————————————————————————————— —-
Semicera ikhoza kuperekazigawo za graphite,zofewa/zokhazikika,zigawo za silicon carbide,Zigawo za CVD silicon carbide,ndiZigawo zokutira za SiC/TaCndi ndondomeko yonse ya semiconductor m'masiku 30.
Ngati mukufuna zinthu za semiconductor pamwambapa,chonde musazengereze kulumikizana nafe nthawi yoyamba.
Tel: +86-13373889683
Watsapp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Nthawi yotumiza: Aug-27-2024