热处理技术要点分析.pptVIP

* * 7.2 常见热处理设备 RTP应用总结 用于离子注入退火，以消除缺陷并激活和扩散杂质 使淀积膜变的致密，如氧化膜 硅化物的形成 * * 7.2 常见热处理设备 杂质快速热激活 电激活率：自由载流子数和注入剂量的比。 砷——极短的时间就可以获得较高的激活水平。 硼——低剂量（8x1012/cm2）的情况下，电激活比例随着温度升高而升高。 在高剂量下（1014/cm2）,500~600度退火，随着退火温度的升高，电激活率反而下降。600度以上，电激活比例随着温度上升而上升。 * * 7.2 常见热处理设备 快速热氧化 为了得到薄氧化层，可以采用降低氧化温度的方法。除此之外，还可采用快速热氧化的方法（RTO），可以在合适的高温下实现短时间的热氧化。 另外，为增加薄氧化层的阻挡杂质的能力，通常可以用氮化的氧化层来实现。可以通过直接在NO或N2O氛围中生长氧化层。 * * 热氧化工艺图 Wet Clean Chemicals % solution Temperature Time Oxidation Furnace O2, H2 , N2 , Cl Flow rate Exhaust Temperature Temperature profile Time Inspection Film thickness Uniformity Particles Defects * * 干法氧化工艺 * * 160 1 4 Filler (dummy) wafers 4 Filler (dummy) wafers 1 Test wafer 1 Test wafer 1 Test wafer 75 Production wafers 75 Production wafers Calibration parameters: Boat size: 160 wafers Boat pitch: 0.14 inch Wafer size: 8 inches Elevator speed: 9.29 cm/min Cool down delay: 20 minutes * * 7.2 常见热处理设备 硅化物 通常，为了降低掺杂硅的电阻率，一般可以用生成金属硅化物的方式来实现。通常做法是：在晶圆上淀积薄层金属，然后加热晶圆，进而生成金属硅化物。 RTP可以仔细控制硅化反应的温度和气氛，并促使硅化物中的化学配合物比达到理想的状态。 要点 热处理的作用 热处理常用设备 RTP * * * 第7章 热处理技术 * * 第7章 热处理技术 7.1 热处理的作用 7.2 常见热处理设备 * * 7.1 热处理的作用 离子注入对热处理的要求： 热退火 为恢复晶格损伤，在离子注入后要进行退火处理。 杂质激活 为了对电性能有贡献，注入的杂质必须占据晶格的位置。此外，为了要使载流子的迁移率回到合理的数值，晶格间的断键也要修复。 * * 7.1 热处理的作用 扩散工艺 氧化工艺 化学气相淀积 外延生长 * * 7.1 热处理的作用 常见的热处理的问题 晶圆加热和冷却的均匀性 加热与冷却时间保持迅速 加工过程中维持恒温的能力 圆片温度的测量方法 * * 7.2 常见热处理设备 7.2.1 热处理设备 用于热工艺的基本设备有三种： 卧式炉 命名来自石英管的位置，在上世纪90年代，逐渐被立式炉所取代 * * 卧式扩散炉 * * 7.2 常见热处理设备 立式炉 又称立式扩散炉或VDF，和卧式炉相比，其优点有更容易自动化，改善操作者的安全，减少颗粒污染，可以更好的控制温度和加热的均匀性。 * * 立式扩散炉 * * 7.2 常见热处理设备 卧式与立式炉的比较 性能 卧式炉 立式炉 常规装载硅片数目 200片/炉 100片/炉 硅片的温度梯度 大 小 装载硅片技术 自动化困难 使用机器人技术 舟旋转 无法完成 很容易实现 成本 低 高 * * * * 7.2 常见热处理设备 卧式和立式炉被认为是常规的热壁（hot wall）炉体，因为硅片和炉体都需要加热，并且可以同时处理大量的硅片（100~200片）。 常规炉