การหลอมด้วยความร้อนคืออะไร

กระบวนการหลอมหรือที่เรียกว่าการหลอมด้วยความร้อนเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของวัสดุโดยการนำเวเฟอร์ซิลิคอนไปสัมผัสกับอุณหภูมิสูง เป้าหมายหลักของการหลอมคือการซ่อมแซมความเสียหายของโครงตาข่าย กระตุ้นสารเจือปน ปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของฟิล์ม และสร้างซิลิไซด์ของโลหะ อุปกรณ์ทั่วไปหลายชิ้นที่ใช้ในกระบวนการหลอมรวมถึงชิ้นส่วนเคลือบ SiC ที่ปรับแต่งเอง เช่นสัปเหร่อ, ครอบคลุมฯลฯ จัดทำโดย Semicorex

หลักการพื้นฐานของกระบวนการหลอม

หลักการพื้นฐานของกระบวนการหลอมคือการใช้พลังงานความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อจัดเรียงอะตอมภายในวัสดุใหม่ ดังนั้นจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีที่เฉพาะเจาะจง ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับประเด็นต่อไปนี้:

1. การซ่อมแซมความเสียหายขัดแตะ:

  - การฝังไอออน: ไอออนพลังงานสูงจะโจมตีแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในระหว่างการฝังไอออน ทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างขัดแตะและสร้างพื้นที่อสัณฐาน

  - การซ่อมแซมการหลอม: ที่อุณหภูมิสูง อะตอมภายในพื้นที่อสัณฐานจะถูกจัดเรียงใหม่เพื่อคืนลำดับโครงตาข่าย โดยทั่วไปกระบวนการนี้ต้องใช้ช่วงอุณหภูมิประมาณ 500°C

2. การเปิดใช้งานสิ่งเจือปน:

  - การโยกย้ายของสารเจือปน: อะตอมของสิ่งเจือปนที่ถูกฉีดในระหว่างกระบวนการหลอมจะย้ายจากตำแหน่งคั่นกลางไปยังตำแหน่งขัดแตะ ทำให้เกิดการเติมอย่างมีประสิทธิภาพ

  - อุณหภูมิการเปิดใช้งาน: โดยทั่วไปการเปิดใช้งานสิ่งเจือปนต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าประมาณ 950°C อุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลให้อัตราการเปิดใช้งานของสิ่งเจือปนมากขึ้น แต่อุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดการแพร่กระจายของสิ่งเจือปนมากเกินไป ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์

3. การดัดแปลงภาพยนตร์:

  - การทำให้หนาแน่นขึ้น: การหลอมสามารถทำให้ฟิล์มที่หลุดร่อนมีความหนาแน่นขึ้น และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของฟิล์มในระหว่างการกัดแบบแห้งหรือเปียก

  - ไดอิเล็กทริกเกต High-k: การหลอมหลังการสะสม (PDA) หลังจากการเติบโตของไดอิเล็กทริกเกต high-k สามารถเพิ่มคุณสมบัติไดอิเล็กทริก ลดกระแสรั่วไหลของเกต และเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กทริก

4. การก่อตัวของโลหะซิลิไซด์:

  - เฟสโลหะผสม: ฟิล์มโลหะ (เช่น โคบอลต์ นิกเกิล และไทเทเนียม) ทำปฏิกิริยากับซิลิคอนเพื่อสร้างโลหะผสม สภาวะอุณหภูมิการหลอมที่แตกต่างกันทำให้เกิดเฟสโลหะผสมต่างๆ

  - การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน: ด้วยการควบคุมอุณหภูมิและเวลาในการหลอม ทำให้เฟสโลหะผสมที่มีความต้านทานการสัมผัสและความต้านทานของร่างกายต่ำสามารถทำได้

กระบวนการหลอมประเภทต่างๆ

1. การหลอมด้วยเตาอุณหภูมิสูง:

คุณสมบัติ: วิธีการอบอ่อนแบบดั้งเดิมที่มีอุณหภูมิสูง (ปกติมากกว่า 1,000°C) และใช้เวลาอบนาน (หลายชั่วโมง)

การใช้งาน: เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการงบประมาณด้านความร้อนสูง เช่น การเตรียมซับสเตรต SOI และการแพร่กระจาย n-well แบบลึก

2. การหลอมด้วยความร้อนอย่างรวดเร็ว (ททท-

คุณสมบัติ: ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะของการทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็ว การหลอมสามารถเสร็จสิ้นได้ในเวลาอันสั้น โดยปกติจะอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ 1,000°C ในเวลาไม่กี่วินาที

การใช้งาน: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการก่อตัวของทางแยกที่ตื้นเป็นพิเศษ สามารถลดการแพร่กระจายของสิ่งสกปรกที่มากเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการผลิตโหนดขั้นสูง

3. การหลอมหลอดไฟแฟลช (FLA):

คุณสมบัติ: ใช้ไฟแฟลชความเข้มสูงเพื่อให้ความร้อนแก่พื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนในเวลาอันสั้นมาก (มิลลิวินาที) เพื่อให้เกิดการหลอมอย่างรวดเร็ว

การใช้งาน: เหมาะสำหรับการเปิดใช้งานการเติมสารเจือปนแบบตื้นพิเศษที่มีความกว้างของเส้นต่ำกว่า 20 นาโนเมตร ซึ่งสามารถลดการแพร่กระจายของสิ่งเจือปนให้เหลือน้อยที่สุดในขณะที่ยังคงอัตราการเปิดใช้งานของสิ่งเจือปนสูง

4. การหลอมด้วยเลเซอร์สไปค์ (LSA):

คุณสมบัติ: ใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์เพื่อให้ความร้อนแก่พื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนในเวลาอันสั้นมาก (ไมโครวินาที) เพื่อให้เกิดการหลอมเฉพาะที่และมีความแม่นยำสูง

การใช้งาน: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโหนดกระบวนการขั้นสูงที่ต้องการการควบคุมที่มีความแม่นยำสูง เช่น การผลิตอุปกรณ์ FinFET และอุปกรณ์ high-k/metal gate (HKMG)

Semicorex นำเสนอคุณภาพสูงชิ้นส่วนเคลือบ CVD SiC/TaCสำหรับการหลอมด้วยความร้อน หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com