1. Serpêhatî
Germkirin, ku wekî pêvajoyek germî jî tê zanîn, prosedurên hilberînê yên ku di germahiyên bilind de dixebitin, bi gelemperî ji xala helîna aluminiumê bilindtir e vedibêje.
Pêvajoya germkirinê bi gelemperî di firna germahiyek bilind de tête kirin û pêvajoyên sereke yên wekî oksîdasyon, belavkirina nepakiyê, û şilkirin ji bo tamîrkirina kêmasiya krîstal di hilberîna nîvconductor de vedihewîne.
Oksîdasyon: Ew pêvajoyek e ku tê de waferek silicon di atmosferek oksîjenan de wekî oksîjen an buhara avê ji bo dermankirina germahiya bilind tê danîn, ku dibe sedema reaksiyonek kîmyayî li ser rûbera wafera silicon ku fîlimek oksîdê çêbike.
Belavbûna nepakiyê: tê wateya karanîna prensîbên belavkirina termalê di bin şert û mercên germahiya bilind de da ku hêmanên nepakiyê li binê siliconê li gorî hewcedariyên pêvajoyê bicîh bikin, da ku ew xwedan dabeşek berhevokek taybetî be, bi vî rengî taybetmendiyên elektrîkî yên materyalê silicon diguhezîne.
Annealing tê wateya pêvajoya germkirina wafera silicon piştî îlonê ji bo tamîrkirina kêmasiyên tîrêjê yên ku ji hêla îlonê ve têne çêkirin.
Sê celebên bingehîn ên amûrên ku ji bo oksîdasyon / belavbûn / annealkirinê têne bikar anîn hene:
- Fira Horizontal;
- Fira Vertical;
- Fira germkirina bilez: Amûrên dermankirina germê ya bilez
Pêvajoyên dermankirina germê ya kevneşopî bi gelemperî dermankirina germahiya bilind a dirêj-dirêj bikar tîne da ku zirara ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin ji holê rabike, lê dezawantajên wê rakirina kêmasiyên netewa û kargêriya çalakkirina kêm a nepakiyên pêçandî ne.
Digel vê yekê, ji ber germahiya bilind û demek dirêj, ji nû ve dabeşkirina nepakiyê dibe ku çêbibe, ku dibe sedem ku hejmareke mezin a nepakî belav bibe û nekare hewcedariyên girêdanên hûr û dabeşkirina teng a nepakiyê bicîh bîne.
Zehfkirina germî ya bilez a waferên bi îyon-implantkirî bi karanîna amûrên pêvajoyek germî ya bilez (RTP) rêbazek dermankirina germahiyê ye ku di demek pir kurt de tevahiya wafer heya germahiyek diyarkirî (bi gelemperî 400-1300 ° C) germ dike.
Bi berhevkirina germkirina firnê re, ew xwedan avantajên kêmbûna budceya germî, rêjeya piçûktir a tevgera nepakiyê li devera dopîngê, kêm qirêjbûn û dema pêvajoyê ya kurttir e.
Pêvajoya lêdana germî ya bilez dikare cûrbecûr çavkaniyên enerjiyê bikar bîne, û rêza dema lêdanê pir fireh e (ji 100 heta 10-9s, wek tîrêjkirina lampê, lêdana lazer, hwd.). Ew dikare bi tevahî nepaqijiyan çalak bike dema ku bi bandor ve dabeşkirina nepakiyê bitepisîne. Naha ew bi berfirehî di pêvajoyên hilberîna çerxa yekbûyî ya bilind-dawî de bi pîvanên waferê ji 200 mm mezintir tê bikar anîn.
2. Pêvajoya germkirina duyemîn
2.1 Pêvajoya oksîdasyonê
Di pêvajoya çêkirina çerxa yekbûyî de, ji bo çêkirina fîlimên oksîdê silicon du rêbaz hene: oksîdasyona termal û depokirin.
Pêvajoya oksîdasyonê pêvajoya avakirina SiO2 li ser rûbera pîvazên silicon bi oksîdasyona germî vedibêje. Fîlma SiO2 ya ku ji hêla oksîdasyona termal ve hatî çêkirin, ji ber taybetmendiyên wê yên însulasyona elektrîkî û pêkaniya pêvajoyê bi berfirehî di pêvajoya çêkirina çerxa yekbûyî de tê bikar anîn.
Serîlêdanên wê yên herî girîng ev in:
- Amûrên ji xişandin û qirêjiyê biparêzin;
- Bisînorkirina îzolasyona zeviyê ya hilgirên barkirî (pasîvasyona rûvî);
- Materyalên dîelektrîkî yên di oksîdê derî an strukturên hucreya hilanînê de;
- Di dopîngê de maskkirina implant;
- Tebeqeya dielektrîkê ya di navbera tebeqeyên gîha yên metal de.
(1)Parastina Device û îzole
SiO2 ya ku li ser rûbera waferek (wafer silicon) hatî mezin kirin dikare wekî qatek astengiyek bi bandor ji bo veqetandin û parastina amûrên hesas di hundurê silicon de bixebite.
Ji ber ku SiO2 maddeyek hişk û ne-poroz (dûr) e, ew dikare were bikar anîn da ku bi bandor amûrên çalak li ser rûyê silicon veqetîne. Tebeqeya hişk a SiO2 dê şilava siliconê ji şil û zirarên ku di pêvajoya çêkirinê de çêbibin biparêze.
(2)Pasîvasyona rûyê erdê
Pasîvasyona ser rûyê erdê Feydeyek sereke ya SiO2-ya ku bi germî mezin dibe ev e ku ew dikare bi tengkirina girêdanên wê yên daleqandî, tîrêjiya rewşa rûxê ya silicon kêm bike, bandorek ku wekî pasîvasyona rûvî tê zanîn.
Ew pêşî li hilweşîna elektrîkê digire û rê li ber herikîna lehiyê ya ku ji ber şil, îyon an gemarên din ên derveyî ve hatî çêkirin kêm dike. Tebeqeya hişk SiO2 Si ji xişandin û zirara pêvajoyê ya ku dibe ku di dema piştî hilberînê de çêbibe diparêze.
Tebeqeya SiO2 ya ku li ser rûyê Si-yê hatî mezin kirin dikare gemarên elektrîkî yên çalak (tevliheviya îyona mobîl) li ser rûyê Si-yê girêbide. Pasîfasyon di heman demê de ji bo kontrolkirina herikîna lehiyê ya cîhazên girêdanê û mezinbûna oksîtên dergehê domdar jî girîng e.
Wekî qatek pasîvasyonê ya bi kalîte, tebeqeya oksîdê daxwazên kalîteyê yên wekî stûrbûna yekreng, bê pinhol û valahiyê heye.
Faktorek din a di karanîna qatek oksîdê de wekî qatek pasîvasyona rûyê Si-yê qalindahiya qata oksîdê ye. Pêdivî ye ku tebeqeya oksîtê têra xwe stûr be da ku pêşî li barkirina qata metalê bigire ji ber berhevbûna barkirinê li ser rûyê siliconê, ku dişibihe taybetmendiyên hilanîn û hilweşandinê yên kondensatorên asayî.
SiO2 di heman demê de xwedan hevberek berfirehbûna germî ya pir dişibihe Si. Waferên silicon di pêvajoyên germahiya bilind de berfireh dibin û di dema sarbûnê de girêdidin.
SiO2 bi rêjeyek pir nêzîkê ya Si-yê berfireh dibe an girêdide, ku di dema pêvajoya germahiyê de guheztina wafera silicon kêm dike. Ev jî ji ber stresa fîlimê ji veqetandina fîlima oksîdê ji rûbera siliconê dûr dixe.
(3)Gate oxide dielektrîk
Ji bo avahiya oksîdê ya herî gelemperî û girîng a di teknolojiya MOS-ê de, tebeqeyek oksîtê ya zehf zirav wekî materyalê dielektrîkî tê bikar anîn. Ji ber ku tebeqeya oksîdê derî û Si-ya li jêr xwedan taybetmendiyên qalîteya bilind û aramiyê ne, qata oksîtê ya dergehê bi gelemperî ji hêla mezinbûna germî ve tê wergirtin.
SiO2 xwedan hêzek dielektrîkî ya bilind (107V / m) û berxwedanek bilind e (nêzîkî 1017Ω·cm).
Mifteya pêbaweriya cîhazên MOS yekparebûna qata oksîtê ya dergehê ye. Struktura dergehê di cîhazên MOS de herikîna heyî kontrol dike. Ji ber ku ev oksît bingeha fonksiyona mîkroçîpên ku li ser bingeha teknolojiya bandora zeviyê ye, ye,
Ji ber vê yekê, kalîteya bilind, yekdestiya fîlimê ya hêja û nebûna nepakiyê hewcedariyên wê yên bingehîn in. Her qirêjiya ku dibe ku fonksiyona avahiya oksîdê dergehê xirab bike divê bi hişkî were kontrol kirin.
(4)Astengiya dopîngê
SiO2 dikare ji bo dopîngkirina bijartî ya rûyê silicon wekî qatek maskek bi bandor were bikar anîn. Dema ku tebeqeyek oksîdê li ser rûyê silicon çêbibe, SiO2 di beşa zelal a maskê de tê xêzkirin da ku pencereyek çêbike ku tê de maddeya dopîngê dikare bikeve nav wafera silicon.
Li cîhê ku pencereyek tune be, oksît dikare rûbera silicon biparêze û pêşî li belavbûna nepakiyan bigire, bi vî rengî veguheztina nepakiya bijartî bike.
Dopan di SiO2 de li gorî Si-yê hêdî hêdî tevdigerin, ji ber vê yekê tenê tebeqeyek oksîdê ya zirav hewce ye ku dopantan asteng bike (bala xwe bidin ku ev rêje bi germahiyê ve girêdayî ye).
Tebeqek oksîdê ya tenik (mînak, 150 Å stûr) dikare li deverên ku lêvekirina îyonê hewce ye jî were bikar anîn, ku dikare were bikar anîn da ku zirarê li rûyê silicon kêm bike.
Ew di heman demê de bi kêmkirina bandora kanalîzasyonê rê dide kontrolkirina çêtir a kûrahiya hevgirtinê di dema nepêçîbûnê de. Piştî çandiniyê, oksît dikare bi bijartî bi asîda hîdrofluorîk ve were rakirin da ku rûyê siliconê dîsa safî bike.
(5)Tebeqeya dielektrîkî ya di navbera qatên metal de
SiO2 di şert û mercên normal de elektrîkê nagire, ji ber vê yekê ew di navbera qatên metal ên di mîkroçîpê de îzolasyonek bi bandor e. SiO2 dikare pêşî li pêlên kurt ên di navbera qata metalê ya jorîn û qata metalê ya jêrîn de bigire, mîna ku însulatorê li ser têlê dikare pêşî li pêlên kurt bigire.
Pêdiviya kalîteyê ji bo oksîdê ev e ku ew ji pinhol û valahiyan bêpar e. Ew bi gelemperî ji bo bidestxistina şilavek bi bandortir tê dop kirin, ku dikare çêtir belavbûna pîsbûnê kêm bike. Ew bi gelemperî ji hêla mezinbûna germî ve bi hilweşandina buhara kîmyewî tê wergirtin.
Bi gaza reaksiyonê ve girêdayî, pêvajoya oksîdasyonê bi gelemperî dabeş dibe:
- Oksîjena hişk: Si + O2→SiO2;
- Oksîjena oksîjena şil: 2H2O (buhra avê) + Si→SiO2+2H2;
- Oksîdasyona bi klorê-dopkirî: Gaza klorê, wekî hîdrojen klorîd (HCl), dîkloroetilen DCE (C2H2Cl2) an jêderkên wê, li oksîjenê tê zêdekirin da ku rêjeya oksîdasyonê û kalîteya qata oksîdê baştir bike.
(1)Pêvajoya oksîjena oksîjenê ya hişk: Molekulên oksîjenê yên di gaza reaksiyonê de di nav qata oksîdê ya ku jixwe pêk hatiye de belav dibin, digihîjin navbera SiO2 û Si, bi Si re reaksiyonê dikin û dûv re qatek SiO2 çêdikin.
SiO2 ya ku ji hêla oksîjena oksîjena hişk ve hatî amadekirin xwedan avahiyek zexm, stûrbûna yekreng, şiyana maskkirina xurt a ji bo derzîkirin û belavbûnê, û dubarebûna pêvajoyê ya bilind e. Kêmasiya wê ew e ku rêjeya mezinbûnê hêdî ye.
Ev rêbaz bi gelemperî ji bo oksîdasyona kalîteya bilind, wek oksîdasyona dielektrîkî ya dergehê, oksîdasyona qata tamponê ya zirav, an ji bo destpêkirina oksîdasyonê û bidawîkirina oksîdasyonê di dema oksîdasyona qata tampon a qalind de tê bikar anîn.
(2)Pêvajoya oksîjena oksîjena şil: Buhara avê dikare rasterast di oksîjenê de were hilgirtin, an jî bi berteka hîdrojen û oksîjenê dikare were bidestxistin. Rêjeya oksîdasyonê dikare bi guheztina rêjeya zexta qismî ya hîdrojen an buhara avê bi oksîjenê ve were guheztin.
Bala xwe bidinê ku ji bo misogerkirina ewlehiyê, divê rêjeya hîdrojenê bi oksîjenê ji 1.88:1 derbas nebe. Oksîdasyona oksîjena şil ji ber hebûna hem oksîjenê û hem jî buhara avê di gaza reaksiyonê de ye, û buhara avê dê di germahiyên bilind de bibe oksîda hîdrojenê (HO).
Rêjeya belavbûna oksîda hîdrojenê di oksîtê silicon de ji ya oksîjenê pir zûtir e, ji ber vê yekê rêjeya oksîjena oksîjena şil bi qasî yek rêzek mezinahiyê ji rêjeya oksîjena oksîjena hişk bilindtir e.
(3)Pêvajoya oksîdasyonê ya klor-doped: Ji bilî oksîjena oksîjena hişk a kevneşopî û oksîjena oksîjena şil, gaza klorê, wek klorîdeya hîdrojenê (HCl), dîchloroethylene DCE (C2H2Cl2) an jêderkên wê, dikare li oksîjenê were zêdekirin da ku rêjeya oksîjenê û kalîteya qata oksîdê baştir bike. .
Sedema sereke ya zêdebûna rêjeya oksîdasyonê ev e ku dema ku klor ji bo oksîdasyonê tê zêdekirin, ne tenê reaktant buhara avê vedihewîne ku dikare oksîdasyonê bilezîne, lê klor jî li nêzê navbera di navbera Si û SiO2 de kom dibe. Di hebûna oksîjenê de, pêkhateyên klorosilicon bi hêsanî vediguhezin oksîdê silicon, ku dikare oksîjenê katalîz bike.
Sedema bingehîn a başkirina qalîteya qata oksîdê ev e ku atomên klorê yên di qata oksîdê de dikarin çalakiya îyonên sodyûmê paqij bikin, bi vî rengî kêmasiyên oksîdasyonê yên ku ji ber qirêjiya îyona sodyûmê ya amûr û materyalên xav ên pêvajoyê têne destnîşan kirin kêm bikin. Ji ber vê yekê, dopinga klorê di piraniya pêvajoyên oksîjena oksîjena hişk de beşdar e.
2.2 Pêvajoya belavkirinê
Belavbûna kevneşopî tê wateya veguheztina maddeyên ji deverên bi giranî berbi deverên bi giranî kêmtir heya ku ew bi rengek wekhev belav bibin. Pêvajoya belavbûnê li gorî qanûna Fick dimeşe. Belavbûn dikare di navbera du an zêdetir maddeyan de çêbibe, û ciyawaziyên giranî û germahiyê yên di navbera deverên cihêreng de belavkirina maddeyan berbi rewşek hevsengiyek yekalî ve dibe.
Yek ji taybetmendiyên herî girîng ên materyalên nîvconductor ev e ku guheztina wan dikare bi lê zêdekirina cûrbecûr an hûrgelên dopantan ve were sererast kirin. Di hilberîna dorhêla yekbûyî de, ev pêvajo bi gelemperî bi pêvajoyên doping an belavbûnê ve tê bidestxistin.
Bi armancên sêwiranê ve girêdayî, materyalên nîvconductor ên wekî silicon, germanium an pêkhateyên III-V dikarin du taybetmendiyên nîvconductor-ê yên cihêreng, N-type an P-type, bi dopîngkirina nepakiyên xêrxwaz an nepaqijiyên pejirandî bistînin.
Dopîngê nîvconductor bi giranî bi du rêbazan ve tête kirin: belavbûn an îyonek îlonê, her yek bi taybetmendiyên xwe:
Dopîngê belavbûyî kêmtir biha ye, lê hûrbûn û kûrahiya materyalê dopîngê bi tam nayê kontrol kirin;
Digel ku implantasyona ion nisbeten biha ye, ew rê dide kontrolkirina rast a profîlên berhevdana dopantê.
Berî salên 1970-an, mezinahiya taybetmendiya grafikên dorhêla yekbûyî di rêza 10μm de bû, û teknolojiya belavkirina termal a kevneşopî bi gelemperî ji bo dopingê dihat bikar anîn.
Pêvajoya belavkirinê bi gelemperî ji bo guheztina materyalên nîvconductor tê bikar anîn. Bi belavkirina maddeyên cihêreng di nav materyalên nîvconductor de, guheztina wan û taybetmendiyên fîzîkî yên din dikarin werin guhertin.
Mînakî, bi belavkirina hêmana sêvalent boron di nav sîlîkonê de, nîvconduktorek tîpa P çê dibe; bi dopîngkirina hêmanên pentavalent fosfor an arsenîk, nîvconduktorek tîpa N çê dibe. Dema ku nîvconduktorek P-type bi kunên pirtir re bi nîvconduktorek N-yê ku bêtir elektron lê heye re tê têkilîdanek PN pêk tê.
Her ku mezinahiyên taybetmendiyê piçûk dibin, pêvajoya belavkirina îzotropîk dihêle ku dopan li aliyê din ê qata oksîdê mertalê belav bibin, û di navbera herêmên cîran de kurte çêdibe.
Ji xeynî hin karanîna taybetî (wek belavkirina demdirêj ji bo avakirina deverên berxwedêr ên voltaja bilind ên bi yekrengî belavkirî), pêvajoya belavkirinê hêdî hêdî bi îlonê ve hatî guhertin.
Lêbelê, di nifşa teknolojiyê ya li jêr 10nm de, ji ber ku mezinahiya Fin-ê di cîhaza transîstora-bandora zeviyê ya sê-alî (FinFET) de pir piçûk e, îlonkirina ion dê zirarê bide avahiya wê ya piçûk. Bikaranîna pêvajoya belavkirina çavkaniya zexm dikare vê pirsgirêkê çareser bike.
2.3 Pêvajoya hilweşandinê
Pêvajoya lêdanê jî jêkirina termal tê gotin. Pêvajo ev e ku meriv wafera siliconê ji bo demek diyarkirî li hawîrdorek germahiya bilind biguhezîne da ku mîkrostruktura li ser rû an hundurê wafera silicon biguhezîne da ku bigihîje armancek pêvajoyek taybetî.
Parametreyên herî krîtîk ên di pêvajoya helandinê de germahî û dem in. Germahiya bilind û dem dirêjtir dibe, budceya termal jî bilind dibe.
Di pêvajoya hilberîna yekbûyî ya rastîn de, budceya germî bi tundî tê kontrol kirin. Ger di herikîna pêvajoyê de gelek pêvajoyên helandinê hebin, budceya termal dikare wekî serpêhatiya gelek dermankirinên germahiyê were diyar kirin.
Lêbelê, bi piçûkkirina girêkên pêvajoyê re, budceya germî ya destûr di tevahiya pêvajoyê de piçûktir û piçûktir dibe, ango germahiya pêvajoya germî ya germahiya bilind kêm dibe û dem kurt dibe.
Bi gelemperî, pêvajoya annealkirinê bi îlonê, vegirtina fîlima zirav, avakirina silicide metal û pêvajoyên din re tê hev kirin. Ya herî gelemperî piştî çandina îonê germbûna germî ye.
Implantasyona îyonê dê bandorê li atomên substratê bike, dibe sedema ku ew ji strukturên tîrêjê yên orîjînal biqetin û zirarê bidin tora substratê. Zehfkirina termal dikare zirara tîrêjê ya ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin tamîr bike û di heman demê de dikare atomên nepakiyê yên pêçandî ji valahiyên tîrêjê berbi deverên tîrêjê veguhezîne, bi vî rengî wan çalak bike.
Germahiya ku ji bo tamîrkirina zirara tîrêjê hewce ye bi qasî 500 ° C ye, û germahiya ku ji bo aktîvkirina nepaqijiyê hewce dike bi qasî 950 ° C ye. Di teorîyê de, her ku dem dirêjtir û germahîya bilindtir be, rêjeya aktîvkirina nepaqijiyan ew qas bilindtir dibe, lê budceyek germî ya pir zêde dê bibe sedema belavbûna zêde ya nepakîyan, ku pêvajo bêkontrol dike û di dawiyê de dibe sedema xerabûna performansa cîhaz û çerxê.
Ji ber vê yekê, bi pêşkeftina teknolojiya çêkirinê re, şûştina firna dirêj a kevneşopî hêdî hêdî ji hêla germbûna germî ya bilez (RTA) ve hatî guhertin.
Di pêvajoya çêkirinê de, hin fîlimên taybetî hewce ne ku piştî hilweşandinê pêvajoyek germbûna germî derbas bikin da ku hin taybetmendiyên fîzîkî an kîmyewî yên fîlimê biguhezînin. Mînakî, fîlimek qelandî qelandî dibe, rêjeya xweya hişk an şil diguhezîne;
Pêvajoyek din a ku bi gelemperî tê bikar anîn di dema avakirina silicide metal de pêk tê. Fîlmên metal ên wekî kobalt, nîkel, tîtanyûm, hwd., li ser rûbera şilava siliconê têne rijandin, û piştî germbûna bilez a germahiyek nizm, metal û silicon dikarin aliyekê çêbikin.
Hin metal di bin şert û mercên germahiyê yên cihêreng de qonaxên alloyek cûda pêk tînin. Bi gelemperî, tê hêvî kirin ku di dema pêvajoyê de qonaxek alloyek bi berxwedana pêwendiya kêmtir û berxwedana laş ava bike.
Li gorî hewcedariyên cihêreng ên budceya germî, pêvajoya pîvazkirinê di firna germahiya bilind de û birînkirina germî ya bilez de tê dabeş kirin.
- Germahiya bilind annealing tube sobe:
Ew rêbazek kevneşopî ya kevneşopî ye ku bi germahiya bilind, demek dirêj û budceya bilind e.
Di hin pêvajoyên taybetî de, wek teknolojiya îzolekirina derzîlêdanê ya oksîjenê ji bo amadekirina substratên SOI û pêvajoyên belavkirina kûr-baş, ew bi berfirehî tê bikar anîn. Pêvajoyên weha bi gelemperî budçeyek germî ya bilindtir hewce dike da ku tîrêjek bêkêmasî an dabeşkirina nepakî ya yekgirtî bistînin.
- Rapid Thermal Annealing:
Ew pêvajoyek pêvajoyek pêvajoyek siliconê ye ku bi germbûna / sarbûnek zehf bilez û rûniştina kurt a li germahiya armancê, carinan jê re Pêvajoya Germiya Bilez (RTP) jî tê gotin.
Di pêvajoya damezrandina danûstendinên pir-kêm de, şilbûna germî ya bilez di navbera tamîrkirina kêmasiya tîrêjê, aktîvkirina nepakiyê, û kêmkirina belavbûna nepakiyê de xweşbîniyek lihevhatî bi dest dixe, û di pêvajoya hilberîna girêkên teknolojiya pêşkeftî de neçar e.
Pêvajoya bilindbûn/ketina germahiyê û mayîna kurt a li germahiya armancê bi hev re budceya germî ya germbûna bilez pêk tîne.
Germahiya kevneşopî ya germî ya bilez bi qasî 1000°C heye û saniyeyan digire. Di van salên dawî de, hewcedariyên ji bo lêdana germî ya bilez her ku diçe hişktir bûne, û tîrêjkirina tîrêjê, şilkirina tîrêjê, û lêdana lazer hêdî hêdî pêş ketine, digel ku demên lêdanê digihîje milî çirkeyan, û tewra jî meyla pêşkeftina berbi mîkro çirkeyan û binî mîkrosaniyeyan dibe.
3 . Sê alavên pêvajoya germkirinê
3.1 Amûrên belavbûn û oksîdasyonê
Pêvajoya belavkirinê bi gelemperî prensîba belavkirina germê di bin şert û mercên germahiya bilind de (bi gelemperî 900-1200℃) bikar tîne da ku hêmanên nepakiyê di binê siliconê de li kûrahiyek hewce tevde bike da ku jê re dabeşek giraniya taybetî bide, da ku taybetmendiyên elektrîkê yên guheztinê biguhezîne. maddî û avahiyek amûrek nîvconductor pêk tîne.
Di teknolojiya hevgirtî ya silicon de, pêvajoya belavbûnê ji bo çêkirina girêkên PN an pêkhateyên wekî berxwedan, kapasitor, têlên hevgirêdanê, dîod û transîstor di çerxên yekbûyî de tê bikar anîn, û ji bo veqetandina di navbera pêkhateyan de jî tê bikar anîn.
Ji ber nekarîniya kontrolkirina rast a belavkirina giraniya dopîngê, pêvajoya belavkirinê hêdî hêdî bi pêvajoya dopîngê ya implantasyona îonê di çêkirina şebekeyên yekbûyî yên bi pîvanên waferê 200 mm û jor de hate guheztin, lê hêjmarek piçûk hîn jî di giran de tê bikar anîn. pêvajoyên dopingê.
Amûrên belavkirina kevneşopî bi piranî firneyên belavkirina horîzontal in, û di heman demê de hejmarek piçûk firneyên belavkirina vertîkal jî hene.
Fira belavkirina Horizontal:
Ew amûrek dermankirina germê ye ku bi berfirehî di pêvajoya belavkirina çerxên yekbûyî yên bi pîvaza waferê ji 200 mm kêmtir tê bikar anîn. Taybetmendiyên wê ev in ku laşê firna germkirinê, lûleya reaksiyonê û keştiya quartz a ku waferan hildigire hemî bi horizontî têne danîn, ji ber vê yekê ew xwediyê taybetmendiyên pêvajoyê yên yekrêziya baş a di navbera waferan de ye.
Ew ne tenê yek ji alavên pêşîn ên girîng ên li ser xeta hilberîna çerxa yekbûyî ye, lê di heman demê de bi berfirehî di belavbûn, oksîdasyon, annealing, alloybûn û pêvajoyên din de di pîşesaziyên wekî amûrên veqetandî, amûrên elektronîkî yên hêzê, amûrên optoelektronîkî û fîberên optîkî de jî tê bikar anîn. .
Fira belavkirina vertîkal:
Bi gelemperî tê wateya amûrek dermankirina germê ya komê ku di pêvajoya dorhêla yekbûyî de ji bo waferên bi pîvana 200 mm û 300 mm, bi gelemperî wekî firna vertîkal tê zanîn tê bikar anîn.
Taybetmendiyên avahîsaziyê yên sobeya belavkirina vertîkal ev e ku laşê firna germkirinê, lûleya reaksiyonê û keştiya quartz a ku wafer hildigire hemî vertîkal têne danîn, û wafer bi horîzontal têne danîn. Ew xwedan taybetmendiyên yekrengiya baş a di hundurê wafer, dereceya bilind a xweseriyê, û performansa pergalê ya bi îstîqrar e, ku dikare hewcedariyên xetên hilberîna dorhêla yekbûyî ya mezin bicîh bîne.
Fira belavkirina vertîkal yek ji wan alavên girîng e ku di xeta hilberîna yekbûyî ya nîvconductor de ye û di heman demê de bi gelemperî di pêvajoyên têkildar de di warên amûrên elektronîkî yên hêzê (IGBT) û hwd de tê bikar anîn.
Fira belavkirina vertîkal ji bo pêvajoyên oksîjenê yên wekî oksîjena oksîjena hişk, oksîdasyona senteza hîdrojen-oksîjenê, oksîdasyona oksînîtride ya silicon, û pêvajoyên mezinbûna fîlima zirav ên wekî silicon dioxide, polysilicon, nitride silicon (Si3N4), û hilweşandina qata atomê tê sepandin.
Di heman demê de ew bi gelemperî di pêvajoyên germkirina germahiyek bilind de, pîvazkirina sifir û pêvajoyên alloykirinê de tê bikar anîn. Di warê pêvajoya belavkirinê de, firneyên belavkirina vertîkal carinan di pêvajoyên dopîngê yên giran de jî têne bikar anîn.
3.2 Amûrên lêdana bilez
Amûra Pêvajoya Germiya Bilez (RTP) amûrek dermankirina germê ya yek-wafer e ku dikare zû germahiya waferê bigihîne germahiya ku ji hêla pêvajoyê ve tê xwestin (200-1300 ° C) û zû dikare wê sar bike. Rêjeya germkirin / sarbûn bi gelemperî 20-250 ° C / s e.
Ji bilî cûrbecûr çavkaniyên enerjiyê û dema şilkirinê, alavên RTP di heman demê de performansa pêvajoyê ya hêja ya din jî heye, wek kontrolkirina budceya germî ya hêja û yekrengiya rûyê çêtir (bi taybetî ji bo waferên mezin), tamîrkirina zirara waferê ya ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin, û jûreyên pirjimar dikarin di heman demê de gavên pêvajoyê yên cûda bimeşînin.
Wekî din, alavên RTP dikarin bi nermî û zû gazên pêvajoyê veguherînin û sererast bikin, da ku gelek pêvajoyên dermankirina germê di heman pêvajoya dermankirina germê de bêne qedandin.
Amûrên RTP bi gelemperî di germkirina germî ya bilez (RTA) de têne bikar anîn. Piştî îlonê, amûrên RTP hewce ne ku zirara ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin tamîr bikin, protonên dopîng çalak bikin û bi bandor belavkirina nepakiyê asteng bikin.
Bi gelemperî, germahiya ji bo tamîrkirina kêmasiyên tîrêjê bi qasî 500 ° C ye, dema ku 950 ° C ji bo aktîvkirina atomên dopîkirî hewce ye. Çalakkirina nepakiyan bi dem û germahiyê ve girêdayî ye. Her ku dem dirêjtir û germahî bilindtir dibe, nepakî bi tevahî çalak dibin, lê ew ne guncan e ku belavbûna nepakîyan asteng bike.
Ji ber ku alavên RTP xwedan taybetmendiyên bilindbûna / ketina germahiyê ya bilez û dirêjahiya kurt e, pêvajoya şûştinê piştî implanta ionê dikare di nav tamîrkirina kêmasiya tîrêjê, aktîvkirina nepakiyê û astengkirina belavkirina nepakiyê de hilbijartina parametreya çêtirîn bi dest bixe.
RTA bi piranî di çar kategoriyên jêrîn de tê dabeş kirin:
(1)Spike Annealing
Taybetmendiya wê ev e ku ew balê dikişîne ser pêvajoya germkirinê / sarbûnê ya bilez, lê di bingeh de pêvajoyek parastina germê tune. Pişka pijandinê ji bo demek pir kurt li xala germahiya bilind dimîne, û fonksiyona wê ya sereke çalakkirina hêmanên dopîngê ye.
Di serîlêdanên rastîn de, wafer ji xalek germahiya domdar a domdar dest bi germbûnê dike û piştî ku digihîje xala germahiya armancê tavilê sar dibe.
Ji ber ku dema lênêrînê li xala germahiya armancê (ango, xala germahiya lûtkeyê) pir kurt e, pêvajoya helandinê dikare pileya aktîvkirina nepaqijiyê herî zêde bike û asta belavbûna nepakiyê kêm bike, di heman demê de xwedî taybetmendiyên tamîrkirina paqijkirina kêmasiyê baş e, di encamê de bilindtir dibe. qalîteya girêdanê û heyama leaksiyonê kêmtir.
Pîvana spike bi berfirehî di pêvajoyên girêdana ultra-şûr piştî 65nm de tê bikar anîn. Parametreyên pêvajoyê yên annealing spike bi piranî germahiya lûtkeyê, dema rûniştina lûtkeyê, cihêrengiya germahiyê û berxwedana waferê piştî pêvajoyê pêk tîne.
Dema rûniştina lûtkeyê çiqas kurttir be, ew çêtir e. Ew bi gelemperî bi rêjeya germkirinê / sarbûnê ya pergala kontrolkirina germahiyê ve girêdayî ye, lê atmosfera gazê ya hilbijartî carinan carinan jî bandorek li ser wê dike.
Mînakî, helyûm xwedan rêjeyek atomî ya piçûk û rêjeyek belavbûna bilez e, ku ji bo veguheztina germê ya bilez û yekgirtî dibe alîkar û dikare firehiya lûtkeyê an dema rûniştina pezê kêm bike. Ji ber vê yekê, helium carinan ji bo arîkariya germkirin û sarbûnê tê hilbijartin.
(2)Lamp Annealing
Teknolojiya paqijkirina lampê bi berfirehî tê bikar anîn. Lampeyên halojen bi gelemperî wekî çavkaniyên germê yên bilez têne bikar anîn. Rêjeyên germkirinê / sarbûna wan û kontrolkirina germahiya rastîn dikare hewcedariyên pêvajoyên hilberînê yên li jor 65nm bicîh bîne.
Lêbelê, ew nikare bi tevahî hewcedariyên hişk ên pêvajoya 45 nm bicîh bîne (piştî pêvajoya 45 nm, dema ku pêwendiya nîkel-sîlîkonê ya mentiqê LSI çêbibe, pêdivî ye ku wafer zû ji 200 °C heya 1000 °C di nav milîsaneyan de were germ kirin, Ji ber vê yekê bi gelemperî pêdiviya lazerê hewce ye).
(3)Laser Annealing
Pêvekirina lazerê pêvajoyek rasterast bi karanîna lazerê ye ku bi lez germahiya rûbera waferê zêde bike heya ku têra helandina krîstala sîlîkonê bike, ew pir çalak dike.
Feydeyên lêdana lazerê germkirina zehf bilez û kontrolkirina hesas e. Ew hewceyî germkirina filamentê nake û di bingeh de ti pirsgirêk bi derengiya germahiyê û jiyana filamentê re tune.
Lêbelê, ji hêla teknîkî ve, lêdana lazerê xwedan pirsgirêkên guheztinê û kêmasiya bermayî ye, ku dê di heman demê de bandorek li ser performansa cîhazê jî hebe.
(4)Flash Annealing
Peldanka tîrêjê teknolojiyek helandinê ye ku tîrêjên tundûtûjî bikar tîne da ku di germahiyek pêş-germkirinê ya taybetî de li ser waferan pîvazkirina tîrêjê pêk bîne.
Wafer berî 600-800 ° C tê germ kirin, û dûv re tîrêjên tundûtûjî ji bo tîrêjkirina nebza kurt-dem tê bikar anîn. Dema ku germahiya lûtkeyê ya waferê digihîje germahiya pêdivî ya pêjandinê, tîrêj tavilê tê qut kirin.
Amûrên RTP-ê di hilberîna pêşkeftî ya yekbûyî de zêde tê bikar anîn.
Digel vê yekê ku di pêvajoyên RTA-yê de bi berfirehî têne bikar anîn, alavên RTP di heman demê de di oksîdasyona germî ya bilez, nîtridkirina germî ya bilez, belavbûna germî ya bilez, hilweşandina bilez a vapora kîmyewî, û her weha hilberîna silicide metal û pêvajoyên epitaxial de jî dest pê kiriye.
———————————————————————————————————————————— —-
Semicera dikare peyda bikeparçeyên grafît,nerm / hişk hest,parçeyên silicon carbide,Parçeyên karbîd silicon CVD, ûParçeyên pêçandî yên SiC/TaCbi pêvajoya nîvconductor full di 30 rojan de.
Heke hûn bi hilberên nîvconductor yên jorîn re eleqedar in,ji kerema xwe di cara yekem de bi me re têkilî daynin.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Dema şandinê: Tebax-27-2024