1. ទិដ្ឋភាពទូទៅ
កំដៅ ដែលគេស្គាល់ថាជាដំណើរការកម្ដៅ សំដៅលើដំណើរការផលិតដែលដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ជាធម្មតាខ្ពស់ជាងចំណុចរលាយនៃអាលុយមីញ៉ូម។
ដំណើរការកំដៅជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងចង្រ្កានដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ហើយរួមបញ្ចូលដំណើរការសំខាន់ៗដូចជាការកត់សុី ការសាយភាយភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការបញ្ឆេះសម្រាប់ការជួសជុលពិការភាពគ្រីស្តាល់នៅក្នុងការផលិត semiconductor ។
អុកស៊ីតកម្ម៖ វាគឺជាដំណើរការមួយដែលស៊ីលីកុន wafer ត្រូវបានដាក់ក្នុងបរិយាកាសនៃសារធាតុអុកស៊ីតកម្ម ដូចជាអុកស៊ីហ្សែន ឬចំហាយទឹកសម្រាប់ការព្យាបាលកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មគីមីលើផ្ទៃនៃ wafer ស៊ីលីកុនដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីតកម្ម។
ការសាយភាយមិនបរិសុទ្ធ៖ សំដៅលើការប្រើប្រាស់គោលការណ៍នៃការសាយភាយកម្ដៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដើម្បីណែនាំធាតុមិនបរិសុទ្ធទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន យោងតាមតម្រូវការដំណើរការ ដូច្នេះវាមានការបែងចែកកំហាប់ជាក់លាក់ ដោយហេតុនេះការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីនៃសម្ភារៈស៊ីលីកុន។
Annealing សំដៅលើដំណើរការនៃការកំដៅ silicon wafer បន្ទាប់ពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងដើម្បីជួសជុលពិការភាពបន្ទះឈើដែលបណ្តាលមកពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង។
មានឧបករណ៍មូលដ្ឋានបីប្រភេទដែលប្រើសម្រាប់អុកស៊ីតកម្ម/សាយភាយ/ការបន្ទោរបង់៖
- ចង្រ្កានផ្ដេក;
- ចង្រ្កានបញ្ឈរ;
- ចង្រ្កានកំដៅរហ័ស៖ ឧបករណ៍ព្យាបាលកំដៅរហ័ស
ដំណើរការព្យាបាលកំដៅតាមបែបប្រពៃណីភាគច្រើនប្រើការព្យាបាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់រយៈពេលវែងដើម្បីលុបបំបាត់ការខូចខាតដែលបណ្តាលមកពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង ប៉ុន្តែគុណវិបត្តិរបស់វាគឺការដកពិការភាពមិនពេញលេញ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការធ្វើឱ្យសកម្មទាបនៃសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដែលបានបញ្ចូល។
លើសពីនេះទៀត ដោយសារតែសីតុណ្ហភាព annealing ខ្ពស់ និងរយៈពេលយូរ ការចែកចាយឡើងវិញនូវភាពមិនបរិសុទ្ធទំនងជានឹងកើតឡើង ដែលបណ្តាលឱ្យមានបរិមាណដ៏ច្រើននៃ impurities សាយភាយ និងមិនអាចបំពេញតាមតម្រូវការនៃប្រសព្វរាក់ និងការចែកចាយមិនបរិសុទ្ធតូចចង្អៀត។
ការរលាយកំដៅយ៉ាងលឿននៃ wafers implanted ion-implanted ដោយប្រើឧបករណ៍កែច្នៃកំដៅរហ័ស (RTP) គឺជាវិធីសាស្រ្តព្យាបាលកំដៅដែល heats wafer ទាំងមូលទៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ (ជាទូទៅ 400-1300 ° C) ក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លីបំផុត។
បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងកំដៅចង្ក្រាន វាមានគុណសម្បត្តិនៃថវិកាកម្ដៅតិច ជួរតូចនៃចលនាមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងតំបន់ doping ការបំពុលតិច និងពេលវេលាដំណើរការខ្លីជាង។
ដំណើរការ annealing កំដៅយ៉ាងលឿនអាចប្រើប្រភពថាមពលជាច្រើន ហើយចន្លោះពេលនៃការ annealing គឺធំទូលាយណាស់ (ពី 100 ទៅ 10-9s ដូចជា annealing ចង្កៀង, annealing ឡាស៊ែរ ល) ។ វាអាចដំណើរការភាពមិនបរិសុទ្ធទាំងស្រុង ខណៈពេលដែលមានប្រសិទ្ធភាពទប់ស្កាត់ការចែកចាយឡើងវិញនូវភាពមិនបរិសុទ្ធ។ បច្ចុប្បន្នវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាកម្រិតខ្ពស់ជាមួយនឹងអង្កត់ផ្ចិត wafer ធំជាង 200mm ។
2. ដំណើរការកំដៅទីពីរ
2.1 ដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម
នៅក្នុងដំណើរការនៃការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាមានវិធីសាស្រ្តពីរសម្រាប់ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដស៊ីលីកុន: អុកស៊ីតកម្មកំដៅនិងការដាក់ប្រាក់។
ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មសំដៅលើដំណើរការនៃការបង្កើត SiO2 លើផ្ទៃនៃស៊ីលីកុន wafers ដោយអុកស៊ីតកម្មកម្ដៅ។ ខ្សែភាពយន្ត SiO2 ដែលបង្កើតឡើងដោយការកត់សុីកម្ដៅត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិអ៊ីសូឡង់អគ្គិសនីដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងលទ្ធភាពនៃដំណើរការ។
កម្មវិធីសំខាន់បំផុតរបស់វាមានដូចខាងក្រោម៖
- ការពារឧបករណ៍ពីការកោសនិងការចម្លងរោគ;
- ការកំណត់ភាពឯកោក្នុងវិស័យនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគិតថ្លៃ (ភាពអកម្មលើផ្ទៃ);
- សមា្ភារៈ dielectric នៅក្នុងច្រកទ្វារអុកស៊ីដឬរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកាផ្ទុក;
- របាំងបញ្ចូលក្នុងថ្នាំ doping;
- ស្រទាប់ dielectric រវាងស្រទាប់ចំហាយលោហៈ។
(1)ការការពារឧបករណ៍ និងការដាក់ឱ្យនៅដាច់ដោយឡែក
SiO2 ដុះលើផ្ទៃនៃ wafer (silicon wafer) អាចបម្រើជាស្រទាប់របាំងដ៏មានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការញែក និងការពារឧបករណ៍រសើបនៅក្នុងស៊ីលីកុន។
ដោយសារតែ SiO2 គឺជាសម្ភារៈរឹង និងមិនមានរន្ធ (ក្រាស់) វាអាចប្រើដើម្បីញែកឧបករណ៍សកម្មនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកុនយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ ស្រទាប់ SiO2 រឹងនឹងការពារ silicon wafer ពីការកោស និងការខូចខាតដែលអាចកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការផលិត។
(2)ភាពអសកម្មលើផ្ទៃ
ភាពអសកម្មលើផ្ទៃ អត្ថប្រយោជន៍ចម្បងនៃ SiO2 ដែលត្រូវបានដាំដុះដោយកម្ដៅគឺថា វាអាចកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេផ្ទៃនៃស៊ីលីកុន ដោយការរឹតបន្តឹងចំណងដែលជាប់ស្អិតរបស់វា ដែលជាឥទ្ធិពលដែលគេស្គាល់ថាជាផ្ទៃ passivation ។
វាការពារការរិចរិលអគ្គិសនី និងកាត់បន្ថយផ្លូវសម្រាប់ចរន្តលេចធ្លាយដែលបណ្តាលមកពីសំណើម អ៊ីយ៉ុង ឬសារធាតុកខ្វក់ខាងក្រៅផ្សេងទៀត។ ស្រទាប់ SiO2 រឹងការពារ Si ពីការកោស និងការខូចខាតដំណើរការដែលអាចកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលក្រោយការផលិត។
ស្រទាប់ SiO2 ដែលដុះលើផ្ទៃ Si អាចភ្ជាប់សារធាតុកខ្វក់សកម្មអេឡិចត្រូនិច (ការចម្លងរោគអ៊ីយ៉ុងចល័ត) នៅលើផ្ទៃ Si ។ Passivation ក៏មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងចរន្តលេចធ្លាយនៃឧបករណ៍ប្រសព្វ និងការរីកលូតលាស់អុកស៊ីដទ្វារដែលមានស្ថេរភាព។
ក្នុងនាមជាស្រទាប់ passivation ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ស្រទាប់អុកស៊ីតមានតម្រូវការគុណភាពដូចជា កម្រាស់ឯកសណ្ឋាន គ្មានរន្ធ និងមោឃៈ។
កត្តាមួយទៀតក្នុងការប្រើស្រទាប់អុកស៊ីតជាស្រទាប់អកម្មលើផ្ទៃ Si គឺកម្រាស់នៃស្រទាប់អុកស៊ីត។ ស្រទាប់អុកស៊ីដត្រូវតែក្រាស់ល្មមដើម្បីការពារស្រទាប់ដែកពីការសាកថ្មដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំបន្ទុកលើផ្ទៃស៊ីលីកុន ដែលស្រដៀងនឹងការផ្ទុកបន្ទុក និងលក្ខណៈបំបែកនៃ capacitors ធម្មតា។
SiO2 ក៏មានមេគុណនៃការពង្រីកកំដៅដូចគ្នាទៅនឹង Si ។ Silicon wafers ពង្រីកកំឡុងពេលដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងចុះកិច្ចសន្យាកំឡុងពេលត្រជាក់។
SiO2 ពង្រីក ឬចុះកិច្ចសន្យាក្នុងអត្រាមួយជិតស្និទ្ធនឹង Si ដែលកាត់បន្ថយការឡើងកំដៅនៃស៊ីលីកុន wafer កំឡុងពេលដំណើរការកម្ដៅ។ នេះក៏ជៀសវាងការបំបែកខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដចេញពីផ្ទៃស៊ីលីកុនដោយសារតែភាពតានតឹងនៃខ្សែភាពយន្ត។
(3)ច្រកទ្វារអុកស៊ីដ dielectric
សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធច្រកទ្វារអុកស៊ីតដែលប្រើជាទូទៅបំផុត និងសំខាន់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា MOS ស្រទាប់អុកស៊ីដស្តើងបំផុតត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈឌីអេឡិចត្រិច។ ចាប់តាំងពីស្រទាប់អុកស៊ីដច្រកទ្វារនិង Si នៅក្រោមមានលក្ខណៈគុណភាពខ្ពស់និងស្ថេរភាពស្រទាប់អុកស៊ីដទ្វារជាទូទៅត្រូវបានទទួលដោយការកើនឡើងកំដៅ។
SiO2 មានកម្លាំង dielectric ខ្ពស់ (107V / m) និងធន់ទ្រាំខ្ពស់ (ប្រហែល 1017Ω·cm) ។
គន្លឹះនៃភាពជឿជាក់នៃឧបករណ៍ MOS គឺភាពសុចរិតនៃស្រទាប់អុកស៊ីដទ្វារ។ រចនាសម្ព័ន្ធច្រកទ្វារនៅក្នុងឧបករណ៍ MOS គ្រប់គ្រងលំហូរនៃចរន្ត។ ដោយសារតែអុកស៊ីដនេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់មុខងាររបស់មីក្រូឈីបដោយផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យាផលប៉ះពាល់វាល។
ដូច្នេះគុណភាពខ្ពស់ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃខ្សែភាពយន្តដ៏ល្អ និងអវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធ គឺជាតម្រូវការមូលដ្ឋានរបស់វា។ ការចម្លងរោគណាមួយដែលអាចធ្វើអោយខូចមុខងារនៃរចនាសម្ព័ន្ធច្រកទ្វារចូលត្រូវតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។
(4)របាំងសារធាតុញៀន
SiO2 អាចត្រូវបានប្រើជាស្រទាប់របាំងដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពសម្រាប់ការជ្រើសរើសសារធាតុលាបលើផ្ទៃស៊ីលីកូន។ នៅពេលដែលស្រទាប់អុកស៊ីតមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកុន SiO2 នៅក្នុងផ្នែកថ្លានៃរបាំងមុខត្រូវបានឆ្លាក់ដើម្បីបង្កើតជាបង្អួចដែលសម្ភារៈសារធាតុ doping អាចចូលទៅក្នុង wafer ស៊ីលីកុន។
នៅកន្លែងដែលគ្មានបង្អួច អុកស៊ីដអាចការពារផ្ទៃស៊ីលីកុន និងការពារភាពមិនបរិសុទ្ធពីការសាយភាយ ដូច្នេះអាចឱ្យការផ្សាំមិនបរិសុទ្ធដែលអាចជ្រើសរើសបាន។
Dopants ផ្លាស់ទីយឺតនៅក្នុង SiO2 បើប្រៀបធៀបទៅនឹង Si ដូច្នេះមានតែស្រទាប់អុកស៊ីដស្តើងប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវការដើម្បីទប់ស្កាត់សារធាតុ dopants (ចំណាំថាអត្រានេះគឺអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព)។
ស្រទាប់អុកស៊ីដស្តើង (ឧ. 150 Å ក្រាស់) ក៏អាចប្រើនៅកន្លែងដែលត្រូវការការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង ដែលអាចប្រើដើម្បីកាត់បន្ថយការខូចខាតលើផ្ទៃស៊ីលីកុន។
វាក៏អនុញ្ញាតឱ្យមានការគ្រប់គ្រងកាន់តែប្រសើរឡើងនៃជម្រៅប្រសព្វកំឡុងពេលការផ្សាំ impurity ដោយកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលនៃឆានែល។ បន្ទាប់ពីការផ្សាំ អុកស៊ីដអាចត្រូវបានជ្រើសរើសដោយទឹកអាស៊ីត hydrofluoric ដើម្បីធ្វើឱ្យផ្ទៃស៊ីលីកុនរាបស្មើម្តងទៀត។
(5)ស្រទាប់ Dielectric រវាងស្រទាប់ដែក
SiO2 មិនដំណើរការចរន្តអគ្គិសនីនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាទេដូច្នេះវាជាអ៊ីសូឡង់ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពរវាងស្រទាប់ដែកនៅក្នុងមីក្រូ។ SiO2 អាចការពារសៀគ្វីខ្លីរវាងស្រទាប់លោហធាតុខាងលើ និងស្រទាប់លោហធាតុទាប ដូចអ៊ីសូឡង់នៅលើខ្សែអាចការពារសៀគ្វីខ្លី។
តម្រូវការគុណភាពសម្រាប់អុកស៊ីដ គឺថាវាគ្មានរន្ធ និងគ្មានចន្លោះ។ ជារឿយៗវាត្រូវបានលុបចោលដើម្បីទទួលបានភាពរាវដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន ដែលអាចកាត់បន្ថយការសាយភាយការចម្លងរោគបានប្រសើរជាងមុន។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានទទួលដោយការបំភាយចំហាយគីមីជាជាងការកើនឡើងកម្ដៅ។
អាស្រ័យលើឧស្ម័នប្រតិកម្ម ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មជាធម្មតាត្រូវបានបែងចែកទៅជា៖
- អុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មស្ងួត៖ Si + O2 → SiO2;
- អុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីសែនសើម៖ 2H2O (ចំហាយទឹក) + Si → SiO2 + 2H2;
- អុកស៊ីតកម្មក្លរីន៖ ឧស្ម័នក្លរីន ដូចជាអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) ឬនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វាត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងអុកស៊ីហ៊្សែន ដើម្បីបង្កើនអត្រាអុកស៊ីតកម្ម និងគុណភាពនៃស្រទាប់អុកស៊ីតកម្ម។
(1)ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មស្ងួត៖ ម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែននៅក្នុងឧស្ម័នប្រតិកម្មសាយភាយតាមរយៈស្រទាប់អុកស៊ីដដែលបានបង្កើតរួចហើយ ឈានដល់ចំណុចប្រទាក់រវាង SiO2 និង Si ប្រតិកម្មជាមួយ Si ហើយបន្ទាប់មកបង្កើតជាស្រទាប់ SiO2 ។
SiO2 ដែលរៀបចំដោយអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មស្ងួតមានរចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់ កម្រាស់ឯកសណ្ឋាន សមត្ថភាពរបាំងរឹងមាំសម្រាប់ការចាក់ និងការសាយភាយ និងដំណើរការឡើងវិញបានខ្ពស់។ គុណវិបត្តិរបស់វាគឺថាអត្រាកំណើនយឺត។
វិធីសាស្រ្តនេះជាទូទៅត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់ការកត់សុីដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ដូចជា gate dielectric oxidation, thin buffer layer oxidation ឬសម្រាប់ការចាប់ផ្តើមអុកស៊ីតកម្ម និងការបញ្ចប់អុកស៊ីតកម្មកំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មស្រទាប់ទ្រនាប់ក្រាស់។
(2)ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីសែនសើម៖ ចំហាយទឹកអាចផ្ទុកដោយអុកស៊ីសែនដោយផ្ទាល់ ឬអាចទទួលបានដោយប្រតិកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីសែន។ អត្រាអុកស៊ីតកម្មអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយការកែតម្រូវសមាមាត្រសម្ពាធផ្នែកនៃអ៊ីដ្រូសែនឬចំហាយទឹកទៅជាអុកស៊ីសែន។
សូមចំណាំថា ដើម្បីធានាបាននូវសុវត្ថិភាព សមាមាត្រនៃអ៊ីដ្រូសែនទៅអុកស៊ីសែនមិនគួរលើសពី 1.88:1 ទេ។ អុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មសើមគឺដោយសារតែវត្តមានទាំងអុកស៊ីសែន និងចំហាយទឹកនៅក្នុងឧស្ម័នប្រតិកម្ម ហើយចំហាយទឹកនឹងរលាយទៅជាអ៊ីដ្រូសែនអុកស៊ីដ (HO) នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
អត្រានៃការសាយភាយនៃអុកស៊ីដអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងអុកស៊ីដស៊ីលីកុនគឺលឿនជាងអុកស៊ីសែន ដូច្នេះអត្រាអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីសែនសើមគឺប្រហែលមួយលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រខ្ពស់ជាងអត្រាអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មស្ងួត។
(3)ដំណើរការអុកស៊ីតកម្មក្លរីន៖ បន្ថែមពីលើអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មស្ងួតបែបប្រពៃណី និងអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មសើម ឧស្ម័នក្លរីន ដូចជាអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ (HCl) dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) ឬនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វា អាចត្រូវបានបន្ថែមទៅអុកស៊ីហ្សែន ដើម្បីកែលម្អអត្រាអុកស៊ីតកម្ម និងគុណភាពនៃស្រទាប់អុកស៊ីតកម្ម។ .
មូលហេតុចម្បងនៃការកើនឡើងនៃអត្រាអុកស៊ីតកម្មគឺថានៅពេលដែលក្លរីនត្រូវបានបន្ថែមសម្រាប់ការកត់សុី មិនត្រឹមតែមានសារធាតុប្រតិកម្មមានចំហាយទឹកដែលអាចពន្លឿនការកត់សុីនោះទេ ប៉ុន្តែក្លរីនក៏កកកុញនៅជិតចំណុចប្រទាក់រវាង Si និង SiO2 ផងដែរ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃអុកស៊ីហ៊្សែន សមាសធាតុ chlorosilicon ត្រូវបានបំប្លែងយ៉ាងងាយស្រួលទៅជាអុកស៊ីដស៊ីលីកុន ដែលអាចបំប្លែងអុកស៊ីតកម្ម។
ហេតុផលចម្បងសម្រាប់ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវគុណភាពនៃស្រទាប់អុកស៊ីដគឺថាអាតូមក្លរីននៅក្នុងស្រទាប់អុកស៊ីដអាចបន្សុទ្ធសកម្មភាពនៃអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូមដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយពិការភាពអុកស៊ីតកម្មដែលត្រូវបានណែនាំដោយការចម្លងរោគអ៊ីយ៉ុងសូដ្យូមនៃឧបករណ៍និងវត្ថុធាតុដើមដំណើរការ។ ដូច្នេះសារធាតុក្លរីនត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មស្ងួតភាគច្រើន។
2.2 ដំណើរការនៃការសាយភាយ
ការសាយភាយតាមបែបប្រពៃណី សំដៅលើការផ្ទេរសារធាតុពីតំបន់ដែលមានកំហាប់ខ្ពស់ទៅតំបន់ដែលមានកំហាប់ទាប រហូតដល់ពួកវាត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នា។ ដំណើរការសាយភាយអនុវត្តតាមច្បាប់របស់ Fick ។ ការសាយភាយអាចកើតឡើងរវាងសារធាតុពីរ ឬច្រើន ហើយការប្រមូលផ្តុំ និងភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពរវាងតំបន់ផ្សេងៗគ្នាជំរុញការចែកចាយសារធាតុទៅជាស្ថានភាពលំនឹងឯកសណ្ឋាន។
លក្ខណៈសម្បត្តិដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃសម្ភារៈ semiconductor គឺថា conductivity របស់វាអាចត្រូវបានកែតម្រូវដោយបន្ថែមប្រភេទផ្សេងគ្នា ឬកំហាប់សារធាតុ dopants ។ នៅក្នុងការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដំណើរការនេះត្រូវបានសម្រេចជាធម្មតាតាមរយៈដំណើរការ doping ឬ diffusion ។
អាស្រ័យលើគោលដៅនៃការរចនា សម្ភារៈ semiconductor ដូចជា silicon, germanium ឬ III-V សមាសធាតុអាចទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិ semiconductor ពីរផ្សេងគ្នា ប្រភេទ N ឬ P-type ដោយ doping ជាមួយភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ ឬ impurities ។
ការប្រើថ្នាំ Semiconductor ត្រូវបានអនុវត្តជាចម្បងតាមរយៈវិធីពីរយ៉ាង៖ ការសាយភាយ ឬការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង ដែលនីមួយៗមានលក្ខណៈផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វា៖
Diffusion doping មានតម្លៃថោកជាង ប៉ុន្តែការផ្តោតអារម្មណ៍ និងជម្រៅនៃសារធាតុ doping មិនអាចគ្រប់គ្រងបានច្បាស់លាស់នោះទេ។
ខណៈពេលដែលការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងមានតម្លៃថ្លៃបន្តិច វាអនុញ្ញាតឱ្យមានការគ្រប់គ្រងច្បាស់លាស់នៃទម្រង់កំហាប់ dopant ។
មុនទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ទំហំលក្ខណៈពិសេសនៃក្រាហ្វិកសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាគឺស្ថិតនៅលើលំដាប់នៃ 10μm ហើយបច្ចេកវិទ្យានៃការសាយភាយកម្ដៅតាមបែបប្រពៃណីត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅសម្រាប់សារធាតុ doping ។
ដំណើរការសាយភាយត្រូវបានប្រើជាចម្បងដើម្បីកែប្រែសម្ភារៈ semiconductor ។ តាមរយៈការបំភាយសារធាតុផ្សេងៗគ្នាចូលទៅក្នុងវត្ថុធាតុ semiconductor ចរន្តរបស់ពួកគេ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ។
ជាឧទាហរណ៍ តាមរយៈការបំភាយធាតុ trivalent boron ទៅជាស៊ីលីកុន សារធាតុ semiconductor ប្រភេទ P ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដោយសារធាតុ ផូស្វ័រ ឬអាសេនិច សារធាតុ pentavalent សារធាតុ semiconductor N ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅពេលដែល semiconductor ប្រភេទ P ដែលមានរន្ធច្រើនចូលមកទាក់ទងជាមួយ semiconductor ប្រភេទ N ដែលមានអេឡិចត្រុងច្រើន ប្រសព្វ PN ត្រូវបានបង្កើតឡើង។
នៅពេលដែលទំហំលក្ខណៈពិសេសរួមតូច ដំណើរការសាយភាយ isotropic ធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់សារធាតុ dopants ដើម្បីសាយភាយទៅផ្នែកម្ខាងទៀតនៃស្រទាប់ការពារអុកស៊ីត ដែលបណ្តាលឱ្យមានការខ្លីរវាងតំបន់ដែលនៅជាប់គ្នា។
លើកលែងតែការប្រើប្រាស់ពិសេសមួយចំនួន (ដូចជាការសាយភាយរយៈពេលយូរដើម្បីបង្កើតជាតំបន់ធន់នឹងតង់ស្យុងខ្ពស់ដែលចែកចាយស្មើៗគ្នា) ដំណើរការសាយភាយត្រូវបានជំនួសបន្តិចម្តងៗដោយការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងជំនាន់បច្ចេកវិទ្យាក្រោម 10nm ដោយសារទំហំនៃ Fin នៅក្នុងឧបករណ៍ fin Field-effect transistor (FinFET) មានទំហំតូចណាស់ ការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងនឹងបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធដ៏តូចរបស់វា។ ការប្រើប្រាស់ដំណើរការសាយភាយប្រភពរឹងអាចដោះស្រាយបញ្ហានេះបាន។
2.3 ដំណើរការខូចទ្រង់ទ្រាយ
ដំណើរការ annealing ត្រូវបានគេហៅថា thermal annealing ផងដែរ។ ដំណើរការនេះគឺដើម្បីដាក់ wafer ស៊ីលីកុននៅក្នុងបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់រយៈពេលជាក់លាក់មួយដើម្បីផ្លាស់ប្តូរ microstructure នៅលើផ្ទៃឬខាងក្នុងនៃ silicon wafer ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងដំណើរការជាក់លាក់មួយ។
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់បំផុតនៅក្នុងដំណើរការ annealing គឺសីតុណ្ហភាពនិងពេលវេលា។ សីតុណ្ហភាពកាន់តែខ្ពស់ និងពេលវេលាកាន់តែយូរ ថវិកាកម្ដៅកាន់តែខ្ពស់។
នៅក្នុងដំណើរការនៃការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាជាក់ស្តែងថវិកាកំដៅត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ប្រសិនបើមានដំណើរការ annealing ច្រើននៅក្នុងលំហូរនៃដំណើរការនេះ ថវិកាកំដៅអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ជា superposition នៃការព្យាបាលកំដៅច្រើន។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាមួយនឹងការបង្រួមតូចនៃថ្នាំងដំណើរការ ថវិកាកម្ដៅដែលអាចអនុញ្ញាតបានក្នុងដំណើរការទាំងមូលកាន់តែតូចទៅៗ ពោលគឺសីតុណ្ហភាពនៃដំណើរការកម្ដៅដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កាន់តែទាប ហើយពេលវេលាកាន់តែខ្លី។
ជាធម្មតា ដំណើរការ annealing ត្រូវបានផ្សំជាមួយ implantation ion ការដាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើង ការបង្កើត silicide លោហៈ និងដំណើរការផ្សេងទៀត។ ធម្មតាបំផុតគឺការបញ្ចូលកំដៅបន្ទាប់ពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង។
ការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុងនឹងប៉ះពាល់ដល់អាតូមស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលបណ្តាលឱ្យពួកវាបំបែកចេញពីរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើដើម និងធ្វើឱ្យខូចបន្ទះស្រទាប់ខាងក្រោម។ ការស្រោបដោយកម្ដៅអាចជួសជុលការខូចខាតបន្ទះឈើដែលបណ្តាលមកពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង ហើយក៏អាចផ្លាស់ទីអាតូមមិនបរិសុទ្ធដែលបានបង្កប់ពីចន្លោះបន្ទះឈើទៅកន្លែងបន្ទះឈើ ដោយហេតុនេះធ្វើឱ្យពួកវាសកម្ម។
សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការសម្រាប់ការជួសជុលការខូចខាតបន្ទះឈើគឺប្រហែល 500 អង្សាសេ ហើយសីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការសម្រាប់ការធ្វើឱ្យមានភាពមិនបរិសុទ្ធគឺប្រហែល 950 អង្សាសេ។ តាមទ្រឹស្ដី ពេលវេលានៃការបន្ទោរបង់កាន់តែយូរ និងសីតុណ្ហភាពកាន់តែខ្ពស់ អត្រាសកម្មនៃភាពកខ្វក់កាន់តែខ្ពស់ ប៉ុន្តែថវិកាកម្ដៅខ្ពស់ពេកនឹងនាំឱ្យមានការសាយភាយភាពកខ្វក់ច្រើនហួសហេតុ ដែលធ្វើឲ្យដំណើរការមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន ហើយទីបំផុតបណ្តាលឱ្យខូចមុខងារឧបករណ៍ និងសៀគ្វី។
ដូច្នេះហើយ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យានៃការផលិត ការដុតកំដៅក្នុងឡរយៈពេលវែងបែបប្រពៃណីត្រូវបានជំនួសបន្តិចម្តងៗដោយកំដៅរហ័ស (RTA)។
នៅក្នុងដំណើរការផលិត ខ្សែភាពយន្តជាក់លាក់មួយចំនួនត្រូវឆ្លងកាត់ដំណើរការ annealing កំដៅបន្ទាប់ពីការទម្លាក់ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត ឬគីមីជាក់លាក់នៃខ្សែភាពយន្ត។ ឧទហរណ៍ ខ្សែភាពយន្តរលុងក្លាយជាក្រាស់ ផ្លាស់ប្តូរអត្រា etching ស្ងួត ឬសើមរបស់វា;
ដំណើរការ annealing ដែលប្រើជាទូទៅមួយទៀតកើតឡើងកំឡុងពេលបង្កើត silicide ដែក។ ខ្សែភាពយន្តលោហធាតុដូចជា cobalt នីកែល ទីតាញ៉ូម ជាដើម ត្រូវបានប្រឡាក់ទៅលើផ្ទៃនៃស៊ីលីកុន wafer ហើយបន្ទាប់ពីកំដៅយ៉ាងលឿននៅសីតុណ្ហភាពទាប លោហៈ និងស៊ីលីកុនអាចបង្កើតជាលោហធាតុ។
លោហធាតុមួយចំនួនបង្កើតបានជាដំណាក់កាលយ៉ាន់ស្ព័រខុសៗគ្នាក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខុសៗគ្នា។ ជាទូទៅ វាត្រូវបានគេសង្ឃឹមថានឹងបង្កើតជាដំណាក់កាលយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានភាពធន់ទ្រាំនឹងទំនាក់ទំនងទាប និងធន់នឹងរាងកាយក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ។
យោងទៅតាមតម្រូវការថវិកាកំដៅផ្សេងៗគ្នា ដំណើរការ annealing ត្រូវបានបែងចែកទៅជា furnace annealing សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការ annealing កំដៅយ៉ាងលឿន។
- ការបិទភ្ជាប់បំពង់ furnace សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។:
វាគឺជាវិធីសាស្រ្ដបែបប្រពៃណី ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ពេលវេលានៃការស្រោបយូរ និងថវិកាខ្ពស់។
នៅក្នុងដំណើរការពិសេសមួយចំនួន ដូចជាបច្ចេកវិជ្ជាចាក់អុកស៊ីហ្សែនដាច់ដោយឡែកសម្រាប់ការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោម SOI និងដំណើរការសាយភាយយ៉ាងជ្រៅ វាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ។ ដំណើរការបែបនេះជាទូទៅទាមទារថវិកាកំដៅខ្ពស់ជាងមុន ដើម្បីទទួលបានបន្ទះឈើដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ឬការចែកចាយមិនបរិសុទ្ធឯកសណ្ឋាន។
- ការលាបកំដៅរហ័ស:
វាគឺជាដំណើរការនៃការកែច្នៃស៊ីលីកុន wafers ដោយការឡើងកំដៅ/ត្រជាក់យ៉ាងលឿនបំផុត និងរយៈពេលខ្លីនៅសីតុណ្ហភាពគោលដៅ ដែលជួនកាលគេហៅថា Rapid Thermal Processing (RTP) ផងដែរ។
នៅក្នុងដំណើរការនៃការបង្កើតចំណុចប្រសព្វរាក់ជ្រុល ការ annealing កំដៅយ៉ាងឆាប់រហ័ស សម្រេចបាននូវការសម្របសម្រួលរវាងការជួសជុលពិការភាពបន្ទះឈើ ការធ្វើឱ្យមានភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការបង្រួមអប្បបរមានៃការសាយភាយមិនបរិសុទ្ធ និងជាកត្តាមិនអាចខ្វះបានក្នុងដំណើរការផលិតថ្នាំងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប។
ដំណើរការកើនឡើង/ធ្លាក់សីតុណ្ហភាព និងការស្នាក់នៅរយៈពេលខ្លីនៅសីតុណ្ហភាពគោលដៅរួមគ្នាបង្កើតជាថវិកាកំដៅនៃការ annealing កំដៅយ៉ាងឆាប់រហ័ស។
កំដៅរហ័សបែបប្រពៃណីមានសីតុណ្ហភាពប្រហែល 1000°C ហើយចំណាយពេលប៉ុន្មានវិនាទី។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ តម្រូវការសម្រាប់ការ annealing កំដៅយ៉ាងឆាប់រហ័សបានក្លាយទៅជាតឹងរ៉ឹងកាន់តែខ្លាំង ហើយការបញ្ចូលពន្លឺ ការបន្ថែមពន្លឺ និងការស្រោបដោយឡាស៊ែរត្រូវបានអភិវឌ្ឍជាបណ្តើរៗ ជាមួយនឹងពេលវេលានៃការ annealing ឈានដល់មិល្លីវិនាទី ហើយថែមទាំងមានទំនោរទៅរក microseconds និង sub-microseconds។
៣. ឧបករណ៍ដំណើរការកំដៅចំនួនបី
3.1 ឧបករណ៍សាយភាយនិងអុកស៊ីតកម្ម
ដំណើរការសាយភាយប្រើជាចម្បងនូវគោលការណ៍នៃការសាយភាយកម្ដៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ជាធម្មតា 900-1200 ℃) ដើម្បីបញ្ចូលធាតុមិនបរិសុទ្ធទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុននៅជម្រៅដែលត្រូវការដើម្បីផ្តល់ឱ្យវានូវការចែកចាយកំហាប់ជាក់លាក់មួយ ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់ សម្ភារៈ និងបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ semiconductor ។
នៅក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាស៊ីលីកុន ដំណើរការសាយភាយត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើឱ្យប្រសព្វ PN ឬសមាសធាតុដូចជា resistors, capacitors, interconnect wiring, diodes និង transistors នៅក្នុងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ហើយក៏ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការដាច់រវាងសមាសធាតុផងដែរ។
ដោយសារតែអសមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងការចែកចាយនៃកំហាប់សារធាតុ doping បានត្រឹមត្រូវ ដំណើរការសាយភាយត្រូវបានជំនួសបន្តិចម្តងៗដោយដំណើរការ ion implantation doping ក្នុងការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត wafer ចាប់ពី 200 mm និងខ្ពស់ជាងនេះ ប៉ុន្តែចំនួនតិចតួចនៅតែត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងកម្រិតធ្ងន់។ ដំណើរការ doping ។
គ្រឿងបរិក្ខារសាយភាយតាមបែបប្រពៃណីគឺភាគច្រើនជាចង្រ្កានសាយភាយផ្ដេក ហើយមានចង្រ្កានសាយភាយបញ្ឈរមួយចំនួនតូចផងដែរ។
ចង្រ្កានចែកចាយផ្តេក:
វាជាឧបករណ៍ព្យាបាលកំដៅដែលប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងដំណើរការសាយភាយនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត wafer តិចជាង 200mm ។ លក្ខណៈរបស់វាគឺថាតួនៃឡកំដៅ បំពង់ប្រតិកម្ម និងទូករ៉ែថ្មខៀវដែលផ្ទុក wafers ទាំងអស់ត្រូវបានដាក់ផ្ដេកដូច្នេះវាមានលក្ខណៈដំណើរការនៃឯកសណ្ឋានល្អរវាង wafers ។
វាមិនត្រឹមតែជាឧបករណ៍ផ្នែកខាងមុខដ៏សំខាន់មួយនៅលើខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការសាយភាយ អុកស៊ីតកម្ម ការ annealing យ៉ាន់ស្ព័រ និងដំណើរការផ្សេងទៀតនៅក្នុងឧស្សាហកម្មដូចជាឧបករណ៍ដាច់ពីគ្នា ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកថាមពល ឧបករណ៍អុបទិក និងសរសៃអុបទិក។ .
ចង្រ្កានចែកចាយបញ្ឈរ:
ជាទូទៅសំដៅលើឧបករណ៍ព្យាបាលកំដៅបាច់ដែលប្រើក្នុងដំណើរការសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាសម្រាប់ wafers ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 200mm និង 300mm ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ជាទូទៅថាជាចង្រ្កានបញ្ឈរ។
លក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃចង្រ្កានសាយភាយបញ្ឈរគឺថា តួឡកំដៅ បំពង់ប្រតិកម្ម និងទូករ៉ែថ្មខៀវដែលផ្ទុក wafer ទាំងអស់ត្រូវបានដាក់បញ្ឈរ ហើយ wafer ត្រូវបានដាក់ផ្ដេក។ វាមានលក្ខណៈនៃឯកសណ្ឋានល្អនៅក្នុង wafer កម្រិតខ្ពស់នៃស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងដំណើរការប្រព័ន្ធមានស្ថេរភាព ដែលអាចបំពេញតម្រូវការនៃខ្សែផលិតកម្មសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាខ្នាតធំ។
ចង្រ្កានសាយភាយបញ្ឈរគឺជាឧបករណ៍ដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នារបស់ semiconductor ហើយត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងដំណើរការពាក់ព័ន្ធក្នុងវិស័យឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកថាមពល (IGBT) ជាដើម។
ចង្រ្កានសាយភាយបញ្ឈរគឺអាចអនុវត្តបានចំពោះដំណើរការអុកស៊ីតកម្មដូចជាអុកស៊ីតកម្មអុកស៊ីតកម្មស្ងួត ការកត់សុីសំយោគអ៊ីដ្រូសែន-អុកស៊ីហ្សែន អុកស៊ីតកម្មស៊ីលីកុនអុកស៊ីនីទ្រីត និងដំណើរការលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្តស្តើងដូចជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត ប៉ូលីស៊ីលីកុន ស៊ីលីកុននីត្រាត (Si3N4) និងការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូម។
វាក៏ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងដំណើរការ annealing សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការ annealing ស្ពាន់ និង alloying ដំណើរការ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃដំណើរការសាយភាយ ជួនកាលចង្រ្កាននៃការសាយភាយបញ្ឈរក៏ត្រូវបានគេប្រើផងដែរនៅក្នុងដំណើរការផ្ទុកសារធាតុញៀនខ្លាំង។
3.2 ឧបករណ៍ពន្លាតរហ័ស
ឧបករណ៍ដំណើរការកំដៅរហ័ស (RTP) គឺជាឧបករណ៍ព្យាបាលកំដៅតែមួយដែលអាចបង្កើនសីតុណ្ហភាពរបស់ wafer យ៉ាងឆាប់រហ័សដល់សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការដោយដំណើរការ (200-1300°C) ហើយអាចធ្វើឱ្យវាត្រជាក់បានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ អត្រាកំដៅ / ត្រជាក់ជាទូទៅគឺ 20-250 ° C / s ។
បន្ថែមពីលើប្រភពថាមពលដ៏ធំទូលាយ និងពេលវេលានៃការបន្ទោរបង់ បរិក្ខារ RTP ក៏មានដំណើរការល្អផ្សេងទៀតផងដែរ ដូចជាការគ្រប់គ្រងថវិកាកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងឯកសណ្ឋានផ្ទៃដែលប្រសើរជាងមុន (ជាពិសេសសម្រាប់ wafers ខ្នាតធំ) ជួសជុលការខូចខាត wafer ដែលបណ្តាលមកពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង និង អង្គជំនុំជម្រះច្រើនអាចដំណើរការជំហានដំណើរការផ្សេងៗគ្នាក្នុងពេលដំណាលគ្នា។
លើសពីនេះ ឧបករណ៍ RTP អាចបំប្លែង និងកែសម្រួលឧស្ម័នដំណើរការបានយ៉ាងរហ័ស និងបត់បែនបាន ដូច្នេះដំណើរការព្យាបាលកំដៅច្រើនអាចបញ្ចប់ក្នុងដំណើរការព្យាបាលកំដៅដូចគ្នា។
ឧបករណ៍ RTP ត្រូវបានប្រើជាទូទៅបំផុតក្នុងការកំដៅរហ័ស (RTA) ។ បន្ទាប់ពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង ឧបករណ៍ RTP ត្រូវការជាចាំបាច់ ដើម្បីជួសជុលការខូចខាតដែលបណ្តាលមកពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង ធ្វើឱ្យប្រូតុង doped សកម្ម និងទប់ស្កាត់ការសាយភាយមិនបរិសុទ្ធប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
និយាយជាទូទៅ សីតុណ្ហភាពសម្រាប់ជួសជុលពិការភាពបន្ទះឈើគឺប្រហែល 500 ° C ខណៈពេលដែល 950 ° C គឺត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការធ្វើឱ្យអាតូម doped សកម្ម។ ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃភាពមិនបរិសុទ្ធគឺទាក់ទងទៅនឹងពេលវេលានិងសីតុណ្ហភាព។ ពេលវេលាកាន់តែយូរ និងសីតុណ្ហភាពកាន់តែខ្ពស់ ភាពមិនបរិសុទ្ធកាន់តែពេញលេញត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្ម ប៉ុន្តែវាមិនអំណោយផលដល់ការរារាំងការសាយភាយនៃសារធាតុមិនបរិសុទ្ធនោះទេ។
ដោយសារតែឧបករណ៍ RTP មានលក្ខណៈនៃការកើនឡើង/ធ្លាក់នៃសីតុណ្ហភាពលឿន និងរយៈពេលខ្លី ដំណើរការ annealing បន្ទាប់ពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងអាចសម្រេចបាននូវជម្រើសប៉ារ៉ាម៉ែត្រដ៏ល្អប្រសើរក្នុងចំណោមការជួសជុលបន្ទះឈើ ការធ្វើឱ្យមានភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការទប់ស្កាត់ការសាយភាយមិនបរិសុទ្ធ។
RTA ត្រូវបានបែងចែកជាចម្បងទៅជាបួនប្រភេទដូចខាងក្រោម:
(1)Spike Annealing
លក្ខណៈរបស់វាគឺថាវាផ្តោតលើដំណើរការកំដៅ/ត្រជាក់រហ័ស ប៉ុន្តែជាមូលដ្ឋានមិនមានដំណើរការរក្សាកំដៅទេ។ Spike annealing ស្ថិតនៅចំណុចសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ក្នុងរយៈពេលខ្លីបំផុត ហើយមុខងារចម្បងរបស់វាគឺដើម្បីធ្វើឱ្យធាតុ doping សកម្ម។
នៅក្នុងកម្មវិធីជាក់ស្តែង wafer ចាប់ផ្តើមឡើងកំដៅយ៉ាងលឿនពីចំណុចសីតុណ្ហភាពរង់ចាំស្ថេរភាពជាក់លាក់មួយ ហើយត្រជាក់ចុះភ្លាមៗបន្ទាប់ពីឈានដល់ចំណុចសីតុណ្ហភាពគោលដៅ។
ដោយសារពេលវេលាថែទាំនៅចំណុចសីតុណ្ហភាពគោលដៅ (ឧ. ចំណុចសីតុណ្ហភាពកំពូល) គឺខ្លីណាស់ ដំណើរការ annealing អាចបង្កើនកម្រិតនៃការធ្វើឱ្យសកម្មមិនបរិសុទ្ធ និងកាត់បន្ថយកម្រិតនៃការសាយភាយមិនបរិសុទ្ធ ខណៈដែលមានមុខងារជួសជុលដែលខូចល្អ ដែលបណ្តាលឱ្យមានកម្រិតខ្ពស់។ គុណភាពនៃការផ្សារភ្ជាប់និងចរន្តលេចធ្លាយទាប។
Spike annealing ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការប្រសព្វរាក់ជ្រុលបន្ទាប់ពី 65nm ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការនៃ spike annealing ជាចម្បងរួមមានសីតុណ្ហភាពកំពូល ពេលវេលាស្នាក់នៅខ្ពស់បំផុត ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព និងភាពធន់ទ្រាំ wafer បន្ទាប់ពីដំណើរការ។
ពេលវេលាស្នាក់នៅខ្ពស់បំផុតកាន់តែខ្លី កាន់តែប្រសើរ។ វាអាស្រ័យជាចម្បងលើអត្រាកំដៅ/ត្រជាក់នៃប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព ប៉ុន្តែបរិយាកាសឧស្ម័នដំណើរការដែលបានជ្រើសរើស ជួនកាលក៏មានផលប៉ះពាល់ជាក់លាក់លើវាផងដែរ។
ជាឧទាហរណ៍ អេលីយ៉ូមមានបរិមាណអាតូមតិច និងអត្រាសាយភាយលឿន ដែលអំណោយផលដល់ការផ្ទេរកំដៅលឿន និងឯកសណ្ឋាន ហើយអាចកាត់បន្ថយទទឹងកំពូល ឬពេលវេលាស្នាក់នៅខ្ពស់បំផុត។ ដូច្នេះ អេលីយ៉ូម ជួនកាលត្រូវបានជ្រើសរើសដើម្បីជួយដល់ការឡើងកំដៅ និងត្រជាក់។
(2)ការដាក់ចង្កៀង
បច្ចេកវិជ្ជា annealing ចង្កៀងត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ។ ចង្កៀង Halogen ជាទូទៅត្រូវបានគេប្រើជាប្រភពកំដៅយ៉ាងលឿន។ អត្រាកំដៅ/ត្រជាក់ខ្ពស់របស់ពួកគេ និងការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់អាចបំពេញតម្រូវការនៃដំណើរការផលិតលើសពី 65nm ។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនអាចបំពេញតាមតម្រូវការដ៏តឹងរ៉ឹងនៃដំណើរការ 45nm បានទេ (បន្ទាប់ពីដំណើរការ 45nm នៅពេលដែលទំនាក់ទំនងនីកែល-ស៊ីលីកុននៃតក្ក LSI កើតឡើងនោះ wafer ត្រូវកំដៅយ៉ាងលឿនពី 200°C ដល់លើសពី 1000°C ក្នុងរយៈពេលមិល្លីវិនាទី។ ដូច្នេះការប្រើឡាស៊ែរជាទូទៅត្រូវបានទាមទារ)។
(3)ការលាបឡាស៊ែរ
ឡាស៊ែរ annealing គឺជាដំណើរការនៃការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរដោយផ្ទាល់ដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃនៃ wafer យ៉ាងឆាប់រហ័សរហូតដល់វាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីរលាយគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនធ្វើឱ្យវាសកម្មយ៉ាងខ្លាំង។
គុណសម្បត្តិនៃការស្រោបដោយឡាស៊ែរគឺកំដៅលឿនខ្លាំង និងការគ្រប់គ្រងរសើប។ វាមិនតម្រូវឱ្យមានកំដៅ filament ទេហើយជាមូលដ្ឋានមិនមានបញ្ហាជាមួយនឹងភាពយឺតយ៉ាវនៃសីតុណ្ហភាពនិងអាយុកាលរបស់ filament ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តាមទស្សនៈបច្ចេកទេស ការកាត់ឡាស៊ែរមានបញ្ហាចរន្តលេចធ្លាយ និងសំណល់ដែលនឹងមានផលប៉ះពាល់ជាក់លាក់លើដំណើរការឧបករណ៍ផងដែរ។
(4)ការបញ្ចូលពន្លឺ
Flash annealing គឺជាបច្ចេកវិទ្យា annealing ដែលប្រើវិទ្យុសកម្មដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ដើម្បីអនុវត្តការបន្ទោរបង់នៅលើ wafers នៅសីតុណ្ហភាព preheat ជាក់លាក់មួយ។
wafer ត្រូវបានកំដៅមុនដល់ 600-800 ° C ហើយបន្ទាប់មកវិទ្យុសកម្មអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការ irradiation ជីពចររយៈពេលខ្លី។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកំពូលនៃ wafer ឈានដល់សីតុណ្ហភាព annealing ដែលត្រូវការ វិទ្យុសកម្មត្រូវបានបិទភ្លាមៗ។
ឧបករណ៍ RTP ត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាកម្រិតខ្ពស់។
បន្ថែមពីលើការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការ RTA ឧបករណ៍ RTP ក៏បានចាប់ផ្តើមប្រើប្រាស់ក្នុងការកត់សុីកម្ដៅយ៉ាងលឿន នីត្រាតកម្ដៅរហ័ស ការសាយភាយកម្ដៅយ៉ាងឆាប់រហ័ស ការបញ្ចេញចំហាយគីមីយ៉ាងឆាប់រហ័ស ក៏ដូចជាការបង្កើតស៊ីលីកុនលោហៈ និងដំណើរការ epitaxial ។
———————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera អាចផ្តល់ឱ្យផ្នែកក្រាហ្វិច,អារម្មណ៍ទន់ / រឹង,ផ្នែកស៊ីលីកុនកាបូន,ផ្នែកស៊ីលីកុន CVD, និងផ្នែកដែលស្រោបដោយ SiC/TaCជាមួយនឹងដំណើរការ semiconductor ពេញលេញក្នុងរយៈពេល 30 ថ្ងៃ។
ប្រសិនបើអ្នកចាប់អារម្មណ៍លើផលិតផល semiconductor ខាងលើសូមកុំស្ទាក់ស្ទើរក្នុងការទាក់ទងមកយើងជាលើកដំបូង។
ទូរស័ព្ទ៖ +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៧ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៤