1. Overview
Ny fanafanana, fantatra ihany koa amin'ny hoe fanodinana mafana, dia manondro ny fomba famokarana izay miasa amin'ny hafanana avo, matetika ambony noho ny haavon'ny aluminium.
Ny dingan'ny fanafanana dia matetika atao amin'ny lafaoro avo lenta ary misy dingana lehibe toy ny oxidation, ny fiparitahan'ny loto, ary ny fanalefahana ny fanamboarana krystaly amin'ny famokarana semiconductor.
Oxidation: Izany dia dingana iray izay ametrahana wafer silisiôma ao anaty atmosfera misy oxidants toy ny oksizenina na etona rano ho an'ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana avo, ka miteraka fanehoan-kevitra simika eo amin'ny endrik'ilay ovy silisiôma mba hamorona sarimihetsika oxide.
Ny fiparitahan'ny loto: dia manondro ny fampiasana ny fitsipiky ny fiparitahan'ny hafanana amin'ny hafanana avo mba hampidirana singa maloto ao anaty substrate silisiôma araka ny fepetra takian'ny dingana, mba hananany fizarana fifantohana manokana, ka hanova ny toetra elektrika amin'ny fitaovana silisiôma.
Ny fametahana dia manondro ny dingan'ny famafazana ny wafer silisiôma aorian'ny fametrahana ion mba hanamboarana ny lesoka amin'ny lattice vokatry ny implantation ion.
Misy karazana fitaovana fototra telo ampiasaina amin'ny oxidation/diffusion/annealing:
- Lafaoro mitsivalana;
- Lafaoro mitsangana;
- Lafaoro fanafanana haingana: fitaovana fitsaboana hafanana haingana
Ny fomba fitsaboana nentim-paharazana nentim-paharazana dia mampiasa fitsaboana hafanana avo mandritra ny fotoana maharitra mba hanafoanana ny fahasimbana ateraky ny implantation ion, fa ny tsy fahampiana dia ny fanesorana ny tsy fahampiana sy ny fahombiazan'ny fampahavitrihana ambany ny loto nambolena.
Ankoatra izany, noho ny mari-pana annealing avo sy ny fotoana maharitra, dia mety hitranga indray ny fahalotoana, ka mahatonga ny loto be dia be hiparitaka ary tsy mahafeno ny fepetra takian'ny junctions marivo sy ny fizarana fahalotoana tery.
Ny famafazana hafanana haingana amin'ny wafer apetraka amin'ny ion amin'ny fampiasana fitaovana fanodinana hafanana haingana (RTP) dia fomba fitsaboana hafanana izay manafana ny wafer manontolo amin'ny hafanana (amin'ny ankapobeny 400-1300 ° C) ao anatin'ny fotoana fohy.
Raha oharina amin'ny lafaoro fanafanana annealing, dia manana tombony amin'ny kely kokoa teti-bola mafana, kely isan-karazany ny fahalotoana ao amin'ny faritra doping, kely ny loto ary fohy kokoa ny fotoana fanodinana.
Ny dingan'ny fanalefahana mafana haingana dia afaka mampiasa loharano angovo isan-karazany, ary midadasika be ny halavan'ny fotoana fanodinana (avy amin'ny 100 ka hatramin'ny 10-9s, toy ny fantson-jiro, laser annealing, sns.). Afaka manetsika tanteraka ny loto izany sady manafoana ny fitsinjarana ny loto. Amin'izao fotoana izao dia ampiasaina betsaka amin'ny dingana famokarana faritra avo lenta miaraka amin'ny savaivony wafer mihoatra ny 200mm.
2. dingana fanafanana faharoa
2.1 Dingan'ny oxidation
Ao amin'ny dingan'ny famokarana faritra mitambatra, misy fomba roa amin'ny famolavolana sarimihetsika oksika silisiôma: oxidation thermal sy deposition.
Ny dingan'ny oxidation dia manondro ny dingan'ny fananganana SiO2 eo amin'ny tampon'ny savony silisiôma amin'ny alàlan'ny oxidation mafana. Ny sarimihetsika SiO2 noforonin'ny oxidation mafana dia ampiasaina betsaka amin'ny fizotry ny famokarana circuit integrated noho ny fananana insulation elektrika ambony sy ny fahafaha-manao dingana.
Ny fampiharana azy indrindra dia toy izao manaraka izao:
- Arovy ny fitaovana amin'ny scratches sy ny loto;
- Famerana ny fitokanana eny an-tsaha ny mpitatitra entana (passivation surface);
- Fitaovana dielectric ao amin'ny vavahady oksizenina na firafitry ny sela fitehirizana;
- Masking implant amin'ny doping;
- Sosona dielectric eo anelanelan'ny sosona conductive metaly.
(1)Fiarovana sy fitokana-monina ny fitaovana
Ny SiO2 ambolena eo ambonin'ny tampon'ny wafer (wafer silicone) dia mety ho sosona sakana mahomby hanavahana sy hiarovana ireo fitaovana saro-pady ao anaty silisiôma.
Satria fitaovana mafy sy tsy porous (matevina) ny SiO2, dia azo ampiasaina izy io mba hanavahana tsara ireo fitaovana mavitrika eo amin'ny tontolon'ny silisiôna. Ny sosona SiO2 mafy dia hiaro ny wafer silisiôma amin'ny scratches sy ny fahasimbana mety hitranga mandritra ny dingan'ny famokarana.
(2)Surface passivation
Fandalovan'ny ety ambonin'ny tany Ny tombony lehibe amin'ny SiO2 mitombo amin'ny hafanana dia ny fampihenana ny hakitroky ny silisiôma amin'ny alàlan'ny faneriterena ny fatorany mihantona, vokatra fantatra amin'ny anarana hoe passivation.
Misoroka ny fahapotehan'ny herinaratra izy io ary mampihena ny lalan'ny fivoahana avy amin'ny hamandoana, ion na loto hafa ivelany. Ny sosona SiO2 mafy dia miaro an'i Si amin'ny scratches sy ny fahasimbana mety hitranga mandritra ny famokarana.
Ny sosona SiO2 mitombo eo amin'ny tampon'ny Si dia afaka mamatotra ireo loto mavitrika amin'ny herinaratra (fandotoana ion finday) eo amin'ny habakabaka Si. Ny passivation dia zava-dehibe ihany koa amin'ny fanaraha-maso ny leakage amin'ny fitaovana junction sy ny fitomboan'ny oksidan'ny vavahady.
Amin'ny maha-sosona passivation avo lenta, ny sosona oxide dia manana fepetra kalitao toy ny hatevin'ny fanamiana, tsy misy pinholes sy voids.
Antony iray hafa amin'ny fampiasana ny sosona oksizenina ho toy ny Si surface passivation sosona dia ny hatevin'ny ny oxide sosona. Ny sosona oxide dia tsy maintsy matevina ampy mba hisorohana ny vy sosona amin'ny fiampangana noho ny fiampangana fanangonan-karena eo amin'ny silisiôma ambonin'ny, izay mitovy amin'ny fiampangana fitehirizana sy ny fahapotehan'ny capacitors tsotra.
Ny SiO2 koa dia manana coefficient mitovy amin'ny fanitarana mafana amin'ny Si. Ny wafers silikon dia mivelatra mandritra ny fizotran'ny mari-pana ambony ary mifamatotra mandritra ny fampangatsiahana.
Ny SiO2 dia mivelatra na mifanakaiky amin'ny tahan'ny Si, izay manamaivana ny fikorontanan'ny wafer silisiôma mandritra ny dingana mafana. Izany koa dia misoroka ny fisarahan'ny sarimihetsika oxide amin'ny tampon'ny silisiôma noho ny adin'ny sarimihetsika.
(3)Gate oxide dielectric
Ho an'ny firafitry ny vavahady oksizenina mahazatra sy manan-danja indrindra amin'ny teknolojia MOS, ny sosona oksidena manify dia ampiasaina ho fitaovana dielectric. Koa satria ny sosona oksizenina vavahady sy ny Si eo ambany dia manana ny toetran'ny kalitao avo lenta sy ny fahamarinan-toerana, ny sosona oksizenina vavahady amin'ny ankapobeny dia azo amin'ny fitomboan'ny hafanana.
Ny SiO2 dia manana tanjaky ny dielectric avo (107V / m) ary ny fanoherana avo (manodidina ny 1017Ω · cm).
Ny fanalahidin'ny fahamendrehan'ny fitaovana MOS dia ny fahamendrehan'ny sosona oksizenina vavahady. Ny firafitry ny vavahady amin'ny fitaovana MOS dia mifehy ny fikorianan'ny ankehitriny. Satria io oxide io no fototry ny fiasan'ny microchips mifototra amin'ny teknolojia vokatry ny saha,
Noho izany, ny kalitao avo, ny hatevin'ny sarimihetsika tsara indrindra sy ny tsy fisian'ny loto no fepetra fototra. Ny loto rehetra mety hanimba ny fiasan'ny rafitry ny vavahady oksizenina dia tsy maintsy fehezina tsara.
(4)Sakana doping
Ny SiO2 dia azo ampiasaina ho sosona masking mahomby ho an'ny doping amin'ny silisiôma. Raha vantany vao misy sosona oksizenina miforona eo amin'ny tontolon'ny silisiôma, ny SiO2 ao amin'ny ampahany mangarahara amin'ny saron-tava dia voasokitra mba hamorona varavarankely iray ahafahan'ny fitaovana doping miditra ao amin'ny wafer silisiôma.
Raha tsy misy varavarankely, ny oxide dia afaka miaro ny endrik'ilay silisiôma ary manakana ny fahalotoana tsy hiparitaka, ka mamela ny fametrahana loto voafantina.
Ny dopants dia mihetsika moramora ao amin'ny SiO2 raha ampitahaina amin'ny Si, ka sosona oxide manify ihany no ilaina hanakanana ny dopants (mariho fa miankina amin'ny maripana io tahan'ny io).
Ny sosona oxide manify (oh: 150 Å ny hateviny) dia azo ampiasaina koa any amin'ny faritra izay ilana fametrahana ion, izay azo ampiasaina mba hampihenana ny fahasimbana eo amin'ny ambonin'ny silisiôma.
Izy io koa dia mamela ny fanaraha-maso tsara kokoa ny halalin'ny junction mandritra ny fametrahana loto amin'ny alàlan'ny fampihenana ny fiantraikan'ny fantsona. Aorian'ny implantation dia azo esorina amin'ny asidra hydrofluoric ny oksida mba hahatonga ny habakabaka ho fisaka indray.
(5)Dielectric sosona eo anelanelan'ny metaly sosona
SiO2 dia tsy mitondra herinaratra amin'ny toe-javatra mahazatra, noho izany dia insulator mahomby eo anelanelan'ny sosona metaly amin'ny microchips. Ny SiO2 dia afaka manakana ny fihodinana fohy eo amin'ny sosona metaly ambony sy ny sosona metaly ambany, toy ny insulator amin'ny tariby afaka misoroka ny fihodinana fohy.
Ny fepetra takian'ny kalitao ho an'ny oxide dia ny tsy fisian'ny pinholes sy voids. Matetika izy io dia doped mba hahazoana fluidité mahomby kokoa, izay mety hanamaivana kokoa ny fiparitahan'ny loto. Amin'ny ankapobeny dia azo avy amin'ny fametrahana etona simika fa tsy fitomboan'ny hafanana.
Miankina amin'ny entona mihetsika, ny fizotran'ny oxidation dia mizara ho:
- Oksizenina maina oksizenina: Si + O2→SiO2;
- Oksizenina mando oksizenina: 2H2O (etona rano) + Si→SiO2+2H2;
- Oxydation chlorine-doped: Ny entona chlorine, toy ny chloride hydrogène (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) na ny derivatives dia ampiana amin'ny oksizenina mba hanatsarana ny tahan'ny oxidation sy ny kalitaon'ny sosona oxide.
(1)Dingan'ny oksizenina maina: Ny molekiolan'ny oksizenina ao amin'ny entona fanehoan-kevitra dia miparitaka amin'ny alàlan'ny sosona oksida efa miforona, tonga eo amin'ny fifandraisana misy eo amin'ny SiO2 sy Si, mihetsika amin'ny Si, ary avy eo mamorona sosona SiO2.
Ny SiO2 voaomana amin'ny oxidation oksizenina maina dia manana rafitra matevina, hatevin'ny fanamiana, fahaiza-misaron-tava matanjaka amin'ny tsindrona sy fanaparitahana, ary ny fiverimberenan'ny dingana avo lenta. Ny tsy fahampiana dia ny fihanaky ny fitomboana.
Ity fomba ity dia matetika ampiasaina amin'ny oxidation avo lenta, toy ny oxidation dielectric vavahady, ny oxidation sosona buffer manify, na ny fanombohana ny oxidation sy ny famaranana ny oxidation mandritra ny oxidation sosona matevina.
(2)Fizotry ny oksizenina mando: Ny etona rano dia azo entina mivantana amin'ny oksizenina, na azo avy amin'ny fihetsiky ny hidrôzenina sy ny oksizenina. Ny tahan'ny oxidation dia azo ovaina amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny tahan'ny tsindry amin'ny hidrôzenina na ny etona rano amin'ny oksizenina.
Mariho fa mba hiantohana ny fiarovana, ny tahan'ny hidrôzenina amin'ny oksizenina dia tsy tokony hihoatra ny 1.88: 1. Ny fandotoana oksizenina mando dia noho ny fisian'ny oksizenina sy ny etona rano ao amin'ny entona fanehoan-kevitra, ary ny etona rano dia ho levona ho hidrôzenina oxide (H O) amin'ny hafanana ambony.
Ny tahan'ny fanaparitahana ny oksizenina hidrôzenina amin'ny oksizenina silisiôma dia haingana kokoa noho ny an'ny oksizenina, noho izany ny tahan'ny oksizenina mando oksizenina dia eo amin'ny filaharana iray avo kokoa noho ny tahan'ny oksizenina maina.
(3)Fizotry ny oxidation doped chlorine: Ho fanampin'ny oxidation oksizenina maina sy ny oksizenina mando oksizenina, ny entona klôro, toy ny chloride hydrogène (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) na ny derivatives, dia azo ampiana amin'ny oksizenina mba hanatsarana ny tahan'ny oxidation sy ny kalitaon'ny sosona oxide. .
Ny antony lehibe indrindra amin'ny fampitomboana ny tahan'ny oxidation dia ny hoe rehefa ampiana ny chlorine ho an'ny oxidation, dia tsy ny reactant ihany no misy etona rano izay afaka manafaingana ny oxidation, fa ny chlorine koa dia miangona eo akaikin'ny fifandraisana eo amin'ny Si sy SiO2. Amin'ny fisian'ny oksizenina, ny fitambaran'ny chlorosilicon dia mora miova ho oksizenina silisiôma, izay afaka mampiakatra ny oksida.
Ny antony lehibe indrindra amin'ny fanatsarana ny kalitaon'ny sosona oxide dia ny hoe ny atôma klôro ao amin'ny sosona oksidena dia afaka manadio ny asan'ny ion ny sodium, ka mampihena ny tsy fahampian'ny oksidana ateraky ny fandotoana ny fitaovana sy ny fanodinana akora. Noho izany, ny doping chlore dia tafiditra amin'ny ankamaroan'ny fizotran'ny oksizenina maina.
2.2 Dingan'ny fanaparitahana
Ny diffusion nentim-paharazana dia manondro ny famindrana akora avy amin'ny faritra ambony kokoa mankany amin'ny faritra ambany kokoa mandra-pizarany mitovy. Manaraka ny lalàn'i Fick ny fizotran'ny diffusion. Mety hitranga eo amin'ny akora roa na maromaro ny fiparitahana, ary ny fifantohana sy ny fahasamihafan'ny mari-pana eo amin'ny faritra samihafa dia mitarika ny fizarana akora ho any amin'ny toetry ny equilibrium mitovy.
Ny iray amin'ireo toetra manan-danja indrindra amin'ny fitaovana semiconductor dia ny fampifanarahana ny conductivity azy amin'ny alàlan'ny fampidirana karazana na fifantohana dopants isan-karazany. Amin'ny famokarana circuit integrated, io dingana io dia matetika vita amin'ny alàlan'ny doping na diffusion.
Miankina amin'ny tanjona famolavolana, ny fitaovana semiconductor toy ny silisiôma, germanium na III-V dia afaka mahazo fananana semiconductor roa samy hafa, N-karazana na P-karazana, amin'ny alàlan'ny doping miaraka amin'ny loton'ny mpamatsy na ny loto acceptor.
Ny doping semiconductor dia atao amin'ny fomba roa: diffusion na implantation ion, samy manana ny toetrany manokana:
Ny doping diffusion dia lafo kokoa, saingy tsy azo fehezina tsara ny fifantohana sy ny halalin'ny fitaovana doping;
Na dia lafo aza ny fametrahana ion, dia ahafahana mifehy tsara ny mombamomba ny fifantohana dopant.
Talohan'ny taona 1970, ny haben'ny endri-javatra amin'ny sarin'ny circuit circuit dia teo amin'ny lamina 10μm, ary ny teknolojia diffusion thermal nentim-paharazana dia nampiasaina tamin'ny doping.
Ny diffusion dia ampiasaina indrindra hanovana ny fitaovana semiconductor. Amin'ny fanaparitahana ireo akora samihafa ho fitaovana semiconductor, dia azo ovaina ny conductivity sy ny toetra ara-batana hafa.
Ohatra, amin'ny fanaparitahana ny boron singa trivalent ho silisiôma, dia miforona ny semiconductor P-karazana; Amin'ny alàlan'ny doping singa pentavalent phosphorus na arsenika dia miforona ny semiconductor karazana N. Rehefa misy semiconductor P-karazana misy lavaka maro kokoa mifandray amin'ny semiconductor N-karazana misy elektrôna bebe kokoa, dia miforona ny fihaonan'ny PN.
Rehefa mihena ny haben'ny endri-javatra, ny fizotry ny diffusion isotropic dia ahafahan'ny dopants miparitaka any amin'ny ilany ilany amin'ny sosona oxide ampinga, ka miteraka fohy eo anelanelan'ny faritra mifanila.
Afa-tsy amin'ny fampiasana manokana (toy ny fiparitahana maharitra mba hamoronana faritra mahatohitra voly avo lenta), ny fizotry ny diffusion dia nosoloina tsikelikely tamin'ny fametrahana ion.
Na izany aza, amin'ny famokarana teknolojia ambanin'ny 10nm, satria kely dia kely ny haben'ny Fin ao amin'ny fitaovana transistor (FinFET) telo-dimensional fin field-effect transistor (FinFET), hanimba ny rafitra keliny ny implantation ion. Ny fampiasana ny diffusion loharano matanjaka dia mety hamaha ity olana ity.
2.3 Dingan'ny fanimbana
Ny dingana annealing dia antsoina koa hoe thermal annealing. Ny dingana dia ny fametrahana ny wafer silisiôma ao amin'ny tontolo mafana mafana mandritra ny fe-potoana voafaritra mba hanovana ny microstructure amin'ny ambonin'ny na ao anatin'ny silicone wafer mba hahatratrarana tanjona dingana manokana.
Ny mari-pamantarana manan-danja indrindra amin'ny fizotran'ny annealing dia ny mari-pana sy ny fotoana. Arakaraka ny ambony ny mari-pana sy ny ela kokoa ny fotoana, ny ambony ny teti-bola mafana.
Ao amin'ny tena fizotran'ny famokarana circuit integrated, ny teti-bola mafana dia voafehy tanteraka. Raha misy dingana annealing maromaro ao amin'ny fikorianan'ny dingana, ny teti-bola mafana dia azo aseho ho toy ny superposition ny fitsaboana hafanana maro.
Na izany aza, miaraka amin'ny miniaturization ny processus nodes, ny teti-bola mafana azo avela ao amin'ny dingana manontolo dia lasa kely sy kely kokoa, izany hoe, ny mari-pana ny mari-pana ambony dia lasa ambany kokoa ary ny fotoana ho fohy kokoa.
Matetika, ny annealing dingana dia mitambatra amin'ny ion implantation, manify sarimihetsika deposition, metaly silicide fananganana sy ny dingana hafa. Ny mahazatra indrindra dia ny fanalefahana ny hafanana aorian'ny fametrahana ion.
Ny fametrahana ion dia hisy fiantraikany amin'ny atôma substrate, ka mahatonga azy ireo hiala amin'ny firafitry ny makarakara tany am-boalohany ary hanimba ny makarakara substrate. Ny fametahana mafana dia afaka manamboatra ny fahasimban'ny lattice vokatry ny fametahana ion ary afaka mamindra ny atôma maloto natsofoka avy amin'ny banga makarakara mankany amin'ny toerana masirasira, ka mahatonga azy ireo hampavitrika azy ireo.
Ny mari-pana ilaina amin'ny fanamboarana ny fahasimbana makarakara dia eo amin'ny 500°C, ary ny mari-pana ilaina amin'ny fampahavitrihana ny loto dia eo amin'ny 950°C. Raha ny teoria, ny lava kokoa ny fotoana annealing sy ny ambony kokoa ny mari-pana, ny ambony ny fampahavitrihana ny fahalotoana, fa avo loatra teti-bola mafana dia hitarika ho amin'ny diffusion tafahoatra ny loto, ka mahatonga ny dingana tsy voafehy ary amin'ny farany mahatonga ny fahasimban'ny ny fitaovana sy ny fampisehoana ny faritra.
Noho izany, miaraka amin'ny fivoaran'ny teknolojia famokarana, dia nosoloina tsikelikely ny famafazana lafaoro nentim-paharazana amin'ny alàlan'ny famafazana hafanana haingana (RTA).
Ao amin'ny dingan'ny famokarana, ny sarimihetsika manokana sasany dia mila mandalo dingan'ny fanalefahana mafana aorian'ny fametrahana mba hanovana ny toetra ara-batana na simika amin'ny sarimihetsika. Ohatra, lasa matevina ny horonan-tsarimihetsika iray, manova ny tahan'ny etching maina na mando;
Ny dingana iray hafa ampiasaina matetika dia mitranga mandritra ny fananganana silicide metaly. Ny sarimihetsika metaly toy ny kobalta, nikela, titane, sns, dia mipoitra eo amin'ny tampon'ny wafer silisiôma, ary aorian'ny fametahana mafana haingana amin'ny hafanana somary ambany, ny metaly sy ny silisiôma dia afaka mamorona firaka.
Ny metaly sasany dia mamorona dingana samihafa amin'ny hafanana hafanana. Amin'ny ankapobeny, antenaina ny hamorona dingana firaka miaraka amin'ny fanoherana ny fifandraisana ambany sy ny fanoherana ny vatana mandritra ny dingana.
Araka ny fepetra takian'ny tetibola mafana isan-karazany, ny dingan'ny annealing dia mizara ho annealing amin'ny lafaoro mafana sy ny fanerena mafana.
- High temperature lafaoro fantsona annealing:
Izany dia fomba nentim-paharazana annealing amin'ny hafanana avo, ela annealing fotoana sy ny teti-bola ambony.
Amin'ny dingana manokana sasany, toy ny teknolojia fitokana-monina oksizenina amin'ny fanomanana ny substrate SOI sy ny fizotran'ny diffusion lalina, dia be mpampiasa izy io. Ny dingana toy izany amin'ny ankapobeny dia mitaky teti-bola mafana kokoa mba hahazoana mason-tsivana tonga lafatra na fizarana fahalotoana fanamiana.
- Rapid Thermal Annealing:
Izy io dia ny dingan'ny fanodinana ny wafers silisiôma amin'ny alàlan'ny hafanana / fampangatsiahana haingana sy trano fonenana fohy amin'ny mari-pana kendrena, indraindray antsoina koa hoe Rapid Thermal Processing (RTP).
Ao anatin'ny dingan'ny fananganana junctions ultra-marivo, ny fanalefahana mafana haingana dia mahatratra ny fanatsarana marimaritra iraisana eo amin'ny fanamboarana lesoka, ny fampahavitrihana ny loto, ary ny fampihenana ny fiparitahan'ny loto, ary tena ilaina amin'ny dingan'ny famokarana nodes teknolojia mandroso.
Ny fizotry ny fiakaran'ny mari-pana sy ny fijanonana fohy amin'ny mari-pana kendrena miaraka dia mandrafitra ny teti-bola mafana amin'ny fametahana mafana haingana.
Ny fanariana mafana mahazatra mahazatra dia manana mari-pana eo amin'ny 1000°C ary maharitra segondra vitsy. Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny fepetra takiana amin'ny fametahana mafana haingana dia miha-henjana, ary ny tselatra annealing, ny spike annealing, ary ny laser annealing dia nivoatra tsikelikely, miaraka amin'ny fotoana fanalefahana mahatratra milliseconds, ary mirona hivoatra mankany amin'ny microseconds sy sub-microseconds aza.
3. Telo fanafanana dingana fitaovana
3.1 Fitaovana fanaparitahana sy oxidation
Ny fizotry ny diffusion dia mampiasa indrindra ny fitsipiky ny diffusion mafana amin'ny hafanana avo (matetika 900-1200 ℃) mba hampidirana singa maloto ao anaty substrate silisiôma amin'ny halaliny ilaina mba hanomezana fizarana fifantohana manokana, mba hanovana ny toetran'ny herinaratra. fitaovana ary mamorona rafitra fitaovana semiconductor.
Ao amin'ny teknôlôjia mitambatra silisiôma, ny dingan'ny diffusion dia ampiasaina amin'ny fanaovana junctions PN na singa toy ny resistors, capacitors, interconnect wiring, diodes ary transistors amin'ny circuit integrated, ary ampiasaina koa amin'ny fitokanana eo amin'ny singa.
Noho ny tsy fahafahana mifehy tsara ny fizarana ny doping fifantohana, ny diffusion dingana nosoloina tsikelikely ny ion implantation doping dingana amin'ny fanamboarana ny Integrated circuits amin'ny wafer savaivony ny 200 mm sy ambony, fa kely ny vola mbola ampiasaina amin'ny mavesatra. doping dingana.
Ny fitaovana fanaparitahana nentim-paharazana dia lafaoro fanaparitahana marindrano indrindra, ary misy ihany koa ny lafaoro fanaparitahana mitsangana.
Lafaoro fanaparitahana mitsivalana:
Izy io dia fitaovana fitsaboana hafanana ampiasaina betsaka amin'ny dingan'ny fanaparitahana ny faritra mitambatra miaraka amin'ny savaivony wafer latsaky ny 200mm. Ny toetra mampiavaka azy dia ny vatan'ny lafaoro fanafanana, ny fantsona fanehoan-kevitra ary ny sambo quartz mitondra wafers dia apetraka amin'ny horizontaly, noho izany dia manana ny toetra mampiavaka ny fitoviana tsara eo amin'ny wafers.
Tsy iray amin'ireo fitaovana manan-danja eo anoloana amin'ny tsipika famokarana faritra mitambatra, fa ampiasaina amin'ny diffusion, oxidation, annealing, alloying ary dingana hafa amin'ny indostria toy ny fitaovana discrete, fitaovana elektronika herinaratra, fitaovana optoelectronic ary fibre optika. .
Lafaoro diffusion mitsangana:
Amin'ny ankapobeny dia manondro fitaovana fitsaboana hafanana batch ampiasaina amin'ny fizotry ny faritra mitambatra ho an'ny wafers misy savaivony 200mm sy 300mm, fantatra amin'ny anarana hoe lafaoro mitsangana.
Ny endri-javatra ara-drafitra amin'ny lafaoro diffusion mitsangana dia ny vatan'ny lafaoro fanafanana, ny fantsona fanehoan-kevitra ary ny sambo quartz mitondra ny wafer dia apetraka mitsangana avokoa, ary ny wafer dia apetraka horizontally. Izy io dia manana ny toetra mampiavaka tsara ao anatin'ny wafer, avo lenta ny automatique, ary ny rafitra marin-toerana fampisehoana, izay afaka mahafeno ny filan'ny midadasika midadasika faritra famokarana tsipika.
Ny lafaoro diffusion mitsangana dia iray amin'ireo fitaovana manan-danja amin'ny tsipika famokarana semiconductor integrated circuit ary matetika ampiasaina amin'ny dingana mifandraika amin'ny sehatry ny fitaovana elektronika herinaratra (IGBT) sy ny sisa.
Ny lafaoro diffusion mitsangana dia azo ampiharina amin'ny fizotran'ny oxidation toy ny oxidation oksizenina maina, ny oxidation synthesis hydrogène-oxygène, ny oxidation oxynitride silisiôma, ary ny fizotry ny fitomboan'ny sarimihetsika toy ny dioksida silisiôma, ny polysilicon, ny silisiôma nitride (Si3N4), ary ny fametrahana atomika.
Matetika koa izy io no ampiasaina amin'ny fanalefahana ny hafanana, ny fanodinana varahina ary ny fizotran'ny alloying. Eo amin'ny fizotran'ny diffusion, ny lafaoro fanaparitahana mitsangana dia ampiasaina koa indraindray amin'ny fizotran'ny doping mavesatra.
3.2 Fitaovana fanerena haingana
Ny fitaovana Rapid Thermal Processing (RTP) dia fitaovana fitsaboana hafanana amin'ny wafer tokana izay afaka mampiakatra haingana ny hafanan'ny wafer amin'ny hafanana takian'ny dingana (200-1300 ° C) ary afaka mampitony haingana azy. Ny tahan'ny fanafanana / fampangatsiahana dia amin'ny ankapobeny 20-250 ° C / s.
Ho fanampin'ny loharanom-angovo isan-karazany sy ny fotoana fanodinkodinana, ny fitaovana RTP dia manana fampisehoana tsara hafa koa, toy ny fanaraha-maso tsara ny teti-bola mafana sy ny fanamiana tsara kokoa (indrindra ho an'ny wafers lehibe), ny fanamboarana ny fahasimban'ny wafer vokatry ny fametrahana ion, ary efi-trano maro dia afaka mihazakazaka dingana dingana samy hafa miaraka.
Ankoatr'izay, ny fitaovana RTP dia afaka manova sy manitsy ny entona fizotry ny fizotry ny fizotry ny hafanana, mba ho vita amin'ny fomba fitsaboana hafanana mitovy.
Ny fitaovana RTP dia matetika ampiasaina amin'ny fanalefahana hafanana haingana (RTA). Aorian'ny fametrahana ny ion dia ilaina ny fitaovana RTP hanamboarana ny fahasimbana ateraky ny implantation ion, hampavitrika ny protons doped ary hanakanana ny fiparitahan'ny loto.
Amin'ny ankapobeny, ny mari-pana amin'ny fanamboarana ny lesoka makarakara dia eo amin'ny 500°C, raha 950°C kosa no ilaina amin'ny fampandehanana ny ataoma doped. Ny fampahavitrihana ny loto dia mifandray amin'ny fotoana sy ny mari-pana. Arakaraka ny halavan'ny fotoana sy ny fiakaran'ny mari-pana, dia vao mainka mihetsiketsika ny loto, saingy tsy mety amin'ny fanakanana ny fiparitahan'ny loto.
Satria ny fitaovana RTP dia manana ny toetran'ny fiakaran'ny mari-pana haingana / fianjerana ary ny faharetan'ny fotoana fohy, ny fizotran'ny annealing aorian'ny implantation ion dia afaka mahatratra ny fifantenana tsara indrindra amin'ny fanamboarana ny kilema, ny fampahavitrihana ny fahalotoana ary ny fiparitahan'ny loto.
Ny RTA dia mizara ho sokajy efatra manaraka:
(1)Spike Annealing
Ny toetra mampiavaka azy dia ny fifantohana amin'ny fizotran'ny fanafanana / fampangatsiahana haingana, fa amin'ny ankapobeny dia tsy misy dingana fitehirizana hafanana. Mijanona ao anatin'ny fotoana fohy amin'ny maripana ambony ny spike annealing, ary ny tena asany dia ny fampandehanana ireo singa doping.
Amin'ny fampiharana tena izy, ny wafer dia manomboka mafana haingana avy amin'ny mari-pana azo antoka azo antoka ary mihamangatsiaka avy hatrany rehefa tonga amin'ny mari-pana kendrena.
Koa satria ny fotoana fikojakojana amin'ny teboka mari-pana kendrena (izany hoe, ny mari-pana ambony indrindra) dia tena fohy, ny dingan'ny annealing dia afaka mampitombo ny haavon'ny fampahavitrihana ny fahalotoana ary manamaivana ny haavon'ny fiparitahan'ny fahalotoana, ary manana toetra tsara amin'ny fanamboarana annealing, izay miteraka avo kokoa. kalitao fatorana ary ambany leakage ankehitriny.
Ny spike annealing dia ampiasaina betsaka amin'ny fizotran'ny junction ultra-marivo aorian'ny 65nm. Ny mari-pandrefesana amin'ny spike annealing indrindra dia ahitana ny mari-pana ambony indrindra, ny fotoana ipetrahana ambony indrindra, ny fahasamihafana amin'ny mari-pana ary ny fanoherana ny wafer aorian'ny dingana.
Ny fohy kokoa ny fotoana fonenana ambony indrindra, ny tsara kokoa. Miankina indrindra amin'ny tahan'ny fanafanana / fampangatsiahana ny rafitra fanaraha-maso ny mari-pana, fa ny atmosfera entona voafantina indraindray dia misy fiantraikany amin'izany ihany koa.
Ohatra, ny hélium dia manana volume atomika kely sy taham-pielezana haingana, izay mety amin'ny famindrana hafanana haingana sy fanamiana ary mety hampihena ny sakany ambony na ny fotoana hipetrahana. Noho izany, ny hélium dia nofidina indraindray mba hanampy amin'ny fanafanana sy ny fampangatsiahana.
(2)Lamp Annealing
Ny teknôlôjia annealing jiro dia ampiasaina betsaka. Ny jiro halogen dia matetika ampiasaina ho loharanon'ny hafanana haingana. Ny tahan'ny hafanana / fampangatsiahana avo lenta sy ny fanaraha-maso ny mari-pana marina dia afaka mahafeno ny fepetra takian'ny fizotran'ny famokarana mihoatra ny 65nm.
Na izany aza, tsy afaka mahafeno tanteraka ny fepetra henjana amin'ny dingana 45nm (aorian'ny dingana 45nm, rehefa misy ny fifandraisana nikela-silika amin'ny lojika LSI, ny wafer dia mila hafanana haingana avy amin'ny 200 ° C ka hatramin'ny 1000 ° C ao anatin'ny milliseconds, noho izany dia ilaina ny fametahana laser).
(3)Laser Annealing
Laser annealing dia ny dingan'ny fampiasana mivantana tamin'ny laser mba hampitombo haingana ny mari-pana amin'ny etỳ ambonin'ny ny wafer mandra-pahatongan'ny ampy mba handrendrika ny silisiôma kristaly, ka mahatonga azy ho tena mavitrika.
Ny tombony amin'ny laser annealing dia ny hafanana haingana sy ny fanaraha-maso saro-pady. Tsy mitaky filament fanafanana ary tsy misy olana amin'ny mari-pana sy ny fiainana filament amin'ny ankapobeny.
Na izany aza, avy amin'ny lafiny ara-teknika, tamin'ny laser annealing manana leakage amin'izao fotoana izao sy ny sisa olana kilema, izay hisy fiantraikany amin'ny fampisehoana fitaovana ihany koa.
(4)Flash Annealing
Ny fametahana tselatra dia teknôlôjia fandrefesana izay mampiasa taratra mahery vaika mba hanatanterahana ny fametahana spike amin'ny wafer amin'ny mari-pana manokana mialoha ny hafanana.
Ny wafer dia afanaina amin'ny 600-800 ° C, ary avy eo ny taratra avo lenta dia ampiasaina amin'ny fandoroana pulse vetivety. Rehefa tonga eo amin'ny mari-pana ilaina amin'ny fanosotra ny mari-pana ambony indrindra amin'ny wafer, dia tapaka avy hatrany ny taratra.
Ny fitaovana RTP dia matetika ampiasaina amin'ny famokarana circuit integrated.
Ho fanampin'ny fampiasa be dia be amin'ny fizotry ny RTA, ny fitaovana RTP dia nanomboka nampiasaina tamin'ny oxidation mafana haingana, ny nitridation mafana haingana, ny fiparitahan'ny hafanana haingana, ny fametrahana etona simika haingana, ary koa ny famokarana silicide metaly sy ny fizotran'ny epitaxial.
——————————————————————————————————————————————— ——
Semicera dia afaka manomeampahany grafita,malefaka / henjana mahatsapa,singa silisiôma carbide,Ny ampahany CVD silisiôma carbide, arySiC/TaC mifono ampahanymiaraka amin'ny dingana semiconductor feno ao anatin'ny 30 andro.
Raha liana amin'ny vokatra semiconductor etsy ambony ianao,aza misalasala mifandray aminay amin'ny voalohany.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Fotoana fandefasana: Aug-27-2024