સેમિકન્ડક્ટર પ્રોસેસ એન્ડ ઇક્વિપમેન્ટ（3/7）-હીટિંગ પ્રોસેસ અને ઇક્વિપમેન્ટ

1. વિહંગાવલોકન

હીટિંગ, જેને થર્મલ પ્રોસેસિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓનો સંદર્ભ આપે છે જે ઊંચા તાપમાને કામ કરે છે, સામાન્ય રીતે એલ્યુમિનિયમના ગલનબિંદુ કરતાં વધુ.

ગરમીની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-તાપમાનની ભઠ્ઠીમાં કરવામાં આવે છે અને તેમાં સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનમાં ક્રિસ્ટલ ખામીના સમારકામ માટે ઓક્સિડેશન, અશુદ્ધતા પ્રસરણ અને એનિલિંગ જેવી મુખ્ય પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.

ઓક્સિડેશન: તે એક પ્રક્રિયા છે જેમાં સિલિકોન વેફરને ઉચ્ચ-તાપમાનની ગરમીની સારવાર માટે ઓક્સિજન અથવા પાણીની વરાળ જેવા ઓક્સિડન્ટના વાતાવરણમાં મૂકવામાં આવે છે, જેના કારણે સિલિકોન વેફરની સપાટી પર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ઓક્સાઇડ ફિલ્મ બનાવે છે.

અશુદ્ધિ પ્રસરણ: પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓ અનુસાર સિલિકોન સબસ્ટ્રેટમાં અશુદ્ધતા તત્વોને દાખલ કરવા માટે ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં થર્મલ પ્રસરણ સિદ્ધાંતોના ઉપયોગનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેથી તે ચોક્કસ સાંદ્રતા વિતરણ ધરાવે છે, જેનાથી સિલિકોન સામગ્રીના વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે.

એનિલિંગ આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનને કારણે જાળીની ખામીને સુધારવા માટે આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછી સિલિકોન વેફરને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે.

ઓક્સિડેશન/ડિફ્યુઝન/એનીલિંગ માટે ત્રણ મૂળભૂત પ્રકારનાં સાધનોનો ઉપયોગ થાય છે:

• આડી ભઠ્ઠી;
• ઊભી ભઠ્ઠી;
• ઝડપી ગરમી ભઠ્ઠી: ઝડપી ગરમી સારવાર સાધનો

પરંપરાગત હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓ મુખ્યત્વે આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનને કારણે થતા નુકસાનને દૂર કરવા માટે લાંબા ગાળાની ઉચ્ચ-તાપમાન સારવારનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તેના ગેરફાયદામાં અપૂર્ણ ખામી દૂર કરવી અને રોપાયેલી અશુદ્ધિઓની ઓછી સક્રિયકરણ કાર્યક્ષમતા છે.

વધુમાં, ઉચ્ચ એનિલિંગ તાપમાન અને લાંબા સમયને કારણે, અશુદ્ધતા પુનઃવિતરણ થવાની સંભાવના છે, જેના કારણે મોટી માત્રામાં અશુદ્ધિઓ ફેલાય છે અને છીછરા જંકશન અને સાંકડી અશુદ્ધતા વિતરણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.

રેપિડ થર્મલ પ્રોસેસિંગ (RTP) સાધનોનો ઉપયોગ કરીને આયન-ઇમ્પ્લાન્ટેડ વેફરનું ઝડપી થર્મલ એન્નીલિંગ એ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પદ્ધતિ છે જે ખૂબ જ ટૂંકા સમયમાં ચોક્કસ તાપમાન (સામાન્ય રીતે 400-1300 °C) સુધી સમગ્ર વેફરને ગરમ કરે છે.

ફર્નેસ હીટિંગ એનિલિંગની તુલનામાં, તેમાં ઓછા થર્મલ બજેટ, ડોપિંગ વિસ્તારમાં અશુદ્ધતાની હલનચલનની નાની શ્રેણી, ઓછું પ્રદૂષણ અને ટૂંકા પ્રોસેસિંગ સમયના ફાયદા છે.

ઝડપી થર્મલ એનેલીંગ પ્રક્રિયા વિવિધ ઉર્જા સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરી શકે છે, અને એનેલીંગ સમયની શ્રેણી ખૂબ જ વિશાળ છે (100 થી 10-9 સે, જેમ કે લેમ્પ એનેલીંગ, લેસર એનેલીંગ વગેરે). તે અશુદ્ધિ પુનઃવિતરણને અસરકારક રીતે દબાવીને અશુદ્ધિઓને સંપૂર્ણપણે સક્રિય કરી શકે છે. હાલમાં તે 200mm કરતા વધુ વેફર વ્યાસ સાથે હાઇ-એન્ડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

2. બીજી ગરમી પ્રક્રિયા

2.1 ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા

ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, સિલિકોન ઓક્સાઇડ ફિલ્મો બનાવવા માટે બે પદ્ધતિઓ છે: થર્મલ ઓક્સિડેશન અને ડિપોઝિશન.

ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા થર્મલ ઓક્સિડેશન દ્વારા સિલિકોન વેફરની સપાટી પર SiO2 બનાવવાની પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે. થર્મલ ઓક્સિડેશન દ્વારા રચાયેલી SiO2 ફિલ્મ તેના શ્રેષ્ઠ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયાની શક્યતાને કારણે એકીકૃત સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

તેની સૌથી મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશનો નીચે મુજબ છે:

• સ્ક્રેચેસ અને દૂષણથી ઉપકરણોને સુરક્ષિત કરો;
• ચાર્જ કરેલ વાહકો (સપાટીના નિષ્ક્રિયકરણ) ના ક્ષેત્ર અલગતાને મર્યાદિત કરવી;
• ગેટ ઓક્સાઇડ અથવા સ્ટોરેજ સેલ સ્ટ્રક્ચર્સમાં ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી;
• ડોપિંગમાં ઇમ્પ્લાન્ટ માસ્કિંગ;
• મેટલ વાહક સ્તરો વચ્ચે એક ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર.

(1)ઉપકરણ રક્ષણ અને અલગતા

વેફર (સિલિકોન વેફર) ની સપાટી પર ઉગાડવામાં આવેલ SiO2 સિલિકોનની અંદર સંવેદનશીલ ઉપકરણોને અલગ કરવા અને સુરક્ષિત કરવા માટે અસરકારક અવરોધ સ્તર તરીકે સેવા આપી શકે છે.

કારણ કે SiO2 એ સખત અને બિન-છિદ્રાળુ (ગાઢ) સામગ્રી છે, તેનો ઉપયોગ સિલિકોન સપાટી પર સક્રિય ઉપકરણોને અસરકારક રીતે અલગ કરવા માટે થઈ શકે છે. સખત SiO2 સ્તર સિલિકોન વેફરને સ્ક્રેચ અને નુકસાનથી સુરક્ષિત કરશે જે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન થઈ શકે છે.

(2)સપાટીનું નિષ્ક્રિયકરણ

સપાટીનું નિષ્ક્રિયકરણ થર્મલી રીતે ઉગાડવામાં આવેલ SiO2 નો મુખ્ય ફાયદો એ છે કે તે તેના ઝૂલતા બોન્ડને મર્યાદિત કરીને સિલિકોનની સપાટીની સ્થિતિ ઘનતાને ઘટાડી શકે છે, જે સપાટીના નિષ્ક્રિયકરણ તરીકે ઓળખાય છે.

તે વિદ્યુત અધોગતિને અટકાવે છે અને ભેજ, આયનો અથવા અન્ય બાહ્ય દૂષકોને કારણે લિકેજ કરંટનો માર્ગ ઘટાડે છે. સખત SiO2 સ્તર Si ને સ્ક્રેચેસ અને પ્રક્રિયાના નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે જે પોસ્ટ-પ્રોડક્શન દરમિયાન થઈ શકે છે.

Si સપાટી પર ઉગાડવામાં આવેલ SiO2 સ્તર Si સપાટી પર વિદ્યુત સક્રિય દૂષણો (મોબાઇલ આયન દૂષણ)ને બાંધી શકે છે. જંકશન ઉપકરણોના લિકેજ પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા અને સ્થિર ગેટ ઓક્સાઇડ વધવા માટે પણ પેસિવેશન મહત્વપૂર્ણ છે.

ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પેસિવેશન લેયર તરીકે, ઓક્સાઇડ લેયરમાં ગુણવત્તાની આવશ્યકતાઓ હોય છે જેમ કે સમાન જાડાઈ, કોઈ પિનહોલ્સ અને વોઈડ્સ નથી.

ઓક્સાઈડ લેયરને Si સરફેસ પેસિવેશન લેયર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાનું બીજું પરિબળ ઓક્સાઇડ લેયરની જાડાઈ છે. સિલિકોન સપાટી પર ચાર્જ સંચયને કારણે ધાતુના સ્તરને ચાર્જ થવાથી અટકાવવા માટે ઓક્સાઇડ સ્તર પૂરતું જાડું હોવું જોઈએ, જે સામાન્ય કેપેસિટરની ચાર્જ સ્ટોરેજ અને બ્રેકડાઉન લાક્ષણિકતાઓ સમાન છે.

SiO2 પણ Si સાથે થર્મલ વિસ્તરણનો ખૂબ સમાન ગુણાંક ધરાવે છે. સિલિકોન વેફર્સ ઊંચા તાપમાનની પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન વિસ્તરે છે અને ઠંડક દરમિયાન સંકુચિત થાય છે.

SiO2 એ Si ની ખૂબ જ નજીકના દરે વિસ્તરે છે અથવા સંકોચન કરે છે, જે થર્મલ પ્રક્રિયા દરમિયાન સિલિકોન વેફરના વાર્નિંગને ઘટાડે છે. આ ફિલ્મ તણાવને કારણે સિલિકોન સપાટીથી ઓક્સાઇડ ફિલ્મને અલગ કરવાનું પણ ટાળે છે.

(3)ગેટ ઓક્સાઇડ ડાઇલેક્ટ્રિક

એમઓએસ ટેક્નોલોજીમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા અને મહત્વપૂર્ણ ગેટ ઓક્સાઇડ સ્ટ્રક્ચર માટે, અત્યંત પાતળા ઓક્સાઇડ સ્તરનો ઉપયોગ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી તરીકે થાય છે. ગેટ ઓક્સાઇડ સ્તર અને તેની નીચેની Si ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને સ્થિરતાના લક્ષણો ધરાવે છે, તેથી ગેટ ઓક્સાઇડ સ્તર સામાન્ય રીતે થર્મલ વૃદ્ધિ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

SiO2 ઊંચી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત (107V/m) અને ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા (લગભગ 1017Ω·cm) ધરાવે છે.

એમઓએસ ઉપકરણોની વિશ્વસનીયતાની ચાવી એ ગેટ ઓક્સાઇડ સ્તરની અખંડિતતા છે. MOS ઉપકરણોમાં ગેટ સ્ટ્રક્ચર કરંટના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે. કારણ કે આ ઓક્સાઇડ ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ ટેક્નોલોજી પર આધારિત માઇક્રોચિપ્સના કાર્ય માટેનો આધાર છે,

તેથી, ઉચ્ચ ગુણવત્તા, ઉત્કૃષ્ટ ફિલ્મ જાડાઈ એકરૂપતા અને અશુદ્ધિઓની ગેરહાજરી તેની મૂળભૂત જરૂરિયાતો છે. કોઈપણ દૂષણ કે જે ગેટ ઓક્સાઇડ સ્ટ્રક્ચરના કાર્યને બગાડે છે તેને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે.

(4)ડોપિંગ અવરોધ

SiO2 નો ઉપયોગ સિલિકોન સપાટીના પસંદગીયુક્ત ડોપિંગ માટે અસરકારક માસ્કિંગ સ્તર તરીકે થઈ શકે છે. એકવાર સિલિકોન સપાટી પર ઑક્સાઈડનું સ્તર રચાઈ જાય પછી, માસ્કના પારદર્શક ભાગમાં SiO2 એ બારી બનાવવા માટે કોતરવામાં આવે છે જેના દ્વારા ડોપિંગ સામગ્રી સિલિકોન વેફરમાં પ્રવેશી શકે છે.

જ્યાં વિન્ડો ન હોય ત્યાં ઓક્સાઇડ સિલિકોનની સપાટીને સુરક્ષિત કરી શકે છે અને અશુદ્ધિઓને ફેલાતા અટકાવી શકે છે, આમ પસંદગીયુક્ત અશુદ્ધતાના આરોપણને સક્ષમ કરે છે.

SiO2 માં Si ની તુલનામાં ડોપન્ટ્સ ધીમે ધીમે આગળ વધે છે, તેથી ડોપેન્ટ્સને અવરોધિત કરવા માટે માત્ર એક પાતળા ઓક્સાઇડ સ્તરની જરૂર છે (નોંધ કરો કે આ દર તાપમાન આધારિત છે).

પાતળું ઓક્સાઈડ સ્તર (દા.ત., 150 Å જાડું) એ વિસ્તારોમાં પણ વાપરી શકાય છે જ્યાં આયન ઈમ્પ્લાન્ટેશન જરૂરી છે, જેનો ઉપયોગ સિલિકોન સપાટીને થતા નુકસાનને ઘટાડવા માટે થઈ શકે છે.

તે ચેનલિંગ અસરને ઘટાડીને અશુદ્ધતા પ્રત્યારોપણ દરમિયાન જંકશનની ઊંડાઈને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે. ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછી, સિલિકોનની સપાટીને ફરીથી સપાટ બનાવવા માટે હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ સાથે ઓક્સાઇડને પસંદગીયુક્ત રીતે દૂર કરી શકાય છે.

(5)મેટલ સ્તરો વચ્ચે ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર

SiO2 સામાન્ય સ્થિતિમાં વીજળીનું સંચાલન કરતું નથી, તેથી તે માઇક્રોચિપ્સમાં ધાતુના સ્તરો વચ્ચે અસરકારક ઇન્સ્યુલેટર છે. SiO2 ઉપલા ધાતુના સ્તર અને નીચલા ધાતુના સ્તર વચ્ચેના શોર્ટ સર્કિટને અટકાવી શકે છે, જેમ કે વાયર પરનું ઇન્સ્યુલેટર શોર્ટ સર્કિટ અટકાવી શકે છે.

ઓક્સાઇડ માટે ગુણવત્તાની આવશ્યકતા એ છે કે તે પિનહોલ્સ અને ખાલી જગ્યાઓથી મુક્ત છે. વધુ અસરકારક પ્રવાહીતા મેળવવા માટે તેને ઘણીવાર ડોપ કરવામાં આવે છે, જે દૂષણના પ્રસારને વધુ સારી રીતે ઘટાડી શકે છે. તે સામાન્ય રીતે થર્મલ વૃદ્ધિને બદલે રાસાયણિક વરાળના જથ્થા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

પ્રતિક્રિયા ગેસ પર આધાર રાખીને, ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે વિભાજિત થાય છે:

• સુકા ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન: Si + O2→SiO2;
• ભીનું ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન: 2H2O (પાણીની વરાળ) + Si→SiO2+2H2;
• ક્લોરિન-ડોપ્ડ ઓક્સિડેશન: ક્લોરિન ગેસ, જેમ કે હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ (HCl), ડિક્લોરોઇથિલિન DCE (C2H2Cl2) અથવા તેના ડેરિવેટિવ્ઝ, ઓક્સિડેશન દર અને ઓક્સાઇડ સ્તરની ગુણવત્તા સુધારવા માટે ઓક્સિજનમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

(1)સુકા ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા: પ્રતિક્રિયા ગેસમાં ઓક્સિજનના પરમાણુઓ પહેલેથી જ રચાયેલા ઓક્સાઇડ સ્તર દ્વારા ફેલાય છે, SiO2 અને Si વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ સુધી પહોંચે છે, Si સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે અને પછી SiO2 સ્તર બનાવે છે.

ડ્રાય ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન દ્વારા તૈયાર કરાયેલ SiO2 એક ગાઢ માળખું, સમાન જાડાઈ, ઈન્જેક્શન અને પ્રસરણ માટે મજબૂત માસ્કિંગ ક્ષમતા અને ઉચ્ચ પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિતતા ધરાવે છે. તેનો ગેરલાભ એ છે કે વિકાસ દર ધીમો છે.

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ગુણવત્તાના ઓક્સિડેશન માટે થાય છે, જેમ કે ગેટ ડાઇલેક્ટ્રિક ઓક્સિડેશન, પાતળા બફર લેયર ઓક્સિડેશન અથવા જાડા બફર લેયર ઓક્સિડેશન દરમિયાન ઓક્સિડેશન શરૂ કરવા અને ઓક્સિડેશન સમાપ્ત કરવા માટે.

(2)ભીનું ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા: પાણીની વરાળને ઓક્સિજનમાં સીધી વહન કરી શકાય છે, અથવા તે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનની પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે. હાઇડ્રોજન અથવા પાણીની વરાળના ઓક્સિજનના આંશિક દબાણના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરીને ઓક્સિડેશન દર બદલી શકાય છે.

નોંધ કરો કે સલામતી સુનિશ્ચિત કરવા માટે, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનનો ગુણોત્તર 1.88:1 થી વધુ ન હોવો જોઈએ. પ્રતિક્રિયા વાયુમાં ઓક્સિજન અને પાણીની વરાળ બંનેની હાજરીને કારણે ભીનું ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન થાય છે અને ઊંચા તાપમાને પાણીની વરાળ હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડ (HO) માં વિઘટિત થશે.

સિલિકોન ઓક્સાઇડમાં હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડનો પ્રસરણ દર ઓક્સિજન કરતાં ઘણો ઝડપી છે, તેથી ભીનો ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન દર સૂકા ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન દર કરતાં લગભગ એક ક્રમની તીવ્રતા વધારે છે.

(3)ક્લોરિન-ડોપ્ડ ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા: પરંપરાગત શુષ્ક ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન અને ભીના ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન ઉપરાંત, ક્લોરિન ગેસ, જેમ કે હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ (HCl), ડિક્લોરોઇથિલિન DCE (C2H2Cl2) અથવા તેના ડેરિવેટિવ્ઝ, ઓક્સિડેશન દર અને ઓક્સાઈડ સ્તરની ગુણવત્તા સુધારવા માટે ઓક્સિજનમાં ઉમેરી શકાય છે. .

ઓક્સિડેશન દરમાં વધારો થવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે જ્યારે ઓક્સિડેશન માટે ક્લોરિન ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે રિએક્ટન્ટમાં માત્ર પાણીની વરાળ હોય છે જે ઓક્સિડેશનને વેગ આપી શકે છે, પરંતુ ક્લોરિન પણ Si અને SiO2 વચ્ચેના ઇન્ટરફેસની નજીક એકઠું થાય છે. ઓક્સિજનની હાજરીમાં, ક્લોરોસિલિકોન સંયોજનો સરળતાથી સિલિકોન ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે ઓક્સિડેશનને ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે.

ઓક્સાઇડ સ્તરની ગુણવત્તામાં સુધારો થવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે ઓક્સાઇડ સ્તરમાં રહેલા ક્લોરિન પરમાણુ સોડિયમ આયનોની પ્રવૃત્તિને શુદ્ધ કરી શકે છે, જેનાથી સાધનસામગ્રી અને પ્રક્રિયા કાચી સામગ્રીના સોડિયમ આયન દૂષણ દ્વારા રજૂ કરાયેલ ઓક્સિડેશન ખામીઓ ઘટાડે છે. તેથી, ક્લોરિન ડોપિંગ મોટાભાગની શુષ્ક ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે.

2.2 પ્રસરણ પ્રક્રિયા

પરંપરાગત પ્રસરણ એ ઉચ્ચ સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારોમાંથી નીચી સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારોમાં પદાર્થોના સ્થાનાંતરણનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યાં સુધી તે સમાનરૂપે વિતરિત ન થાય. પ્રસરણ પ્રક્રિયા ફિકના નિયમને અનુસરે છે. પ્રસરણ બે અથવા વધુ પદાર્થો વચ્ચે થઈ શકે છે, અને વિવિધ વિસ્તારો વચ્ચેની સાંદ્રતા અને તાપમાનના તફાવતો પદાર્થોના વિતરણને એક સમાન સંતુલન સ્થિતિમાં લઈ જાય છે.

સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંનું એક એ છે કે તેમની વાહકતાને વિવિધ પ્રકારો અથવા ડોપેન્ટ્સના સાંદ્રતા ઉમેરીને ગોઠવી શકાય છે. ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં, આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ડોપિંગ અથવા પ્રસરણ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.

ડિઝાઇનના ધ્યેયો પર આધાર રાખીને, સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જેમ કે સિલિકોન, જર્મેનિયમ અથવા III-V સંયોજનો દાતાની અશુદ્ધિઓ અથવા સ્વીકારનારની અશુદ્ધિઓ સાથે ડોપ કરીને બે અલગ-અલગ સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો, એન-ટાઈપ અથવા પી-ટાઈપ મેળવી શકે છે.

સેમિકન્ડક્ટર ડોપિંગ મુખ્યત્વે બે પદ્ધતિઓ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે: પ્રસરણ અથવા આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન, દરેક તેની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ સાથે:

પ્રસરણ ડોપિંગ ઓછું ખર્ચાળ છે, પરંતુ ડોપિંગ સામગ્રીની સાંદ્રતા અને ઊંડાઈને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરી શકાતી નથી;

જ્યારે આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પ્રમાણમાં ખર્ચાળ છે, તે ડોપન્ટ સાંદ્રતા પ્રોફાઇલ્સના ચોક્કસ નિયંત્રણ માટે પરવાનગી આપે છે.

1970ના દાયકા પહેલા, ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ગ્રાફિક્સનું ફીચર સાઈઝ 10μmના ક્રમમાં હતું અને સામાન્ય રીતે ડોપિંગ માટે પરંપરાગત થર્મલ ડિફ્યુઝન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ થતો હતો.

પ્રસરણ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીને સંશોધિત કરવા માટે થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ્સમાં વિવિધ પદાર્થોને ફેલાવીને, તેમની વાહકતા અને અન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો બદલી શકાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ત્રિસંયોજક તત્વ બોરોનને સિલિકોનમાં ફેલાવીને, પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર રચાય છે; પેન્ટાવેલેન્ટ તત્વો ફોસ્ફરસ અથવા આર્સેનિકના ડોપિંગ દ્વારા, એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર રચાય છે. જ્યારે વધુ છિદ્રો સાથે પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર વધુ ઈલેક્ટ્રોન સાથે એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે PN જંકશન રચાય છે.

જેમ જેમ લક્ષણોનું કદ સંકોચાય છે તેમ, આઇસોટ્રોપિક પ્રસરણ પ્રક્રિયા ડોપન્ટ્સ માટે શીલ્ડ ઓક્સાઇડ સ્તરની બીજી બાજુ ફેલાવવાનું શક્ય બનાવે છે, જે અડીને આવેલા પ્રદેશો વચ્ચે શોર્ટ્સનું કારણ બને છે.

કેટલાક વિશિષ્ટ ઉપયોગો સિવાય (જેમ કે લાંબા ગાળાના પ્રસરણને સમાનરૂપે વિતરિત ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્રતિરોધક વિસ્તારો બનાવવા માટે), પ્રસરણ પ્રક્રિયાને ધીમે ધીમે આયન પ્રત્યારોપણ દ્વારા બદલવામાં આવી છે.

જો કે, 10nmથી નીચેની ટેક્નોલોજી જનરેશનમાં, થ્રી-ડાયમેન્શનલ ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (FinFET) ઉપકરણમાં ફિનનું કદ ખૂબ નાનું હોવાથી, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન તેના નાના માળખાને નુકસાન પહોંચાડશે. નક્કર સ્ત્રોત પ્રસરણ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ આ સમસ્યાને હલ કરી શકે છે.

2.3 અધોગતિ પ્રક્રિયા

એનેલીંગ પ્રક્રિયાને થર્મલ એનેલીંગ પણ કહેવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા ચોક્કસ પ્રક્રિયા હેતુ સિદ્ધ કરવા માટે સિલિકોન વેફરની સપાટી પર અથવા અંદરના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને બદલવા માટે ચોક્કસ સમયગાળા માટે ઉચ્ચ તાપમાનના વાતાવરણમાં સિલિકોન વેફર મૂકવાની છે.

એનિલિંગ પ્રક્રિયામાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો તાપમાન અને સમય છે. તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે અને સમય જેટલો લાંબો હોય છે, તેટલું ઊંચું થર્મલ બજેટ.

વાસ્તવિક સંકલિત સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, થર્મલ બજેટ સખત રીતે નિયંત્રિત થાય છે. જો પ્રક્રિયાના પ્રવાહમાં બહુવિધ એનિલિંગ પ્રક્રિયાઓ હોય, તો થર્મલ બજેટને બહુવિધ ગરમી સારવારના સુપરપોઝિશન તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે.

જો કે, પ્રક્રિયા ગાંઠોના લઘુચિત્રીકરણ સાથે, સમગ્ર પ્રક્રિયામાં સ્વીકાર્ય થર્મલ બજેટ નાનું અને નાનું બને છે, એટલે કે, ઉચ્ચ-તાપમાન થર્મલ પ્રક્રિયાનું તાપમાન ઓછું થાય છે અને સમય ઓછો થાય છે.

સામાન્ય રીતે, એનિલીંગ પ્રક્રિયાને આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન, પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન, મેટલ સિલિસાઇડ રચના અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ સાથે જોડવામાં આવે છે. આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછી થર્મલ એનિલીંગ સૌથી સામાન્ય છે.

આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન સબસ્ટ્રેટ અણુઓને અસર કરશે, જેના કારણે તેઓ મૂળ જાળીના બંધારણથી દૂર થઈ જશે અને સબસ્ટ્રેટ જાળીને નુકસાન કરશે. થર્મલ એનિલીંગ આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનને કારણે જાળીના નુકસાનને સુધારી શકે છે અને રોપાયેલા અશુદ્ધ અણુઓને જાળીના ગાબડામાંથી જાળીના સ્થળો પર ખસેડી શકે છે, જેનાથી તે સક્રિય થાય છે.

જાળીના નુકસાનના સમારકામ માટે જરૂરી તાપમાન લગભગ 500 ° સે છે, અને અશુદ્ધતા સક્રિયકરણ માટે જરૂરી તાપમાન લગભગ 950 ° સે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, એનિલિંગનો સમય જેટલો લાંબો હશે અને તાપમાન જેટલું ઊંચું હશે, અશુદ્ધિઓના સક્રિયકરણ દર જેટલો ઊંચો હશે, પરંતુ ખૂબ ઊંચું થર્મલ બજેટ અશુદ્ધિઓના વધુ પડતા પ્રસાર તરફ દોરી જશે, પ્રક્રિયાને બેકાબૂ બનાવશે અને છેવટે ઉપકરણ અને સર્કિટની કામગીરીમાં અધોગતિનું કારણ બનશે.

તેથી, મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, પરંપરાગત લાંબા ગાળાના ફર્નેસ એનિલિંગને ધીમે ધીમે ઝડપી થર્મલ એનિલિંગ (RTA) દ્વારા બદલવામાં આવ્યું છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, અમુક ચોક્કસ ફિલ્મોને ફિલ્મના અમુક ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ગુણધર્મોને બદલવા માટે ડિપોઝિશન પછી થર્મલ એનેલિંગ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થવું પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, છૂટક ફિલ્મ ગાઢ બને છે, તેના શુષ્ક અથવા ભીના એચિંગ દરમાં ફેરફાર કરે છે;

અન્ય સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી એનેલીંગ પ્રક્રિયા મેટલ સિલિસાઇડની રચના દરમિયાન થાય છે. કોબાલ્ટ, નિકલ, ટાઇટેનિયમ વગેરે જેવી ધાતુની ફિલ્મો સિલિકોન વેફરની સપાટી પર ઠલવાય છે અને પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને ઝડપી થર્મલ એન્નીલિંગ પછી, ધાતુ અને સિલિકોન એલોય બનાવી શકે છે.

અમુક ધાતુઓ વિવિધ તાપમાનની સ્થિતિમાં વિવિધ એલોય તબક્કાઓ બનાવે છે. સામાન્ય રીતે, પ્રક્રિયા દરમિયાન નીચા સંપર્ક પ્રતિકાર અને શરીરના પ્રતિકાર સાથે એલોય તબક્કો રચવાની આશા રાખવામાં આવે છે.

વિવિધ થર્મલ બજેટ આવશ્યકતાઓ અનુસાર, એનેલીંગ પ્રક્રિયાને ઉચ્ચ તાપમાનની ભઠ્ઠી એન્નીલિંગ અને ઝડપી થર્મલ એનેલીંગમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

• ઉચ્ચ તાપમાન ભઠ્ઠી ટ્યુબ એનેલીંગ:

તે ઉચ્ચ તાપમાન, લાંબો એનિલીંગ સમય અને ઉચ્ચ બજેટ સાથેની પરંપરાગત એનેલીંગ પદ્ધતિ છે.

કેટલીક વિશેષ પ્રક્રિયાઓમાં, જેમ કે SOI સબસ્ટ્રેટ તૈયાર કરવા માટે ઓક્સિજન ઇન્જેક્શન આઇસોલેશન ટેક્નોલોજી અને ડીપ-વેલ પ્રસરણ પ્રક્રિયાઓમાં, તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સંપૂર્ણ જાળી અથવા સમાન અશુદ્ધતા વિતરણ મેળવવા માટે આવી પ્રક્રિયાઓને સામાન્ય રીતે ઊંચા થર્મલ બજેટની જરૂર પડે છે.

• ઝડપી થર્મલ એનેલિંગ:

તે અત્યંત ઝડપી ગરમી/ઠંડક અને લક્ષ્ય તાપમાન પર ટૂંકા નિવાસ દ્વારા સિલિકોન વેફરની પ્રક્રિયા કરવાની પ્રક્રિયા છે, જેને કેટલીકવાર રેપિડ થર્મલ પ્રોસેસિંગ (RTP) પણ કહેવાય છે.

અલ્ટ્રા-છીછરા જંકશનની રચનાની પ્રક્રિયામાં, ઝડપી થર્મલ એનિલિંગ જાળી ખામીના સમારકામ, અશુદ્ધતા સક્રિયકરણ અને અશુદ્ધતા પ્રસરણને ઘટાડવા વચ્ચે સમાધાનકારી ઑપ્ટિમાઇઝેશન પ્રાપ્ત કરે છે, અને અદ્યતન તકનીકી ગાંઠોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં અનિવાર્ય છે.

તાપમાનમાં વધારો/ઘટાડો પ્રક્રિયા અને લક્ષ્ય તાપમાન પર ટૂંકા રોકાણ સાથે ઝડપી થર્મલ એનિલિંગનું થર્મલ બજેટ રચાય છે.

પરંપરાગત ઝડપી થર્મલ એનિલિંગનું તાપમાન લગભગ 1000°C હોય છે અને તેમાં સેકન્ડ લાગે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઝડપી થર્મલ એનિલીંગ માટેની જરૂરિયાતો વધુને વધુ કડક બની છે, અને ફ્લેશ એનિલીંગ, સ્પાઇક એન્નીલીંગ અને લેસર એન્નીલીંગ ધીમે ધીમે વિકસ્યા છે, એનિલીંગનો સમય મિલિસેકન્ડ સુધી પહોંચ્યો છે, અને માઇક્રોસેકન્ડ અને પેટા-માઇક્રોસેકન્ડ્સ તરફ પણ વિકાસ કરવાનું વલણ ધરાવે છે.

3 ત્રણ હીટિંગ પ્રક્રિયા સાધનો

3.1 પ્રસરણ અને ઓક્સિડેશન સાધનો

પ્રસરણ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ઉચ્ચ તાપમાન (સામાન્ય રીતે 900-1200℃) પરિસ્થિતિઓ હેઠળ થર્મલ પ્રસરણના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે જેથી અશુદ્ધતા તત્વોને જરૂરી ઊંડાઈએ સિલિકોન સબસ્ટ્રેટમાં સમાવિષ્ટ કરી શકાય અને તેને ચોક્કસ સાંદ્રતા વિતરણ આપવામાં આવે, જેથી વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય. સામગ્રી અને સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ માળખું બનાવે છે.

સિલિકોન ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ટેક્નોલોજીમાં, પ્રસરણ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ પીએન જંકશન અથવા ઘટકો જેવા કે રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર, ઇન્ટરકનેક્ટ વાયરિંગ, ડાયોડ અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટમાં બનાવવા માટે થાય છે અને ઘટકો વચ્ચે અલગતા માટે પણ વપરાય છે.

ડોપિંગ સાંદ્રતાના વિતરણને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવામાં અસમર્થતાને કારણે, પ્રસાર પ્રક્રિયાને 200 મીમી અને તેથી વધુના વેફર વ્યાસ સાથે સંકલિત સર્કિટના ઉત્પાદનમાં ધીમે ધીમે આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન ડોપિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા બદલવામાં આવી છે, પરંતુ હજુ પણ થોડી માત્રામાં ભારે માત્રામાં ઉપયોગ થાય છે. ડોપિંગ પ્રક્રિયાઓ.

પરંપરાગત પ્રસરણ સાધનો મુખ્યત્વે આડી પ્રસરણ ભઠ્ઠીઓ છે, અને ત્યાં થોડી સંખ્યામાં ઊભી પ્રસરણ ભઠ્ઠીઓ પણ છે.

આડી પ્રસરણ ભઠ્ઠી:

તે એક હીટ ટ્રીટમેન્ટ ઇક્વિપમેન્ટ છે જે 200mm કરતા ઓછા વ્યાસવાળા ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની પ્રસરણ પ્રક્રિયામાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેની વિશેષતાઓ એ છે કે હીટિંગ ફર્નેસ બોડી, રિએક્શન ટ્યુબ અને વેફર વહન કરતી ક્વાર્ટઝ બોટ આડી રીતે મૂકવામાં આવે છે, તેથી તે વેફર્સ વચ્ચે સારી એકરૂપતાની પ્રક્રિયા લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.

તે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પ્રોડક્શન લાઇન પરના મહત્વના ફ્રન્ટ-એન્ડ સાધનોમાંનું એક છે એટલું જ નહીં, પણ ડિફ્યુઝન, ઓક્સિડેશન, એનેલીંગ, એલોયિંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે જેમ કે ડિસક્રીટ ડિવાઇસ, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ, ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રૉનિક ડિવાઇસ અને ઑપ્ટિકલ ફાઇબર. .

વર્ટિકલ પ્રસરણ ભઠ્ઠી:

સામાન્ય રીતે 200mm અને 300mm વ્યાસવાળા વેફર્સ માટે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પ્રક્રિયામાં વપરાતા બેચ હીટ ટ્રીટમેન્ટ સાધનોનો સંદર્ભ આપે છે, જે સામાન્ય રીતે ઊભી ભઠ્ઠી તરીકે ઓળખાય છે.

વર્ટિકલ ડિફ્યુઝન ફર્નેસની માળખાકીય વિશેષતાઓ એ છે કે હીટિંગ ફર્નેસ બોડી, રિએક્શન ટ્યુબ અને વેફર વહન કરતી ક્વાર્ટઝ બોટ બધું ઊભી રીતે મૂકવામાં આવે છે, અને વેફર આડી રીતે મૂકવામાં આવે છે. તે વેફરની અંદર સારી એકરૂપતા, ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન અને સ્થિર સિસ્ટમ કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, જે મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પ્રોડક્શન લાઈનની જરૂરિયાતોને પૂરી કરી શકે છે.

વર્ટિકલ ડિફ્યુઝન ફર્નેસ સેમિકન્ડક્ટર ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પ્રોડક્શન લાઇનમાં એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે અને સામાન્ય રીતે પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ (IGBT) વગેરે ક્ષેત્રોમાં સંબંધિત પ્રક્રિયાઓમાં પણ વપરાય છે.

વર્ટિકલ ડિફ્યુઝન ફર્નેસ ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ જેમ કે શુષ્ક ઓક્સિજન ઓક્સિડેશન, હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન સંશ્લેષણ ઓક્સિડેશન, સિલિકોન ઓક્સિનાઇટ્રાઇડ ઓક્સિડેશન અને પાતળા ફિલ્મ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાઓ જેમ કે સિલિકોન ડાયોક્સાઈડ, પોલિસિલિકન, સિલિકોન નાઈટ્રાઈડ), અને એઆઈટોએન 3 ડિપોઝિટ લેયરને લાગુ પડે છે.

તે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ તાપમાનની એનિલિંગ, કોપર એનિલિંગ અને એલોયિંગ પ્રક્રિયાઓમાં પણ વપરાય છે. પ્રસરણ પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં, વર્ટિકલ ડિફ્યુઝન ફર્નેસનો ઉપયોગ ક્યારેક ભારે ડોપિંગ પ્રક્રિયાઓમાં પણ થાય છે.

3.2 ઝડપી એનેલીંગ સાધનો

રેપિડ થર્મલ પ્રોસેસિંગ (RTP) સાધનો એ સિંગલ-વેફર હીટ ટ્રીટમેન્ટ ઇક્વિપમેન્ટ છે જે વેફરના તાપમાનને પ્રક્રિયા દ્વારા જરૂરી તાપમાન (200-1300°C) સુધી ઝડપથી વધારી શકે છે અને તેને ઝડપથી ઠંડુ કરી શકે છે. ગરમી/ઠંડકનો દર સામાન્ય રીતે 20-250°C/s છે.

ઉર્જા સ્ત્રોતોની વિશાળ શ્રેણી અને એનેલીંગ સમય ઉપરાંત, RTP સાધનોમાં અન્ય ઉત્તમ પ્રક્રિયા કામગીરી પણ હોય છે, જેમ કે ઉત્તમ થર્મલ બજેટ નિયંત્રણ અને સારી સપાટીની એકરૂપતા (ખાસ કરીને મોટા કદના વેફર્સ માટે), આયન ઈમ્પ્લાન્ટેશનને કારણે વેફરને થતા નુકસાનનું સમારકામ, અને બહુવિધ ચેમ્બર એકસાથે વિવિધ પ્રક્રિયાના પગલાઓ ચલાવી શકે છે.

વધુમાં, RTP સાધનો લવચીક રીતે અને ઝડપથી પ્રક્રિયા વાયુઓને કન્વર્ટ અને એડજસ્ટ કરી શકે છે, જેથી એક જ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયામાં બહુવિધ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓ પૂર્ણ કરી શકાય.

RTP સાધનોનો સૌથી વધુ ઉપયોગ રેપિડ થર્મલ એનેલિંગ (RTA)માં થાય છે. આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછી, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનથી થતા નુકસાનને સુધારવા, ડોપ્ડ પ્રોટોનને સક્રિય કરવા અને અશુદ્ધતાના પ્રસારને અસરકારક રીતે અટકાવવા માટે RTP સાધનોની જરૂર પડે છે.

સામાન્ય રીતે કહીએ તો, જાળીની ખામીને સુધારવા માટેનું તાપમાન લગભગ 500 ° સે છે, જ્યારે ડોપ્ડ અણુઓને સક્રિય કરવા માટે 950 ° સે જરૂરી છે. અશુદ્ધિઓનું સક્રિયકરણ સમય અને તાપમાન સાથે સંબંધિત છે. જેટલો લાંબો સમય અને તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલી વધુ સંપૂર્ણ અશુદ્ધિઓ સક્રિય થાય છે, પરંતુ તે અશુદ્ધિઓના પ્રસારને અટકાવવા માટે અનુકૂળ નથી.

કારણ કે RTP સાધનોમાં તાપમાનમાં ઝડપી વધારો/પતન અને ટૂંકા ગાળાના લક્ષણો છે, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછીની એનિલિંગ પ્રક્રિયા જાળી ખામી સમારકામ, અશુદ્ધતા સક્રિયકરણ અને અશુદ્ધતા પ્રસાર નિષેધ વચ્ચે શ્રેષ્ઠ પરિમાણની પસંદગી પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

આરટીએ મુખ્યત્વે નીચેની ચાર શ્રેણીઓમાં વહેંચાયેલું છે:

(1)સ્પાઇક એનેલીંગ

તેની લાક્ષણિકતા એ છે કે તે ઝડપી ગરમી/ઠંડકની પ્રક્રિયા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, પરંતુ મૂળભૂત રીતે તેમાં કોઈ ગરમી જાળવણી પ્રક્રિયા નથી. સ્પાઇક એન્નીલિંગ ખૂબ જ ટૂંકા સમય માટે ઊંચા તાપમાનના બિંદુ પર રહે છે, અને તેનું મુખ્ય કાર્ય ડોપિંગ તત્વોને સક્રિય કરવાનું છે.

વાસ્તવિક એપ્લિકેશનમાં, વેફર ચોક્કસ સ્થિર સ્ટેન્ડબાય તાપમાન બિંદુથી ઝડપથી ગરમ થવાનું શરૂ કરે છે અને લક્ષ્ય તાપમાન બિંદુ સુધી પહોંચ્યા પછી તરત જ ઠંડુ થાય છે.

લક્ષ્ય તાપમાન બિંદુ (એટલે ​​​​કે, પીક ટેમ્પરેચર પોઈન્ટ) પર જાળવણીનો સમય ખૂબ જ ટૂંકો હોવાથી, એનિલિંગ પ્રક્રિયા અશુદ્ધતા સક્રિયકરણની ડિગ્રીને મહત્તમ કરી શકે છે અને અશુદ્ધતાના પ્રસારની ડિગ્રીને ઘટાડી શકે છે, જ્યારે સારી ખામી એનિલિંગ રિપેર લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, પરિણામે ઉચ્ચ સ્તરનું સ્તર વધે છે. બંધન ગુણવત્તા અને નીચલા લિકેજ વર્તમાન.

65nm પછી અલ્ટ્રા-છીછરા જંકશન પ્રક્રિયાઓમાં સ્પાઇક એનેલીંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સ્પાઇક એનેલીંગના પ્રક્રિયાના પરિમાણોમાં મુખ્યત્વે પીક ટેમ્પરેચર, પીક વોલ ટાઇમ, તાપમાનનું વિચલન અને પ્રક્રિયા પછી વેફર રેઝિસ્ટન્સનો સમાવેશ થાય છે.

પીક રહેઠાણનો સમય જેટલો ઓછો, તેટલો સારો. તે મુખ્યત્વે તાપમાન નિયંત્રણ પ્રણાલીના હીટિંગ/ઠંડક દર પર આધાર રાખે છે, પરંતુ પસંદ કરેલ પ્રક્રિયા ગેસ વાતાવરણ ક્યારેક તેના પર ચોક્કસ અસર કરે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, હિલીયમમાં એક નાનું અણુ વોલ્યુમ અને ઝડપી પ્રસરણ દર છે, જે ઝડપી અને સમાન ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ માટે અનુકૂળ છે અને ટોચની પહોળાઈ અથવા ટોચના નિવાસ સમયને ઘટાડી શકે છે. તેથી, હીલીયમને ક્યારેક ગરમી અને ઠંડકમાં મદદ કરવા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે.

(2)લેમ્પ એનેલીંગ

લેમ્પ એનેલીંગ ટેકનોલોજીનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. હેલોજન લેમ્પનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઝડપી એનિલિંગ ગરમીના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે. તેમના ઊંચા હીટિંગ/કૂલિંગ દરો અને ચોક્કસ તાપમાન નિયંત્રણ 65nmથી ઉપરની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.

જો કે, તે 45nm પ્રક્રિયાની કડક આવશ્યકતાઓને પૂર્ણપણે પૂરી કરી શકતું નથી (45nm પ્રક્રિયા પછી, જ્યારે લોજિક LSI નો નિકલ-સિલિકોન સંપર્ક થાય છે, ત્યારે વેફરને ઝડપથી 200°C થી 1000°C સુધી મિલિસેકન્ડમાં ગરમ ​​કરવાની જરૂર છે, તેથી લેસર એનેલીંગ સામાન્ય રીતે જરૂરી છે).

(3)લેસર એનેલીંગ

લેસર એનેલીંગ એ વેફરની સપાટીના તાપમાનમાં ઝડપથી વધારો કરવા માટે લેસરનો સીધો ઉપયોગ કરવાની પ્રક્રિયા છે જ્યાં સુધી તે સિલિકોન ક્રિસ્ટલને ઓગળવા માટે પૂરતું નથી, જેનાથી તે અત્યંત સક્રિય બને છે.

લેસર એનેલીંગના ફાયદા અત્યંત ઝડપી ગરમી અને સંવેદનશીલ નિયંત્રણ છે. તેને ફિલામેન્ટ હીટિંગની જરૂર નથી અને મૂળભૂત રીતે તાપમાનના વિરામ અને ફિલામેન્ટના જીવન સાથે કોઈ સમસ્યા નથી.

જો કે, ટેકનિકલ દૃષ્ટિકોણથી, લેસર એનેલીંગમાં લિકેજ કરંટ અને અવશેષ ખામીની સમસ્યાઓ છે, જે ઉપકરણની કામગીરી પર પણ ચોક્કસ અસર કરશે.

(4)ફ્લેશ એનીલિંગ

ફ્લેશ એનેલીંગ એ એક એન્નીલિંગ ટેકનોલોજી છે જે ચોક્કસ પ્રીહિટ તાપમાને વેફર પર સ્પાઇક એનેલીંગ કરવા માટે ઉચ્ચ-તીવ્રતાના રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરે છે.

વેફરને 600-800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવે છે, અને પછી ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા રેડિયેશનનો ઉપયોગ ટૂંકા સમયના પલ્સ ઇરેડિયેશન માટે થાય છે. જ્યારે વેફરનું ટોચનું તાપમાન જરૂરી એનેલીંગ તાપમાન સુધી પહોંચે છે, ત્યારે રેડિયેશન તરત જ બંધ થઈ જાય છે.

આરટીપી સાધનોનો અદ્યતન સંકલિત સર્કિટ ઉત્પાદનમાં વધુને વધુ ઉપયોગ થાય છે.

RTA પ્રક્રિયાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવા ઉપરાંત, RTP સાધનોનો ઝડપી થર્મલ ઓક્સિડેશન, ઝડપી થર્મલ નાઇટ્રિડેશન, ઝડપી થર્મલ પ્રસરણ, ઝડપી રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન, તેમજ મેટલ સિલિસાઇડ જનરેશન અને એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયાઓમાં પણ ઉપયોગ થવાનું શરૂ થયું છે.

—————————————————————————————————————————————————————— ——

સેમીસેરા આપી શકે છેગ્રેફાઇટ ભાગો,નરમ/કઠોર લાગ્યું,સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો,CVD સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો, અનેSiC/TaC કોટેડ ભાગો30 દિવસમાં સંપૂર્ણ સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયા સાથે.

જો તમને ઉપરોક્ત સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનોમાં રસ છે,કૃપા કરીને પ્રથમ વખત અમારો સંપર્ક કરવામાં અચકાશો નહીં.

ટેલિફોન: +86-13373889683

WhatsAPP: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com