1. کتنه
تودوخه چې د تودوخې پروسس په نوم هم پیژندل کیږي، د تولید پروسیجرونو ته اشاره کوي چې په لوړه تودوخه کې کار کوي، معمولا د المونیم د خټکي نقطې څخه لوړ وي.
د تودوخې پروسه معمولا د لوړې تودوخې فرنس کې ترسره کیږي او د سیمی کنډکټر په تولید کې د کریسټال عیب ترمیم لپاره لوی پروسې لکه اکسیډیشن، ناپاکۍ خپریدل، او انیل کول شامل دي.
اکسیډیشن: دا هغه پروسه ده چې په هغه کې د سیلیکون ویفر د اکسیډنټ په فضا کې لکه اکسیجن یا د اوبو بخار د لوړې تودوخې تودوخې درملنې لپاره ځای په ځای کیږي چې د سیلیکون ویفر په سطح کې کیمیاوي تعامل رامینځته کوي چې د اکساید فلم رامینځته کوي.
د ناپاکۍ خپریدل: د لوړ حرارت شرایطو لاندې د تودوخې خپریدو اصولو کارولو ته اشاره کوي ترڅو د پروسې اړتیاو سره سم سیلیکون سبسټریټ کې ناپاک عناصر معرفي کړي ، ترڅو دا د ځانګړي غلظت توزیع ولري ، پدې توګه د سیلیکون موادو بریښنایی ملکیتونه بدلوي.
اینیلینګ د آیون امپلانټیشن وروسته د سیلیکون ویفر د تودوخې پروسې ته اشاره کوي ترڅو د آیون امپلانټیشن له امله رامینځته شوي جالکي نیمګړتیاوې ترمیم کړي.
د اکسیډیشن/توزیع/اینالینګ لپاره د تجهیزاتو درې اساسي ډولونه کارول کیږي:
- افقی کوره؛
- عمودی کوره;
- د چټک تودوخې کوټه: د تودوخې د درملنې چټک تجهیزات
د تودوخې درملنې دودیزې پروسې په عمده توګه د اوږدمهاله لوړ تودوخې درملنې څخه کار اخلي ترڅو د آیون امپلانټیشن لخوا رامینځته شوي زیان له مینځه ویسي ، مګر د دې زیانونه د نیمګړتیاو نیمګړتیا لرې کول او د پلي شوي ناپاکۍ ټیټ فعالیت موثریت دی.
برسېره پردې، د لوړ انیل کولو تودوخې او اوږد وخت له امله، د ناپاکۍ بیا توزیع احتمال شتون لري، چې د لوی مقدار ناپاکۍ توزیع کوي او د ټیټ جنکشنونو او تنګ ناپاکۍ توزیع اړتیاوې پوره کولو کې پاتې راځي.
د ګړندي حرارتي پروسس کولو (RTP) تجهیزاتو په کارولو سره د آیون امپلانټ ویفرونو ګړندي حرارتي انیل کول د تودوخې درملنې میتود دی چې ټول ویفر په خورا لنډ وخت کې یوې ټاکلې تودوخې (عموما 400-1300 ° C) ته تودوي.
د فرنس د تودوخې انیل کولو سره پرتله کول، دا د لږ حرارتي بودیجې ګټې لري، د ډوپینګ ساحه کې د ناپاکۍ حرکت کوچنۍ لړۍ، لږ ککړتیا او د پروسس کولو لنډ وخت.
د ګړندۍ تودوخې انیل کولو پروسه کولی شي د انرژي مختلف سرچینې وکاروي ، او د انیل کولو وخت حد خورا پراخه دی (له 100 څخه تر 10-9s پورې ، لکه د څراغ انیل کول ، لیزر انیلینګ ، او داسې نور). دا کولی شي په بشپړ ډول ناپاکۍ فعاله کړي پداسې حال کې چې په مؤثره توګه د ناپاکۍ بیا توزیع فشاروي. دا اوس مهال په پراخه کچه د 200mm څخه ډیر ویفر قطر سره د لوړ پای مدغم سرکټ تولید پروسو کې کارول کیږي.
2. د تودوخې دوهم بهیر
2.1 د اکسیډریشن پروسه
د مدغم سرکټ تولید پروسې کې ، د سیلیکون آکسایډ فلمونو جوړولو لپاره دوه میتودونه شتون لري: حرارتي اکسیډیشن او زیرمه کول.
د اکسیډیشن پروسه د سیلیکون ویفرونو په سطحه د تودوخې اکسیډریشن په واسطه د SiO2 جوړولو پروسې ته اشاره کوي. د تودوخې اکسیډریشن لخوا رامینځته شوی SiO2 فلم په پراخه کچه د مدغم سرکټ تولید پروسې کې د دې غوره بریښنایی موصلیت ملکیتونو او پروسې امکان له امله کارول کیږي.
د دې خورا مهم غوښتنلیکونه په لاندې ډول دي:
- وسایل د سکریچونو او ککړتیا څخه خوندي کړئ؛
- د چارج شوي بار وړونکو ساحوي انزوا محدودول (د سطحې حرکت کول)؛
- د ګیټ آکسایډ یا ذخیره کولو حجرو جوړښتونو کې ډایالټریک مواد؛
- په ډوپینګ کې ماسک کول؛
- د فلزي کنډکټیو پرتونو تر مینځ یو ډایالټریک پرت.
(1)د وسیلې محافظت او جلا کول
SiO2 د ویفر (سیلیکون ویفر) په سطحه کرل کیدی شي د سیلیکون دننه حساس وسیلو جلا کولو او ساتنې لپاره د مؤثره خنډ پرت په توګه کار وکړي.
ځکه چې SiO2 یو سخت او غیر محیط (کثافت) مواد دی، دا د سیلیکون په سطحه د فعالو وسایلو په اغیزمنه توګه جلا کولو لپاره کارول کیدی شي. د SiO2 سخت پرت به د سیلیکون ویفر له سکریچونو او زیانونو څخه ساتي چې ممکن د تولید پروسې په جریان کې پیښ شي.
(۲)د سطحې جذبول
د سطحی حرکت کول د تودوخې په توګه کرل شوي SiO2 لویه ګټه دا ده چې دا کولی شي د سیلیکون د سطحې حالت کثافت کم کړي د دې زنګ وهونکي بانډونو محدودولو سره ، یو اغیز چې د سطحې پاسیویشن په نوم پیژندل کیږي.
دا د بریښنایی تخریب مخه نیسي او د لندبل ، ایونونو یا نورو خارجي ککړتیاو له امله رامینځته شوي د جریان جریان لپاره لاره کموي. د SiO2 سخته طبقه Si د سکریچونو او پروسس زیانونو څخه ساتي چې ممکن د تولید وروسته وروسته پیښیږي.
د SiO2 طبقه چې د Si په سطحه وده کوي کولی شي د Si سطح باندې بریښنایی فعال ککړونکي (د ګرځنده آیون ککړتیا) وتړي. Passivation د جنکشن وسیلو د لیکج اوسني کنټرول او د باثباته دروازې اکسایډ وده کولو لپاره هم مهم دی.
د لوړ کیفیت پاسیویشن پرت په توګه، د اکسایډ پرت د کیفیت اړتیاوې لري لکه یونیفورم ضخامت، هیڅ پنهول او باطلونه.
د سی سطحي پاسیویشن پرت په توګه د اکسایډ پرت کارولو بل عامل د اکسایډ پرت ضخامت دی. د اکسایډ پرت باید دومره ضخامت وي چې د فلزي پرت د سیلیکون سطح کې د چارج راټولیدو له امله د چارج کیدو مخه ونیسي ، کوم چې د چارج ذخیره کولو او د عادي کیپسیټرونو خرابیدو ځانګړتیاو سره ورته وي.
SiO2 هم Si ته د حرارتي توسعې خورا ورته ورته والی لري. د سیلیکون ویفرونه د تودوخې لوړ پروسو په جریان کې پراخیږي او د یخولو پرمهال تړون کوي.
SiO2 د Si سره نږدې په نرخ کې پراخیږي یا قرارداد کوي، کوم چې د تودوخې پروسې په جریان کې د سیلیکون ویفر وارپینګ کموي. دا د فلم فشار له امله د سیلیکون سطح څخه د آکسایډ فلم جلا کیدو څخه هم مخنیوی کوي.
(۳)ګیټ آکسایډ ډایلیکټر
د MOS ټیکنالوژۍ کې د خورا عام کارول شوي او مهم دروازې آکسایډ جوړښت لپاره ، یو خورا پتلی آکسایډ پرت د ډیلټریک موادو په توګه کارول کیږي. څرنګه چې د دروازې آکسایډ طبقه او د سی آی لاندې د لوړ کیفیت او ثبات ځانګړتیاوې لري، د دروازې آکسایډ طبقه عموما د تودوخې وده لخوا ترلاسه کیږي.
SiO2 لوړ ډایالیکټریک ځواک (107V/m) او لوړ مقاومت لري (شاوخوا 1017Ω·cm).
د MOS وسیلو د اعتبار کلیدي د دروازې آکسایډ پرت بشپړتیا ده. د MOS وسیلو کې د دروازې جوړښت د جریان جریان کنټرولوي. ځکه چې دا اکسایډ د ساحې اغیزې ټیکنالوژۍ پراساس د مایکروچپس فعالیت لپاره اساس دی ،
له همدې امله، لوړ کیفیت، د فلم ضخامت یوشانوالی او د ناپاکۍ نشتوالی د دې اساسي اړتیاوې دي. هر ډول ککړتیا چې کولی شي د دروازې آکسایډ جوړښت فعالیت خراب کړي باید په کلکه کنټرول شي.
(۴)د ډوپینګ خنډ
SiO2 د سیلیکون سطح انتخابي ډوپینګ لپاره د مؤثره ماسکینګ پرت په توګه کارول کیدی شي. یوځل چې د سیلیکون په سطحه د اکسایډ پرت رامینځته شي ، د ماسک په شفافه برخه کې SiO2 د کړکۍ رامینځته کولو لپاره ایښودل کیږي چې د ډوپینګ مواد کولی شي سیلیکون ویفر ته ننوځي.
چیرې چې کړکۍ شتون نلري، آکسایډ کولی شي د سیلیکون سطحه خوندي کړي او د ناپاکۍ د خپریدو مخه ونیسي، پدې توګه د انتخابي ناپاکۍ امپلانټیشن فعالوي.
ډوپینټس د Si په پرتله په SiO2 کې ورو حرکت کوي، نو یوازې د ډوپینټونو د بندولو لپاره یو پتلی اکسایډ پرت ته اړتیا ده (یادونه وکړئ چې دا کچه د تودوخې پورې اړه لري).
د آکسایډ یو پتلی پرت (د مثال په توګه، 150 Å ضخامت) هم په هغو سیمو کې کارول کیدی شي چیرې چې د آیون امپلانټیشن ته اړتیا وي، کوم چې د سیلیکون سطح ته د زیان کمولو لپاره کارول کیدی شي.
دا د چینلینګ اغیز کمولو سره د ناپاکۍ امپلانټیشن پرمهال د جنکشن ژورتیا غوره کنټرول ته هم اجازه ورکوي. د امپلانټیشن وروسته، اکسایډ په انتخابي ډول د هایدروفلوریک اسید سره لرې کیدی شي ترڅو د سیلیکون سطح بیا فلیټ شي.
(۵)د فلزي طبقو تر منځ ډایالټریک پرت
SiO2 په نورمال شرایطو کې بریښنا نه ترسره کوي، نو دا په مایکروچپس کې د فلزي پرتونو تر مینځ یو اغیزمن انسولټر دی. SiO2 کولی شي د پورتنۍ فلزي پرت او د ښکته فلزي پرت تر مینځ د لنډ سرکیټونو مخه ونیسي ، لکه څنګه چې په تار کې انسولټر کولی شي د لنډ سرکټ مخه ونیسي.
د اکسایډ لپاره د کیفیت اړتیا دا ده چې دا د pinholes او voids څخه پاک وي. دا ډیری وختونه د ډیر اغیزمن مایعیت ترلاسه کولو لپاره ډوپ کیږي، کوم چې کولی شي د ککړتیا خپریدو په ښه توګه کم کړي. دا معمولا د حرارتي ودې پر ځای د کیمیاوي بخار د زیرمو له لارې ترلاسه کیږي.
د عکس العمل ګاز پورې اړه لري، د اکسیډریشن پروسه معمولا په لاندې برخو ویشل کیږي:
- د وچ اکسیجن اکسیډیشن: Si + O2 → SiO2؛
- د لوند اکسیجن اکسیډیشن: 2H2O (د اوبو بخار) + Si→SiO2+2H2;
- د کلورین ډوپ شوي اکسیډیشن: د کلورین ګاز لکه هایدروجن کلورایډ (HCl)، dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) یا د هغې مشتقات په اکسیجن کې اضافه کیږي ترڅو د اکسیډیشن کچه او د اکساید پرت کیفیت ښه کړي.
(1)د وچ اکسیجن اکسیډریشن پروسه: په غاز کې د اکسيجن مالیکولونه د مخکې جوړ شوي اکسایډ پرت له لارې خپریږي، د SiO2 او Si تر منځ انٹرفیس ته رسیږي، د Si سره غبرګون کوي او بیا د SiO2 طبقه جوړوي.
د وچ اکسیجن اکسیډیشن لخوا چمتو شوی SiO2 یو ګړندی جوړښت ، یونیفورم ضخامت ، د انجیکشن او خپریدو لپاره قوي ماسک کولو وړتیا ، او د پروسې تکرار وړتیا لري. د دې نیمګړتیا دا ده چې د ودې کچه ورو ده.
دا طریقه عموما د لوړ کیفیت اکسیډریشن لپاره کارول کیږي، لکه د دروازې ډایالټریک اکسیډریشن، پتلی بفر پرت اکسیډریشن، یا د اکسیډریشن پیل کولو او د موټ بفر پرت اکسیډریشن په جریان کې د اکسیډریشن پای ته رسولو لپاره.
(۲)د لوند اکسیجن اکسیډریشن پروسه: د اوبو بخار په مستقیم ډول په اکسیجن کې لیږدول کیدی شي، یا دا د هایدروجن او اکسیجن د عکس العمل په واسطه ترلاسه کیدی شي. د اکسیجن کچه د هایدروجن یا د اوبو بخار د جزوی فشار تناسب اکسیجن سره تنظیم کولو سره بدلیدلی شي.
په یاد ولرئ چې د خوندیتوب ډاډ ترلاسه کولو لپاره، د هایدروجن او اکسیجن تناسب باید د 1.88: 1 څخه زیات نه وي. د لوند اکسیجن اکسایډیشن د عکس العمل په ګاز کې د اکسیجن او اوبو بخار دواړو شتون له امله دی، او د اوبو بخار به په لوړه تودوخه کې هایدروجن اکسایډ (HO) ته واړوي.
په سیلیکون اکسایډ کې د هایدروجن اکسایډ د خپریدو کچه د اکسیجن په پرتله خورا ګړندۍ ده ، نو د لندبل اکسیجن اکسیډریشن کچه د وچ اکسیجن اکسیجن نرخ څخه شاوخوا یو ترتیب لوړ دی.
(۳)د کلورین ډوپ شوي اکسیډیشن پروسه: د دودیز وچ اکسیجن اکسیجن او لوند اکسیجن اکسیډریشن سربیره ، کلورین ګاز ، لکه هایدروجن کلورایډ (HCl) ، ډیکلوروایتیلین DCE (C2H2Cl2) یا د هغې مشتقات په اکسیجن کې اضافه کیدی شي ترڅو د اکسیډریشن کچه او د اکساید پرت کیفیت ښه کړي. .
د اکسیډریشن د اندازې د زیاتوالي اصلي لامل دا دی چې کله کلورین د اکسیډریشن لپاره اضافه کیږي، نه یوازې دا چې عکس العمل د اوبو بخار لري چې کولی شي اکسیډریشن ګړندی کړي، بلکې کلورین هم د Si او SiO2 تر مینځ انټرفیس ته نږدې راټولیږي. د اکسیجن په شتون کې، کلوروسیلیکون مرکبات په اسانۍ سره په سیلیکون اکسایډ بدلیږي، کوم چې کولی شي اکسیډریشن کټالیز کړي.
د اکسایډ پرت د کیفیت د ښه والي اصلي دلیل دا دی چې د اکسایډ پرت کې د کلورین اتومونه کولی شي د سوډیم ایون فعالیت پاک کړي، په دې توګه د تجهیزاتو او د خامو موادو پروسس د سوډیم آئن ککړتیا لخوا معرفي شوي اکسیډریشن نیمګړتیاوې کموي. له همدې امله، د کلورین ډوپینګ په ډیری وچو اکسیجن اکسیډریشن پروسو کې دخیل دی.
2.2 د خپریدو پروسه
دودیز خپراوي د لوړ غلظت له ساحو څخه د ټیټ غلظت ساحو ته د موادو لیږد ته اشاره کوي تر هغه چې دوی په مساوي ډول توزیع شوي وي. د خپریدو پروسه د Fick قانون تعقیبوي. خپریدل د دوو یا ډیرو موادو ترمنځ واقع کیدی شي، او د مختلفو ساحو تر مینځ د تودوخې او تودوخې توپیرونه د موادو ویش د یو مساوي توازن حالت ته هڅوي.
د سیمیکمډکټر موادو یو له خورا مهم ملکیتونو څخه دا دی چې د دوی چلونکي د مختلف ډولونو یا ډوپینټ غلظت اضافه کولو سره تنظیم کیدی شي. په مدغم سرکټ تولید کې، دا پروسه معمولا د ډوپینګ یا خپریدو پروسو له لارې ترلاسه کیږي.
د ډیزاین اهدافو پورې اړه لري، سیمیکمډکټر مواد لکه سیلیکون، جرمینیم یا III-V مرکبات کولی شي دوه مختلف سیمیکمډکټر ملکیتونه ترلاسه کړي، N-type یا P-type، د ډونر ناپاکۍ یا د منلو وړ ناپاکۍ سره د ډوپ کولو له لارې.
د سیمیکمډکټر ډوپینګ په عمده ډول د دوه میتودونو له لارې ترسره کیږي: خپریدل یا د آیون امپلانټیشن، هر یو د خپلو ځانګړتیاو سره:
د ډیفیوژن ډوپینګ لږ ګران دی، مګر د ډوپینګ موادو غلظت او ژوروالی په دقیق ډول نشي کنټرول کیدی؛
پداسې حال کې چې د آیون امپلانټیشن نسبتا ګران دی، دا د ډاپینټ غلظت پروفایلونو دقیق کنټرول ته اجازه ورکوي.
د 1970 لسیزې دمخه، د مدغم سرکټ ګرافیک ځانګړتیا اندازه د 10μm په ترتیب کې وه، او دودیز حرارتي خپریدو ټیکنالوژي عموما د ډوپینګ لپاره کارول کیده.
د خپریدو پروسه په عمده توګه د سیمیکمډکټر موادو ترمیم لپاره کارول کیږي. د سیمی کنډکټر موادو ته د مختلف موادو په توزیع کولو سره ، د دوی چلونکي او نور فزیکي ملکیتونه بدل کیدی شي.
د بېلګې په توګه، په سیلیکون کې د درې اړخیز عنصر بورون په ویشلو سره، د P ډوله سیمیکمډکټر جوړیږي. د پینټاولینټ عناصرو فاسفورس یا ارسنیک ډوپینګ کولو سره ، د N ډول سیمیکمډکټر رامینځته کیږي. کله چې یو P-ډول سیمیکمډکټر د ډیرو سوري سره د N-ډول سیمیکمډکټر سره د ډیرو الکترونونو سره اړیکه ونیسي، د PN جنکشن جوړیږي.
لکه څنګه چې د ځانګړتیاو اندازه کمیږي، د اسوټروپیک خپریدو پروسه د ډوپینټ لپاره دا ممکنه کوي چې د شیلډ اکسایډ پرت بل اړخ ته توزیع کړي، چې د نږدې سیمو ترمنځ شارټونه رامینځته کوي.
د ځینو ځانګړو استعمالونو پرته (لکه د اوږد مهاله خپریدو لپاره چې په مساوي ډول توزیع شوي لوړ ولټاژ مقاومت لرونکي ساحې رامینځته کړي) ، د خپریدو پروسه په تدریجي ډول د آیون امپلانټیشن لخوا بدله شوې.
په هرصورت، د 10nm څخه ښکته د ټیکنالوژۍ نسل کې، ځکه چې په درې اړخیزه فین فیلډ-اثر ټرانزیسټر (FinFET) وسیله کې د Fin اندازه خورا کوچنۍ ده، د آیون امپلانټیشن به د هغې کوچني جوړښت ته زیان ورسوي. د قوي سرچینې خپریدو پروسې کارول ممکن دا ستونزه حل کړي.
2.3 د تخریب پروسه
د انیل کولو پروسې ته د تودوخې انیلینګ هم ویل کیږي. پروسه د سیلیکون ویفر د یوې ټاکلې مودې لپاره د لوړې تودوخې چاپیریال کې ځای په ځای کول دي ترڅو د ځانګړي پروسې هدف ترلاسه کولو لپاره د سیلیکون ویفر په سطح یا دننه مایکرو جوړښت بدل کړي.
د انیل کولو په پروسه کې ترټولو مهم پیرامیټونه د تودوخې او وخت دي. هرڅومره چې د تودوخې درجه لوړه وي او وخت اوږد وي ، د تودوخې بودیجه لوړه وي.
د ریښتیني مدغم سرکټ تولید پروسې کې ، تودوخې بودیجه په کلکه کنټرول کیږي. که چیرې د پروسې جریان کې ډیری انیل کولو پروسې شتون ولري ، تودوخې بودیجه د ډیری تودوخې درملنې عالي موقعیت په توګه څرګند کیدی شي.
په هرصورت، د پروسې نوډونو کوچني کولو سره، په ټوله پروسه کې د منلو وړ تودوخې بودیجه کوچنۍ او کوچنۍ کیږي، دا د لوړ تودوخې حرارتي پروسې د تودوخې درجه ټیټه کیږي او وخت لنډ کیږي.
عموما، د انیل کولو پروسه د آئن امپلانټیشن، پتلی فلم ډیپوزیشن، د فلزي سیلیکایډ جوړښت او نورو پروسو سره یوځای کیږي. تر ټولو عام د ion implantation وروسته حرارتي annealing دی.
د آیون امپلانټیشن به د سبسټریټ اتومونو باندې تاثیر وکړي ، د دې لامل کیږي چې دوی د اصلي جالی جوړښت څخه جلا شي او د سبسټریټ جالی ته زیان ورسوي. حرارتي انیل کول کولی شي د آیون امپلانټیشن له امله رامینځته شوي جالیز زیان ترمیم کړي او همدارنګه کولی شي د امپلان شوي ناپاک اتومونه د جالیو تشو څخه د جالیو ځایونو ته حرکت وکړي ، پدې توګه دوی فعالوي.
د جالی د زیان د ترمیم لپاره اړین تودوخه شاوخوا 500 °C ده، او د ناپاکۍ فعالولو لپاره اړین تودوخه شاوخوا 950 °C ده. په تیوري کې، څومره چې د انیل کولو وخت اوږد وي او د تودوخې درجه لوړه وي، د ناپاکۍ د فعالیت کچه لوړه وي، مګر د تودوخې بودیجه خورا لوړه وي، د ناپاکۍ ډیر خپریدو لامل کیږي، دا پروسه غیر کنټرولوي او په نهایت کې د وسیلې او سرکټ فعالیت د تخریب لامل کیږي.
له همدې امله ، د تولید ټیکنالوژۍ پراختیا سره ، دودیز اوږدمهاله فرنس انیلینګ په تدریجي ډول د ګړندي حرارتي انیلینګ (RTA) لخوا ځای په ځای شوی.
د تولید په پروسه کې، ځینې ځانګړي فلمونه باید د زیرمه کولو وروسته د تودوخې انیل کولو پروسې څخه تیریږي ترڅو د فلم ځینې فزیکي یا کیمیاوي ملکیتونه بدل کړي. د بېلګې په توګه، یو لوز فلم ګنده کیږي، د وچ یا لوند ایچنګ کچه بدلوي؛
یو بل عام کارول کیږي د انیل کولو پروسه د فلزي سیلیکایډ جوړولو په وخت کې پیښیږي. فلزي فلمونه لکه کوبالټ، نکل، ټایټانیوم او نور د سیلیکون ویفر په سطحه توییږي، او په نسبتا ټیټ حرارت کې د چټک تودوخې انیل کولو وروسته، فلز او سیلیکون کولی شي یو مصر جوړ کړي.
ځینې فلزات د مختلف تودوخې شرایطو لاندې مختلف مصري پړاوونه جوړوي. عموما، دا تمه کیږي چې د پروسې په جریان کې د ټیټ تماس مقاومت او د بدن مقاومت سره د الماس مرحله جوړه کړي.
د مختلف حرارتي بودیجې اړتیاو سره سم، د انیل کولو پروسه د لوړې تودوخې فرنس انیلینګ او ګړندي حرارتي انیلینګ ویشل شوې.
- د لوړ حرارت فرنس ټیوب اینیلینګ:
دا د لوړې تودوخې ، اوږد انیل کولو وخت او لوړې بودیجې سره د انیل کولو دودیز میتود دی.
په ځینو ځانګړو پروسو کې، لکه د SOI سبسټریټ چمتو کولو لپاره د اکسیجن انجیکشن جلا کولو ټیکنالوژي او د ژورې څاه خپریدو پروسو کې ، دا په پراخه کچه کارول کیږي. دا ډول پروسې عموما لوړې تودوخې بودیجې ته اړتیا لري ترڅو د کامل جال یا یونیفورم ناپاک توزیع ترلاسه کړي.
- ګړندی حرارتی انیل کول:
دا د سیلیکون ویفرونو پروسس کولو پروسه ده چې د خورا ګړندي تودوخې / یخولو او په نښه شوي تودوخې کې د لنډ استوګنې له لارې ، ځینې وختونه د چټک حرارتي پروسس کولو (RTP) په نوم هم یادیږي.
د الټرا-سلو جنکشنونو رامینځته کولو په پروسه کې ، ګړندي حرارتي انیل کول د جال عیب ترمیم ، ناپاکۍ فعالولو ، او د ناپاکۍ خپریدو کمولو ترمینځ موافقت اصلاح ترلاسه کوي ، او د پرمختللي ټیکنالوژۍ نوډونو تولید پروسې کې لازمي دي.
د تودوخې د لوړیدو/زوال بهیر او په ټاکلي تودوخه کې لنډ پاتې کیدل یوځای د ګړندي حرارتي انیل کولو حرارتي بودیجه تشکیلوي.
دودیز ګړندی تودوخې اینیلینګ شاوخوا 1000 ° C تودوخه لري او څو ثانیې وخت نیسي. په وروستي کلونو کې، د چټک حرارتي انیلینګ اړتیاوې په زیاتیدونکې توګه سختې شوې، او د فلش انیلینګ، سپیک اینیلینګ، او لیزر انیلینګ په تدریجي ډول وده کړې، د انیل کولو وخت ملی ثانیو ته رسي، او حتی د مایکرو ثانیو او فرعي مایکرو ثانیو په لور وده کوي.
3 . درې د تودوخې پروسې تجهیزات
3.1 د خپریدو او اکسیډیشن تجهیزات
د خپریدو پروسه په عمده توګه د لوړې تودوخې (معمولا 900-1200 ℃) شرایطو لاندې د تودوخې خپریدو اصول کاروي ترڅو ناپاک عناصر په اړین ژور کې د سیلیکون سبسټریټ کې شامل کړي ترڅو دا د ځانګړي غلظت توزیع ورکړي ، ترڅو د بریښنایی ملکیتونو بدلولو لپاره. مواد او د سیمی کنډکټر وسیله جوړښت جوړوي.
د سیلیکون انټیګریټ سرکټ ټیکنالوژۍ کې ، د خپریدو پروسه د PN جنکشنونو یا اجزاو رامینځته کولو لپاره کارول کیږي لکه مقاومت کونکي ، کیپیسیټرونه ، یو له بل سره وصل شوي تارونه ، ډایډونه او ټرانزیسټرونه په مدغم سرکیټونو کې ، او د اجزاو ترمینځ د جلا کولو لپاره هم کارول کیږي.
د ډوپینګ غلظت د توزیع په دقیق ډول کنټرول کولو کې د ناتوانۍ له امله ، د توزیع پروسه په تدریجي ډول د 200 ملی میتر او پورته ویفر قطر سره د مدغم سرکیټونو په جوړولو کې د آیون امپلانټیشن ډوپینګ پروسې لخوا بدله شوې ، مګر یو لږ مقدار لاهم په درندو کې کارول کیږي. د ډوپینګ پروسې
دودیز توزیع تجهیزات په عمده توګه افقی توزیع فرنسونه دي، او د عمودی خپریدو فرنسونو لږ شمیر هم شتون لري.
د افقی خپریدو فرنس:
دا د تودوخې درملنې تجهیزات دي چې په پراخه کچه د 200mm څخه کم ویفر قطر سره د مدغم سرکیټونو د خپریدو پروسې کې کارول کیږي. د دې ځانګړتیاوې دا دي چې د تودوخې فرنس باډي، د عکس العمل ټیوب او کوارټز کښتۍ چې ویفرونه لیږدوي ټول په افقی ډول ځای پرځای شوي، نو دا د ویفرونو ترمنځ د ښه یووالي پروسې ځانګړتیاوې لري.
دا نه یوازې د مدغم سرکټ تولید لاین کې یو له مهم مخکښې پای تجهیزاتو څخه دی ، بلکه په پراخه کچه په صنعتونو کې د خپریدو ، اکسیډیشن ، اینیلینګ ، اللوینګ او نورو پروسو کې کارول کیږي لکه جلا وسیلې ، بریښنایی بریښنایی وسیلې ، آپټو الیکترونیک وسایل او نظری فایبر. .
عمودی توزیع کوره:
په عموم ډول د تودوخې درملنې تجهیزاتو ته اشاره کوي چې د 200mm او 300mm قطر سره د ویفرونو لپاره د مدغم سرکټ پروسې کې کارول کیږي ، چې معمولا د عمودی فرنس په نوم پیژندل کیږي.
د عمودی توزیع فرنس ساختماني ځانګړتیاوې دا دي چې د تودوخې فرنس بدن، د عکس العمل ټیوب او کوارټز کښتۍ چې ویفر لیږدوي ټول په عمودي توګه ځای پرځای شوي، او ویفر په افقی ډول ځای پرځای شوي. دا د ویفر دننه د ښه یووالي ځانګړتیاوې لري، د لوړې درجې اتوماتیک، او د ثابت سیسټم فعالیت، کوم چې کولی شي د لوی پیمانه مدغم سرکټ تولید لینونو اړتیاوې پوره کړي.
د عمودی توزیع فرنس د سیمی کنډکټر مدغم سرکټ تولید لاین کې یو له مهم تجهیزاتو څخه دی او معمولا د بریښنا بریښنایی وسیلو (IGBT) او داسې نورو برخو کې اړوندو پروسو کې هم کارول کیږي.
عمودی توزیع فرنس د اکسیډیشن پروسو لپاره د تطبیق وړ دی لکه د وچ اکسیجن اکسیډریشن، د هایدروجن-اکسیجن ترکیب اکسیډریشن، سیلیکون اکسینایټریډ اکسیډریشن، او د پتلی فلم وده پروسو لکه سیلیکون ډای اکسایډ، پولیسیلیکون، سیلیکون نایټرایډ (Siion4Mic پرت)، او ډیپوزیټ پرت.
دا په عام ډول د لوړې تودوخې انیل کولو ، د مسو انیل کولو او الیاینګ پروسو کې هم کارول کیږي. د توزیع پروسې په شرایطو کې، عمودی توزیع فرنسونه کله ناکله د درنو ډوپینګ پروسو کې هم کارول کیږي.
3.2 د چټک انیل کولو تجهیزات
د چټک حرارتي پروسس کولو (RTP) تجهیزات د واحد ویفر تودوخې درملنې تجهیزات دي چې کولی شي په چټکۍ سره د ویفر تودوخه د پروسې لخوا اړین تودوخې ته لوړه کړي (200-1300 ° C) او کولی شي په چټکۍ سره یخ کړي. د تودوخې / یخولو نرخ عموما 20-250 ° C/s دی.
د انرژي سرچینو پراخه لړۍ او د انیل کولو وخت سربیره ، RTP تجهیزات د پروسې نور عالي فعالیت هم لري ، لکه د تودوخې عالي بودیجې کنټرول او د سطحي یوشان والي (په ځانګړي توګه د لوی اندازې ویفرونو لپاره) ، د ویفر زیان ترمیم کول چې د آیون امپلانټیشن له امله رامینځته شوي ، او ډیری خونې کولی شي په ورته وخت کې مختلف پروسې مرحلې پرمخ بوځي.
برسېره پردې، د RTP تجهیزات کولی شي په انعطاف او چټکۍ سره د پروسې ګازونه بدل او تنظیم کړي، ترڅو د تودوخې درملنې ډیری پروسې په ورته تودوخې درملنې پروسې کې بشپړې شي.
د RTP تجهیزات په عام ډول د ګړندي حرارتي انیل کولو (RTA) کې کارول کیږي. د آیون امپلانټیشن وروسته ، RTP تجهیزاتو ته اړتیا ده ترڅو د آیون امپلانټیشن له امله رامینځته شوي زیان ترمیم کړي ، ډوپ شوي پروتونونه فعال کړي او په مؤثره توګه د ناپاکۍ خپریدو مخه ونیسي.
په عموم کې، د جالیو نیمګړتیاوو د ترمیم لپاره د تودوخې درجه شاوخوا 500 ° C ده، پداسې حال کې چې 950 ° C د ډپ شوي اتومونو د فعالولو لپاره اړین دی. د ناپاکۍ فعالول د وخت او تودوخې پورې اړه لري. هرڅومره چې وخت اوږد وي او د تودوخې درجه لوړه وي ، هومره ناپاکۍ په بشپړ ډول فعالیږي ، مګر دا د ناپاکۍ د خپریدو مخنیوي لپاره مناسب ندي.
ځکه چې د RTP تجهیزات د تودوخې د ګړندۍ لوړیدو / راټیټیدو او لنډې مودې ځانګړتیاوې لري، د ایون امپلانټیشن وروسته د انیل کولو پروسه کولی شي د جال عیب ترمیم ، ناپاکۍ فعالولو او د ناپاکۍ خپریدو مخنیوی تر مینځ غوره پیرامیټر انتخاب ترلاسه کړي.
RTA په عمده توګه په لاندې څلورو کټګوریو ویشل شوی دی:
(1)سپیک اینیلینګ
د دې ځانګړتیا دا ده چې دا د ګړندي تودوخې / یخولو پروسې تمرکز کوي ، مګر اساسا د تودوخې ساتنې پروسه نلري. سپیک اینیلینګ د ډیر لنډ وخت لپاره د تودوخې په لوړه نقطه کې پاتې کیږي، او اصلي دنده یې د ډوپینګ عناصرو فعالول دي.
په ریښتیني غوښتنلیکونو کې ، ویفر د تودوخې ټاکلې مستحکم سټنډرډ نقطې څخه په چټکۍ سره تودوخه پیل کوي او د تودوخې هدف ته رسیدو وروسته سمدلاسه یخ کیږي.
څرنګه چې په نښه شوي تودوخې نقطه کې د ساتنې وخت (د بیلګې په توګه، د تودوخې د تودوخې لوړ ټکی) خورا لنډ دی، د انیل کولو پروسه کولی شي د ناپاکۍ د فعالیت درجه لوړه کړي او د ناپاکۍ خپریدو کچه کمه کړي، پداسې حال کې چې د ښه نیمګړتیا د ترمیم ځانګړتیاوې لري، چې په پایله کې لوړ وي. د اړیکو کیفیت او د ټیټ لیکج جریان.
د سپیک اینیلینګ په پراخه کچه د 65nm وروسته د الټرا-شلو جنکشن پروسو کې کارول کیږي. د سپیک انیل کولو پروسې پیرامیټرې په عمده ډول د تودوخې درجه، د استوګنې وخت، د تودوخې توپیر او د پروسې وروسته د ویفر مقاومت شامل دي.
څومره چې د استوګنې وخت لنډ وي، ښه. دا په عمده توګه د تودوخې کنټرول سیسټم د تودوخې / یخولو نرخ پورې اړه لري، مګر د ټاکل شوي پروسې ګاز فضا ځینې وختونه په دې باندې یو څه اغیزه هم لري.
د مثال په توګه، هیلیم یو کوچنی اټومي حجم او د چټک خپریدو کچه لري، کوم چې د ګړندي او یونیفورم تودوخې لیږد لپاره مناسب دی او کولی شي د لوړ عرض یا لوړ استوګنې وخت کم کړي. له همدې امله، هیلیم ځینې وختونه د تودوخې او یخولو سره د مرستې لپاره غوره کیږي.
(۲)د څراغ annealing
د څراغ انیل کولو ټیکنالوژي په پراخه کچه کارول کیږي. د هالوجن څراغونه عموما د ګړندي انیل کولو تودوخې سرچینې په توګه کارول کیږي. د دوی لوړ تودوخې / یخولو نرخونه او د تودوخې دقیق کنټرول کولی شي د 65nm څخه پورته د تولید پروسې اړتیاوې پوره کړي.
په هرصورت، دا نشي کولی په بشپړه توګه د 45nm پروسې سختې اړتیاوې پوره کړي (د 45nm پروسې وروسته، کله چې د منطق LSI نکل سیلیکون اړیکه واقع شي، ویفر باید په چټکۍ سره د 200 ° C څخه تر 1000 ° C پورې په ملی ثانیو کې ګرم شي، نو د لیزر انیلینګ عموما اړین دی).
(۳)لیزر انیل کول
د لیزر انیل کول د لیزر کارولو پروسه ده چې د ویفر د سطحې تودوخې په چټکۍ سره لوړ کړي تر هغه چې دا د سیلیکون کرسټال ماتولو لپاره کافي وي، دا خورا فعالوي.
د لیزر اینیلینګ ګټې خورا ګړندي تودوخې او حساس کنټرول دي. دا د فلیمینټ تودوخې ته اړتیا نلري او اساسا د تودوخې وقفې او د فلیمینټ ژوند سره کومه ستونزه شتون نلري.
په هرصورت، د تخنیکي نظر څخه، د لیزر انیلینګ د لیکو اوسني او د پاتې شونو نیمګړتیا ستونزې لري، کوم چې به د وسیلې فعالیت باندې یو څه اغیزه ولري.
(۴)فلش انیلینګ
فلش اینیلینګ د انیل کولو ټیکنالوژي ده چې د لوړ شدت وړانګو څخه کار اخلي ترڅو په ځانګړي تودوخې تودوخې کې په ویفرونو کې د سپیک انیلینګ ترسره کولو لپاره.
ویفر مخکې له 600-800 درجې سانتي ګراد ته تودوخه کیږي، او بیا د لوړ شدت وړانګو د لنډ وخت د نبض شعاع لپاره کارول کیږي. کله چې د ویفر لوړ تودوخې د اړتیا وړ انیل کولو تودوخې ته ورسیږي ، وړانګې سمدلاسه بندیږي.
د RTP تجهیزات په زیاتیدونکي توګه په پرمختللي مدغم سرکټ تولید کې کارول کیږي.
د RTA پروسو کې د پراخه کارولو سربیره ، د RTP تجهیزات د ګړندي تودوخې اکسیډریشن ، ګړندي حرارتي نایټریډیشن ، ګړندي تودوخې خپریدو ، ګړندي کیمیاوي بخاراتو زیرمه کولو ، او همدارنګه د فلزي سیلیسایډ تولید او اپیټیکسیل پروسو کې کارول پیل شوي.
—————————————————————————————————————————————————————————— ——
سیمیسیرا کولی شي چمتو کړيد ګرافیت برخې,نرم / سخت احساس,د سیلیکون کاربایډ برخې,د CVD سیلیکون کاربایډ برخې، اوSiC/TaC لیپت شوي برخېپه 30 ورځو کې د بشپړ سیمیکمډکټر پروسې سره.
که تاسو د پورته سیمیکمډکټر محصولاتو سره علاقه لرئ،مهرباني وکړئ په لومړي ځل له موږ سره اړیکه ونیسئ.
ټیلیفون: +86-13373889683
واټساپ: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
د پوسټ وخت: اګست-27-2024