Kakšne vloge ima postopek žarjenja?

Pri izdelavi rezin je žarjenje nepogrešljiv korak obdelave. Žarjenje je v bistvu nadzorovan postopek toplotne obdelave, ki vključuje segrevanje silicijevih rezin na določeno temperaturo (običajno med 600 °C in 1200 °C), njihovo zadrževanje za določen čas in ohlajanje z ustrezno hitrostjo. Ne spremeni makroskopske oblike rezin, ampak popravi in ​​optimizira njihovo notranjo mikrostrukturo.

Funkcije žarjenja

Z natančnim uravnavanjem profilov ogrevanja in hlajenja lahko postopek žarjenja aktivira dopantne atome, popravi poškodbe rešetke, razbremeni notranje napetosti in izboljša električno zanesljivost rezin. Te kritične izboljšave zmogljivosti postavljajo trdne temelje za kasnejšo obdelavo rezin, ki služijo kot temeljni predpogoj za zagotavljanje dolgoročnega stabilnega delovanja polprevodniških naprav za končno uporabo v scenarijih visoke moči in visoke integracije.

1. Aktivacija dopantnih atomov

Med ionsko implantacijo se visokoenergijski dopantni atomi (npr. bor, fosfor, arzen) poženejo v mrežo silicija kot krogle. Večina atomov se ujame v intersticijska mesta ali na naključne položaje v električno neaktivnem stanju - ne morejo zagotoviti prostih elektronov ali lukenj in tako ne spremenijo prevodnosti silicija. Žarjenje dovaja zadostno toplotno energijo, da se tem intersticijskim atomom omogoči selitev, zasedba prostih mrežnih mest, ustvarjenih zaradi implantacijske poškodbe, in integracija v kristalno mrežo. Ta proces je znan kot nadomestna aktivacija. Samo aktivirani dopanti prispevajo proste nosilce naboja v tvorbo PN-stikov ali prevodnih kanalov. Brez žarjenja vsajene nečistoče le fizično obstajajo v siliciju z zanemarljivim vplivom na električno delovanje.

2. Popravilo poškodb rešetke

Visokoenergijska ionska implantacija izpodriva atome silicija iz mrežnih mest, kar ustvarja številne proste prostore, intersticije in celo amorfno plast, debelo od nekaj do deset nanometrov na površini rezine. Takšne okvarjene rešetke trpijo zaradi nizke mobilnosti nosilcev in močnega toka uhajanja. Med žarjenjem toplotna energija sproži vibracije, difuzijo in prerazporeditev atomov silicija. Amorfne regije se rekristalizirajo s trdno fazno epitaksijo, da se obnovijo skoraj popolne monokristalne strukture, podobno kot preplastitev ceste s kraterji, da se povrne ravnost in strukturna celovitost.

3. Lajšanje notranjega stresa

Toplotna in mehanska obremenitev se kopičita v silicijevih rezinah med visokotemperaturno oksidacijo, nanašanjem tankega filma in hitrim temperaturnim ciklom. Nerazbremenjena obremenitev povzroči ukrivljenost rezin, drsne črte, neuspešno litografsko ostrenje ali celo zlom naprave. Z dobro zasnovanimi temperaturnimi profili žarjenje sprošča atome rešetke, da se enakomerno sprostijo preostale napetosti.

4. Izboljšanje električne zanesljivosti Določeni proizvodni koraki uvajajo nečistoče na globoki ravni, kot so težke kovine (železo, baker), ki tvorijo rekombinacijske centre v pasovni vrzeli, drastično skrajšajo življenjsko dobo manjšinskih nosilcev in povečajo tok uhajanja. Visokotemperaturno žarjenje požene te nečistoče, da difundirajo navznoter in jih ujamejo površinske pridobilne plasti ter tako očistijo aktivna področja. Ta korak je še posebej kritičen za naprave, občutljive na uhajanje, kot so sončne celice in detektorji.

Kontaktna telefonska številka +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com