Быстрая термическая обработка ( RTP ) - это процесс производства полупроводников, при котором кремниевые пластины нагреваются до высоких температур (более 1000 ° C) в течение нескольких секунд или меньше. Однако во время охлаждения температура пластины должна снижаться медленно, чтобы предотвратить дислокации и поломку пластины из-за теплового удара. Такие быстрые скорости нагрева часто достигаются лампами высокой интенсивности или лазерами. Эти процессы используются для широкого спектра применений в производстве полупроводников, включая активацию легирующих примесей , термическое окисление , оплавление металла и химическое осаждение из паровой фазы. [1]
Контроль температуры
Одной из ключевых задач быстрой термической обработки является точное измерение и контроль температуры пластины. Контроль окружающей среды с помощью термопары стал возможен только недавно, поскольку высокие скорости линейного изменения температуры не позволяют пластине прийти в тепловое равновесие с технологической камерой. Одна из стратегий контроля температуры включает в себя пирометрию на месте для осуществления контроля в реальном времени. Используется для плавки чугуна в сварочных целях.
Быстрый термический отжиг
Быстрый термический отжиг (RTA) - это разновидность быстрой термической обработки. Это процесс, используемый при производстве полупроводниковых устройств, который заключается в нагревании одной пластины за раз, чтобы повлиять на ее электрические свойства. Уникальные термообработки рассчитаны на разные эффекты. Пластины можно нагревать, чтобы активировать легирующие добавки , изменить границы раздела пленка-пленка или пленка-подложка, уплотнить осажденные пленки, изменить состояние выращенных пленок, восстановить повреждения от ионной имплантации , перемещать легирующие добавки или перемещать легирующие добавки из одной пленки в другой или из пленки в подложку пластины.
Быстрые термические отжиги выполняются с помощью оборудования, которое нагревает одну пластину за раз, используя либо ламповый нагрев, либо горячий патрон, либо горячую пластину, к которой подносят пластину. В отличие от печных отжигов они непродолжительны, каждая пластина обрабатывается за несколько минут.
Чтобы добиться короткого времени отжига и высокой производительности, жертвуют температурой и однородностью процесса, измерением и контролем температуры, а также напряжением пластины.
В последнее время обработка, подобная RTP, нашла применение в другой быстро развивающейся области - производстве солнечных элементов. Обработка, подобная RTP, при которой повышение температуры образца полупроводника происходит за счет поглощения оптического потока, теперь используется для множества этапов изготовления солнечных элементов, включая диффузию фосфора для образования N / P-перехода и геттерирование примесей. диффузия водорода для пассивации примесей и дефектов и формирование контактов с трафаретной печатью с использованием Ag-чернил для передних и Al-чернил для задних контактов соответственно.
Рекомендации
- ↑ Доктор Линн Фуллер (27 марта 2010 г.). «Быстрая термическая обработка (RTP)» (PDF) .