Hızlı Termal Tavlamanın Kısa Tanıtımı

Hızlı termal tavlama (RTA veya RTP olarak kısaltılır), yarı iletken üretiminde hızlı bir termal işleme teknolojisidir. Temel prensibi, yüksek yoğunluklu bir radyant ısı kaynağı (halojen lambalar, lazerler, flaş lambaları vb.) kullanarak gofret yüzeyini hızlı bir şekilde ısıtmak, gofreti son derece kısa bir sürede (saniye veya milisaniye) hedef yüksek sıcaklığa ısıtmak ve ardından hızlı bir soğutma işlemidir.

Ana tavlama işlemleri türleri

Gelişmiş üretim düğümlerinde giderek daha kısa tavlama sürelerine olan talebin etkisiyle, işlem süresinin sırasıyla saniyelerden milisaniyelere ve daha da mikrosaniyelere düşürülmesiyle tam bir tavlama teknolojileri portföyü geliştirildi.

1. Hızlı termal tavlamayı ıslatın

En yüksek sıcaklıkta 1 ~ 30 saniye bekleme süresine sahip geleneksel RTA işlemi.

2. Ani hızlı termal tavlama

Gofretler, hemen soğumadan önce ihmal edilebilir bir saniyeden kısa bekleme süresiyle en yüksek sıcaklığa (~1050°C) ulaşır; ultra sığ bağlantı oluşumu için ana süreç.

3. Flaş lambasının tavlanması

Ark lambalarından gelen milisaniye ölçeğindeki yoğun flaş, toplu alt tabakayı serin tutarken yalnızca levha yüzeyini anında ısıtır.

4.Lazer başak tavlama

Taramalı lazer ışını, en üstteki silikon katmanla sınırlı olarak mikrosaniyeden milisaniyeye kadar lokal ısıtma sağlar. En düşük termal bütçeyi, en yüksek katkı aktivasyon verimliliğini ve mümkün olan en sığ bağlantıları sunar.

---

İyon implantasyonundan sonra neden hızlı termal tavlama gereklidir?

İyon implantasyonu, katkılamayı tamamlamak için yüksek enerjili iyonların silikon levhalara çarpmasına dayanan agresif bir bombardıman işlemidir; bu, levhada ciddi hasara neden olur ve yalnızca tavlama işlemiyle çözülebilecek iki kritik kusurla sonuçlanır.

1. Katkı maddeleri uygun olmayan kafes bölgelerini işgal eder

Katkı atomlarının (Bor, Fosfor, Arsenik) serbest yük taşıyıcıları (delikler veya elektronlar) üretmesi için, doğal silikon atomlarının yerini alarak ikame kafes bölgelerini işgal etmeleri gerekir. Ancak implantasyondan hemen sonra çoğu katkı maddesi interstisyel pozisyonlarda sıkışıp kalır. Bu interstisyel katkı maddeleri elektriksel olarak aktif değildir ve iletime herhangi bir taşıyıcı katkıda bulunamaz. Tavlama, interstisyel katkı maddelerinin ikame bölgelerine göç etmesini sağlamak için termal enerji sağlar, böylece gerçek "dopant aktivasyonu" elde edilir ve onları işlevsel donörlere veya alıcılara dönüştürür. Katkı aktivasyon oranı, katkılı katmanın tabaka direncini doğrudan yönetir.

2. Kafes yapısı ciddi şekilde hasar görmüş

Yüksek dozda iyon implantasyonu, levha yüzeyindeki düzenli kristal kafesi bozar ve hatta amorfizasyona yol açabilir: başlangıçta iyi hizalanmış tek kristalli silikon, düzensiz cam benzeri amorf silikon katmanına dönüşür. Tavlama, bu amorf silikon katmanının, alttaki sağlam silikonu şablon olarak kullanarak tek bir kristal halinde yeniden büyütülmesine olanak tanır. Bu işleme katı faz epitaksiyel yeniden kristalleşme (SPER) adı verilir.

Tavlama prosesi neden "hızlı" olmalıdır?

Yüksek sıcaklıkta işlem zorunluysa neden hızlı termal tavlama işlemi yerine uzun süreli ısıtma için geleneksel fırınlar kullanılmıyor? Bunun nedeni, yüksek sıcaklıkların yalnızca yabancı maddeleri harekete geçirmekle kalmayıp aynı zamanda bunların içeriye doğru yayılmasına neden olarak bağlantı noktasını daha derin hale getirmesidir. Gelişmiş yarı iletken cihazlar, ultra sığ bağlantı noktaları (USJ) gerektirir; bağlantı noktası ne kadar sığ olursa o kadar iyidir.

Katkı maddesi difüzyon mesafesi, aşağıdaki formülle tanımlanan termal bütçeye göre belirlenir:

Difüzyon Uzunluğu ≈ √(D · t), D ∝ exp(−Eₐ/kT)

D = katkı maddesi difüzyon katsayısı (sıcaklıkla üstel olarak artar)

t = yüksek sıcaklıkta kalma süresi

Daha yüksek sıcaklıklar ve daha uzun termal bekleme süreleri, daha derin bağlantı noktalarına yol açarak temel bir denge yaratır: tam katkı maddesi aktivasyonu için yeterli yüksek sıcaklık gereklidir, ancak bağlantı noktası derinleşmesini bastırmak için minimum ısıtma süresi gerekir.

Uygulanabilir tek çözüm, yüksek sıcaklığa maruz kalmayı ultra kısa bir pencereyle sınırlandırarak en yüksek sıcaklığa hızlı bir şekilde ulaşmak ve ardından anında soğutma yapmaktır. Bu, hızlı termal tavlamanın geleneksel fırın ısıtma işlemine göre temel avantajıdır: ikinci, hatta milisaniye ölçeğindeki sıcaklık döngüsü, genel termal bütçeyi en aza indirir.

Semicorex yüksek kalite sunuyorRTP/RTA gofret taşıyıcılarımüşterilerin ihtiyaçlarına göre. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com