在半導(dǎo)體制造中,快速熱處理(RTP)被認(rèn)為是半導(dǎo)體制程的一個(gè)重要步驟。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料在晶體生長(zhǎng)和制造過(guò)程中,由于各種原因會(huì)出現(xiàn)缺陷、雜質(zhì)、位錯(cuò)等結(jié)構(gòu)性缺陷,導(dǎo)致晶格不完整,施加電場(chǎng)后的電導(dǎo)率較低。需要通過(guò)RTP快速退火爐進(jìn)行退火處理,可以使材料得到修復(fù),結(jié)晶體內(nèi)部重新排列,可以消除硅片中的應(yīng)力,jihuo或遷移雜質(zhì),使沉積或生長(zhǎng)的薄膜更加致密化,并修復(fù)硅片加工中的離子注入損傷。RTP快速退火爐通常還用于離子注入退火、ITO鍍膜后快速退火、氧化物和氮化物生長(zhǎng)等應(yīng)用??焖偻嘶馉t具有高溫度控制、快速加熱和冷卻、精確的溫度和時(shí)間控制、氣氛控制、應(yīng)用廣等特點(diǎn)。江蘇晶圓快速退火爐
快速退火爐通常是一種扁平的或矩形的熱處理設(shè)備,其內(nèi)部有一條或多條加熱元素,通常位于上方或底部。這些加熱元素可以通過(guò)輻射傳熱作用于樣品表面,使其快速加熱和冷卻。在快速退火爐中,樣品通常直接放置在爐內(nèi)底部托盤或架子上??焖偻嘶馉t的結(jié)構(gòu)和外觀相對(duì)簡(jiǎn)單,操作方便,可以快速地達(dá)到所需的退火效果。管式爐則是一個(gè)封閉的爐體,通常具有圓柱形或矩形外形,內(nèi)部有加熱元素。樣品通常放置在爐內(nèi)的管道中,通過(guò)管道來(lái)加熱樣品。管式爐的結(jié)構(gòu)和外觀相對(duì)復(fù)雜,操作和維護(hù)需要一定的專業(yè)技能。湖南半導(dǎo)體快速退火爐快速熱處理在集成電路制造中被廣采用,因?yàn)樗哂锌焖?、精確和高效的特點(diǎn)。
第三代半導(dǎo)體是以碳化硅SiC、氮化鎵GaN為主的寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度、高遷移率、可承受大功率等特點(diǎn)。已被認(rèn)為是當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力,以第三代半導(dǎo)體的典型**碳化硅(SiC)為例,碳化硅具有高臨界磁場(chǎng)、高電子飽和速度與極高熱導(dǎo)率等特點(diǎn),使得其器件適用于高頻高溫的應(yīng)用場(chǎng)景,相較于硅器件,碳化硅器件可以***降低開(kāi)關(guān)損耗。第三代半導(dǎo)體材料有抗高溫、高功率、高壓、高頻以及高輻射等特性,相比***代硅基半導(dǎo)體可以降低50%以上的能量損失,同時(shí)使裝備體積減小75%以上。第三代半導(dǎo)體屬于后摩爾定律概念,制程和設(shè)備要求相對(duì)不高,難點(diǎn)在于第三代半導(dǎo)體材料的制備,同時(shí)在設(shè)計(jì)上要有優(yōu)勢(shì)。
快速退火爐是一種用于半導(dǎo)體制造和材料處理的設(shè)備,其主要目的是通過(guò)控制溫度和氣氛,將材料迅速加熱到高溫,然后迅速冷卻以改善其性能或去除材料中的缺陷??焖偻嘶馉t具有高溫度控制、快速加熱和冷卻、精確的溫度和時(shí)間控制、氣氛控制、應(yīng)用廣等特點(diǎn),廣應(yīng)用于半導(dǎo)體和材料工業(yè)中以改善材料性能和特性。晶圓是半導(dǎo)體制造過(guò)程中的關(guān)鍵組成部分,它是一塊薄而圓的硅片,通常由單晶硅材料制成。因其性能特點(diǎn)而被人們廣應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)中,它的特點(diǎn)有的半導(dǎo)體性能、高平坦度、高純度和低雜質(zhì)、薄度高、制作成本高和制作工藝復(fù)雜等。所以我們操作晶圓進(jìn)爐的過(guò)程必須小心??焖偻嘶馉t可用于玻璃材料的退火處理,通過(guò)控制材料的溫度和冷卻速度,可以改善玻璃材料的結(jié)構(gòu)和性能。
碳化硅(SiC)是制作半導(dǎo)體器件及材料的理想材料之一,但其在工藝過(guò)程中,會(huì)不可避免的產(chǎn)生晶格缺陷等問(wèn)題,而快速退火可以實(shí)現(xiàn)金屬合金、雜質(zhì)***、晶格修復(fù)等目的。在近些年飛速發(fā)展的化合物半導(dǎo)體、光電子、先進(jìn)集成電路等細(xì)分領(lǐng)域,快速退火發(fā)揮著無(wú)法取代的作用。碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導(dǎo)體材料,具有硬度高、熱導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在半導(dǎo)體領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。由于碳化硅器件的部分工藝需要在高溫下完成,這給器件的制造和封測(cè)帶來(lái)了較大的難度。例如,在摻雜步驟中,傳統(tǒng)硅基材料可以用擴(kuò)散的方式完成摻雜,但由于碳化硅擴(kuò)散溫度遠(yuǎn)高于硅,所以需要采用高溫離子注入的方式。而高能量的離子注入會(huì)破壞碳化硅材料原本的晶格結(jié)構(gòu),因此需要采用快速退火工藝修復(fù)離子注入帶來(lái)的晶格損傷,消除或減輕晶體應(yīng)力和缺陷,提高結(jié)晶質(zhì)量。半導(dǎo)體快速退火爐通過(guò)高功率的電熱元件,如加熱電阻來(lái)產(chǎn)生高溫。廣東快速退火爐用于哪個(gè)行業(yè)
快速退火爐的晶圓載盤材質(zhì)有多種選擇,其中包括碳化硅、氮化鋁和石墨碳化硅等。江蘇晶圓快速退火爐
快速熱處理的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣,包括但不限于IC晶圓、LED晶圓、MEMS、化合物半導(dǎo)體和功率器件等多種芯片產(chǎn)品的生產(chǎn)。它通過(guò)快速熱處理以改善晶體結(jié)構(gòu)和光電性能,技術(shù)指標(biāo)高、工藝復(fù)雜。快速退火爐是實(shí)施快速熱處理的主要設(shè)備之一,采用先進(jìn)的微電腦控制系統(tǒng)和PID閉環(huán)控制溫度,以達(dá)到極高的控溫精度和溫度均勻性。此外,快速退火爐還可以配置真空腔體和多路氣體,以滿足不同的工藝需求??焖贌崽幚碓诎雽?dǎo)體工藝中的應(yīng)用主要包括離子注入退火、金屬合金化、熱氧化處理、化合物合金化、多晶硅退火、太陽(yáng)能電池片退火、高溫退火和高溫?cái)U(kuò)散等。這些應(yīng)用通過(guò)快速熱處理技術(shù),有效地改善了半導(dǎo)體材料的性能,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。?江蘇晶圓快速退火爐