Введение

Быстро нагревает полупроводниковые пластины до высоких температур. Быстрая термическая обработка (RTP) — это технологический процесс в производстве полупроводников, при котором кремниевые пластины нагреваются до температур, превышающих 1000 °C, в течение не более нескольких секунд. Во время охлаждения температуру пластины необходимо снижать медленно, чтобы предотвратить образование дислокаций и разрушение пластины из-за теплового шока. Такие высокие скорости нагрева обычно достигаются с помощью ламп или лазеров высокой интенсивности. Эти процессы используются в широком спектре применений в производстве полупроводников, включая активацию примесей, термическое окисление, плавление металла и химическое осаждение из газовой фазы.

Контроль температуры

Одной из ключевых проблем при быстром термическом воздействии является точное измерение и контроль температуры подложки. Мониторинг окружающей среды с помощью термопары стал возможен лишь недавно, поскольку высокие скорости нагрева не позволяют подложке достичь теплового равновесия с технологической камерой. Один из способов контроля температуры предполагает использование пирометрии in situ для осуществления управления в реальном времени. Также применяется для плавления железа в целях сварки.

Быстрое тепловое отжигание

Быстрое термическое отжигание (RTA) в быстром термическом процессе – это технология, используемая при производстве полупроводниковых приборов, заключающаяся в нагреве одной пластины за раз для изменения её электрических свойств. Различные режимы термической обработки разрабатываются для достижения конкретных эффектов. Пластины нагревают для активации легирующих примесей, изменения интерфейсов «пленка-пленка» или «пленка-подложка», уплотнения осажденных пленок, модификации состояний выращенных пленок, восстановления повреждений, вызванных ионной имплантацией, перемещения легирующих примесей или внедрения их из одной пленки в другую или из пленки в подложку. Быстрое термическое отжигание выполняется на оборудовании, нагревающем одну пластину за раз с использованием нагревателей на основе ламп, горячей платформы или горячей пластины, к которой подносится пластина. В отличие от отжига в печи, этот процесс имеет небольшую продолжительность, обрабатывая каждую пластину в течение нескольких минут. Для достижения короткого времени отжига и высокой производительности приходится идти на компромиссы в отношении температуры и однородности процесса, точности измерения и контроля температуры, а также напряжений в пластине. Технология, подобная RTP, нашла применение в другой быстро развивающейся области – производстве солнечных элементов. Технология, при которой полупроводниковый образец нагревается за счет поглощения оптического излучения, стала применяться на многих этапах производства солнечных элементов, включая диффузию фосфора для формирования N/P-перехода и улавливания примесей, диффузию водорода для пассивации примесей и дефектов, а также формирование контактных слоев, наносимых трафаретной печатью с использованием Ag-пасты для переднего контакта и Al-пасты для заднего контакта.