Semiconductor Process and Mea

1. Vaaiga Aoao

O le faʻavevelaina, e taʻua foi o le gaosiga o le vevela, e faʻatatau i le gaosiga o gaioiga e faʻaogaina i le maualuga o le vevela, e masani ona maualuga atu nai lo le mea faʻafefeteina o le alumini.

O le faʻavevelaina o faʻagasologa e masani lava ona faia i totonu o se ogaumu vevela maualuga ma e aofia ai faʻagasologa tetele e pei o le faʻamaʻiina, faʻasalalau le mama, ma le faʻaogaina mo le toe faʻaleleia o le tioata i le gaosiga o semiconductor.

Oxidation: O se faʻagasologa lea e tuʻu ai se faʻamaʻi silikoni i totonu o se atemosifia o vailaʻau faʻamaʻi e pei o le okesene poʻo le ausa vai mo togafitiga vevela maualuga, ma mafua ai se faʻamaʻi faʻamaʻi i luga o le faʻafefe o le silikoni e fausia ai se ata oxide.

Faʻasalalauga faʻaleagaina: e faʻatatau i le faʻaogaina o mataupu faʻasalalau vevela i lalo o tulaga maualuga o le vevela e faʻafeiloaʻi ai elemene eleelea i totonu o le silicon substrate e tusa ai ma manaʻoga o le faagasologa, ina ia i ai se faʻasalalauga faʻapitoa faʻapitoa, ma suia ai le eletise o mea eletise.

O le Annealing e faasino i le faagasologa o le faʻavevelaina o le kasa wafer pe a maeʻa le faʻapipiʻiina o le ion e toe faʻaleleia ai le faaletonu o le lattice e mafua mai i le faʻapipiʻiina o ion.

E tolu ituaiga o meafaigaluega e faʻaaogaina mo le faʻamaʻiina / faʻasalalau / faʻamaʻi:

• ogaumu faalava;
• ogaumu tūsa'o;
• Ogaumu faʻavevela vave: mea faʻapipiʻi vevela vevela

Fa'agasologa o le vevela fa'aleaganu'u fa'aaoga masani togafitiga maualuga-vevela e fa'aumatia ai le fa'aleagaina e mafua mai i le fa'apipi'iina o le ion, ae o ona fa'aletonu o le le atoatoa o le fa'aleagaina ma le maualalo o le fa'agaoioiga lelei o mea leaga ua totoina.

E le gata i lea, ona o le maualuga o le vevela ma le umi o le taimi, o le toe tufatufaina atu o le le mama e ono tupu, e mafua ai le tele o mea leaga e faʻasalalau ma le mafai ona ausia manaʻoga o fesoʻotaʻiga papaʻu ma le vaapiapi le mama tufatufaina.

Fa'atosina fa'amama fa'ato'a fa'ato'a fa'ato'a fa'ato'a fa'ato'a fa'aogaina masini fa'avavevave (RTP) o se metotia fa'afefe vevela e fa'amafanafanaina ai le wafer atoa i se vevela patino (e masani lava 400-1300 ° C) i se taimi pu'upu'u.

Pe a faatusatusa i le ogaumu faavevela annealing, e i ai le lelei o le itiiti o le paketi vevela, laʻititi laʻititi o gaioiga le mama i totonu o le vaega o le doping, faʻaitiitia le filogia ma le faʻapuupuu o le taimi o gaioiga.

O le faʻaogaina vave o le faʻaogaina o le vevela e mafai ona faʻaogaina ai le tele o punaoa malosi, ma o le taimi faʻafefeteina e lautele tele (mai le 100 i le 10-9s, e pei o le faʻamalama moli, faʻamaʻi leisa, ma isi). E mafai ona fa'agaoioia atoatoa mea leaga a'o fa'amama lelei le toe tufatufaina atu o mea leaga. O lo'o fa'aaogaina lautele i le taimi nei i fa'agasologa o gaosiga fa'apipi'i tu'ufa'atasia ma fa'ama'i fa'ama'i e sili atu i le 200mm.

2. Fa'agasologa fa'avevela lona lua

2.1 Fa'agasologa o le fa'ama'iina

I totonu o le faʻagasologa o gaosiga faʻatasi, e lua auala mo le faʻatulagaina o ata faʻamaʻi silicon oxide: faʻamaʻi faʻamaʻi ma le faʻapipiʻiina.

O le faʻamaʻiina o faʻamaʻi e faʻatatau i le faʻagasologa o le fausiaina o le SiO2 i luga o le faʻamaʻi faʻamaʻi silicon e ala i le faʻamaʻiina o le vevela. O le ata o le SiO2 na faia e le faʻamaʻiina o le vevela e faʻaaogaina lautele i le gaosiga o gaosiga faʻatasi ona o le maualuga o le eletise eletise ma le faʻaogaina o gaioiga.

O ana faʻaoga sili ona taua e faʻapea:

• Puipuia masini mai maosiosia ma le faaleagaina;
• Fa'atapula'aina le tu'u'ese'esega o va'ava'a ua molia (surface passivation);
• Dielectric meafaitino i totonu o le faitotoa oxide poʻo le teuina o fausaga sela;
• Fa'apipi'i fa'apipi'i ile doping;
• O se mea fa'a-dielectric i le va o u'amea fa'aulu.

(1)Puipuiga ma le fa'aesea o masini

O le SiO2 e tupu a'e i luga o se mea'ai (silicon wafer) e mafai ona avea o se pa puipui lelei e fa'aesea ma puipuia ai masini maaleale i totonu o le silicon.

Talu ai ona o le SiO2 o se mea malō ma e le porous (mafiafia), e mafai ona faʻaaogaina e faʻamavae lelei ai masini gaogao i luga o le silicon surface. O le lapisi malosi SiO2 o le a puipuia ai le masini wafer silicon mai maosi ma faʻaleagaina e ono tupu i le taimi o le gaosiga.

(2)Fa'asalaina luga

Fa'asa'o i luga ole la'asaga O se fa'amanuiaga tele ole SiO2 fa'amama fa'avela e mafai ona fa'aitiitia ai le maualuga ole tulaga maualuga ole silikoni e ala i le taofiofia o ana pa'u tautau, o se a'afiaga e ta'ua o le fa'afefe o luga.

E puipuia ai le fa'aleagaina o le eletise ma fa'aitiitia ai le ala mo le tafega o le taimi nei e mafua mai i le susu, ion po'o isi mea leaga mai fafo. O le lapisi malosi SiO2 e puipuia ai Si mai le maosiosia ma le faʻaleagaina o gaioiga e ono tupu i le taimi o le gaosiga.

O le SiO2 layer e tupu aʻe i luga o le Si surface e mafai ona fusifusia ai mea faʻaleagaina eletise (faʻaleagaina ion feaveaʻi) ile luga ole Si. E taua foi le passivation mo le puleaina o le tafe o le taimi nei o masini faʻapipiʻi ma faʻatupuina oxides faitotoa mautu.

I le avea ai o se tulaga maualuga o le passivation, o le oxide layer o loʻo i ai tulaga lelei e manaʻomia e pei ole mafiafia toniga, leai ni pine ma gaogao.

O le isi mea taua i le fa'aogaina o le oxide layer e pei o le Si surface passivation layer o le mafiafia o le oxide layer. O le oxide layer e tatau ona lava le mafiafia e puipuia ai le uʻamea uʻamea mai le molia ona o le faʻaputuina o le tau i luga o le silicon surface, lea e tutusa ma le teuina o totogi ma le malepelepe uiga o capacitors masani.

O le SiO2 e iai foʻi se faʻatusatusa tutusa o le faʻalauteleina o le vevela i Si. E fa'atuputeleina fa'ama'i fa'asili sili i le taimi o fa'agasologa o le vevela ma fa'akonekarate i le taimi e mālūlū ai.

SiO2 faʻalauteleina pe faʻakonekarate i se fua faatatau e latalata tele i le Si, lea e faʻaitiitia ai le faʻafefe o le faʻamaʻi silikoni i le faagasologa o le vevela. O lenei mea e aloese ai mai le vavaeeseina o le oxide film mai le silicon surface ona o le mamafa o ata.

(3)Faitotoa oxide dielectric

Mo le fausaga sili ona masani ona faʻaaogaina ma le taua o le faʻaogaina o le oxide i le tekonolosi MOS, o se mea e sili ona manifinifi oxide o loʻo faʻaaogaina e fai ma mea dielectric. Talu ai o le faitotoa oxide layer ma le Si i lalo o loʻo i ai uiga o le maualuga ma le mautu, o le faitotoa o le oxide layer e masani lava ona maua e ala i le tuputupu aʻe vevela.

SiO2 ei ai le malosi dielectric maualuga (107V / m) ma le maualuga resistivity (e uiga i 1017Ω·cm).

O le ki i le faʻatuatuaina o masini MOS o le faʻamaoni o le faitotoa oxide layer. O le fausaga o le faitotoa i masini MOS e pulea le tafe o le taimi nei. Ona o lenei oxide o le faʻavae lea mo galuega a microchips faʻavae i luga o tekinolosi aʻafiaga,

O le mea lea, maualuga maualuga, sili ona lelei ata tifaga mafiafia tutusa ma le leai o le mama o ona manaoga faavae. So'o se fa'aleagaina e ono fa'aleagaina ai le fa'atinoga o le fausaga o le faitoto'a oxide e tatau ona matua fa'atonutonuina.

(4)Pa puipui o le doping

E mafai ona fa'aogaina le SiO2 e avea o se fa'amalama fa'amalama lelei mo le fa'aogaina o doping o luga o le silikoni. O le taimi lava e fai ai se vaega o le oxide i luga o le silicon surface, o le SiO2 i le vaega manino o le ufimata e togitogia e fai ai se faamalama e mafai ai e le doping mea ona ulu atu i le silicon wafer.

A leai ni fa'amalama, e mafai e le oxide ona puipuia le silicon surface ma puipuia ai mea leaga mai le sosolo, ma mafai ai ona fa'apipi'iina le eleelea filifilia.

O Dopants e alu malie ile SiO2 pe a faʻatusatusa i le Si, o lea e naʻo se oxide manifinifi e manaʻomia e poloka ai le dopants (ia maitauina o lenei fua faatatau e faʻalagolago i le vevela).

E mafai fo'i ona fa'aoga se fa'amea manifinifi o le oxide (fa'ata'ita'iga, 150 Å mafiafia) i vaega e mana'omia ai le fa'apipi'iina o ion, lea e mafai ona fa'aoga e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o luga ole kaikoko.

E mafai ai foi ona sili atu le pulea o le loloto o fesoʻotaʻiga i le taimi o le faʻaogaina o le eleelea e ala i le faʻaitiitia o le aʻafiaga o le alalaupapa. A maeʻa ona faʻapipiʻi, e mafai ona aveese le oxide i le hydrofluoric acid e toe faʻamafola ai le luga o le silicon.

(5)Papa dielectric i le va o u'amea

O le SiO2 e le fa'auluina le eletise i lalo o tulaga masani, o lona uiga o se insulator lelei i le va o fa'amau u'amea i microchips. E mafai e le SiO2 ona taofia fa'alavelave pupuu i le va o le u'amea pito i luga ma le pito i lalo o le u'amea, e pei lava o le insulator i luga o le uaea e mafai ona taofia fa'alavelave pupuu.

O le tulaga lelei e mana'omia mo le oxide o le leai lea o ni pine ma gaogao. E masani ona fa'apipi'iina ina ia maua atili ai le suavai lelei, lea e mafai ona fa'aitiitia ai le fa'asalalauina o fa'ama'i. E masani lava ona maua i le fa'aputuina o ausa vaila'au nai lo le tuputupu a'e vevela.

Faʻalagolago i le kesi tali, o le oxidation process e masani ona vaevaeina i:

• Fa'amago okesene oxidation: Si + O2→SiO2;
• Susū okesene oxidation: 2H2O (vai ausa) + Si→SiO2+2H2;
• Chlorine-doped oxidation: O le kasa chlorine, e pei o le hydrogen chloride (HCl), dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) poʻo ona mea e maua mai ai, e faʻaopoopoina i le okesene e faʻaleleia ai le fua o le faʻamaʻiina ma le lelei o le faʻamaʻi oona.

(1)Fa'amamago okesene fa'agasologa fa'amago: O le okesene molelaula i le kesi tali e sosolo e ala i le mea ua uma ona faia o le oxide layer, oʻo atu i le fesoʻotaʻiga i le va o SiO2 ma Si, tali atu ma Si, ona fausia ai lea o se SiO2 layer.

O le SiO2 saunia e ala i le fa'amago o le okesene fa'amago o lo'o i ai se fausaga mafiafia, mafiafia toniga, malosi fa'apipi'i malosi mo tui ma fa'asalalauina, ma le toe fa'aleleia o le faagasologa. O lona fa'aletonu o le fa'agesegese lea o le tuputupu a'e.

O lenei metotia e masani ona faʻaaogaina mo le faʻamaʻiina maualuga, e pei o le faʻamaʻiina o le dielectric oxidation, faʻamaʻi faʻamaʻi paʻu paʻu, poʻo le amataina o le faʻamaʻiina ma le faʻamutaina o le faʻamaʻiina i le taimi o le faʻamaʻiina o le paʻu mafiafia.

(2)Fa'agasologa o le fa'ama'iina o le okesene susu: E mafai ona ave sa'o le ausa vai i le okesene, pe mafai foi ona maua i le tali atu o le hydrogen ma le okesene. Ole fua ole fa'ama'iina e mafai ona suia e ala ile fetu'una'i ole vaega ole mamafa ole hydrogen po'o le vai vai ile okesene.

Manatua ina ia mautinoa le saogalemu, ole fua faatatau ole hydrogen i le okesene e le tatau ona sili atu ile 1.88:1. O le fa'ama'iina o le okesene susu e mafua ona o le iai o le okesene ma le sua vai i totonu o le kasa tali, ma o le a pala le vai i le hydrogen oxide (H O) i le vevela maualuga.

O le faʻasalalauina o le hydrogen oxide i le silicon oxide e sili atu le vave nai lo le okesene, o le fua o le faʻamaʻiina o le okesene susu e tusa ma le tasi le faʻatonuga o le maualuga maualuga atu nai lo le fua o le okesene faʻamago.

(3)Fa'agasologa ole fa'ama'iina ole chlorine: I le faaopoopo atu i le masani faʻamago okesene oxidation ma susu okesene oxidation, chlorine kasa, e pei o le hydrogen chloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) poʻo ona mea e maua mai, e mafai ona faaopoopo i le okesene e faʻaleleia ai le fua faʻamaʻi ma le lelei o le faʻamaʻi o le oxide. .

O le mafuaʻaga autu mo le faʻateleina o le faʻamaʻiina o le faʻamaʻiina o le faʻapipiʻiina lea o le chlorine mo le faʻamaʻiina, e le gata o le reactant o loʻo i ai le ausa vai e mafai ona faʻavaveina le faʻamaʻiina, ae faʻapipiʻi foi le chlorine i tafatafa o le fesoʻotaʻiga i le va o Si ma SiO2. I le i ai o le okesene, o le chlorosilicon compounds e faigofie ona liua i le silicon oxide, lea e mafai ona faʻamalosia le faʻamaʻiina.

O le mafuaʻaga autu mo le faʻaleleia atili o le lelei o le oxide layer o le chlorine atoms i le oxide layer e mafai ona faʻamamaina ai le gaioiga o le sodium ions, ma faʻaitiitia ai le faʻamaʻi faʻamaʻi na faʻaalia e le sodium ion contamination o meafaigaluega ma faʻaogaina mea mata. O le mea lea, o le chlorine doping o lo'o a'afia i le tele o faiga fa'amago o le okesene.

2.2 Fa'asalalauga fa'agasologa

O fa'asalalauga fa'aleaganu'u e fa'atatau i le fa'aliliuina atu o vaila'au mai vaega e maualuga atu le fa'atonuga i vaega e maualalo le fa'atonuga se'ia o'o ina fa'asoa tutusa. O le fa'asalalauga fa'agasologa e mulimuli i le tulafono a Fick. E mafai ona tupu le felafolafoaiga i le va o ni mea se lua pe sili atu, ma o le eseesega ma le vevela i le va o vaega eseese e mafua ai le tufatufaina o mea i se tulaga tutusa tutusa.

O se tasi o mea sili ona taua o mea semiconductor o lo latou amio e mafai ona fetuutuunai e ala i le faʻaopoopoina o ituaiga eseese poʻo faʻatonuga o dopants. I totonu o le gaosiga fa'atasi, o lenei faiga e masani lava ona maua e ala i le doping po'o le fa'asalalauga.

Faʻalagolago i sini mamanu, mea semiconductor e pei o le silicon, germanium poʻo III-V faʻapipiʻi e mafai ona maua ni meatotino semiconductor eseese se lua, N-ituaiga poʻo P-ituaiga, e ala i le doping ma le foaʻi mama poʻo le taliaina o mea eleelea.

Semiconductor doping e masani lava ona faia e ala i auala e lua: faʻasalalau poʻo le faʻapipiʻiina o ion, e taʻitasi ma ona lava uiga:

O le fa'asalalauina o le doping e taugofie, ae o le fa'atonuga ma le loloto o mea o le doping e le mafai ona fa'atonu sa'o;

E ui ina taugata le totoina o ion, ae mafai ai ona pulea sa'o o talaaga o le fa'aogaina o le dopant.

Aʻo leʻi oʻo i le vaitau o le 1970, o le tele o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga faʻapipiʻi sa i luga o le faʻatonuga o le 10μm, ma sa masani ona faʻaogaina tekinolosi faʻafefete masani mo le doping.

O le fa'asalalauga fa'agasolo e masani ona fa'aaogaina e fa'aleleia ai mea semiconductor. E ala i le faʻasalalauina o mea eseese i mea semiconductor, latou conductivity ma isi mea faʻaletino e mafai ona suia.

Mo se faʻataʻitaʻiga, e ala i le faʻasalalauina o le trivalent element boron i totonu o le silicon, o le P-type semiconductor e fausia; e ala i le doping elemene pentavalent phosphorus po o arsenic, o se N-ituaiga semiconductor ua fausia. Pe a oʻo mai se semiconductor P-ituaiga ma le tele o pu e faʻafesoʻotaʻi ma se semiconductor N-ituaiga faʻatasi ai ma le tele o eletise, e fausia se PN junction.

A'o fa'aitiitia le tele o foliga, o le fa'agasologa o le fa'asalalauina o le isotropic e mafai ai e dopants ona sosolo atu i le isi itu o le talita fa'a'aisa, ma fa'atupu ai le pupuu i le va o itulagi lata ane.

Se'i vagana ai nisi fa'aoga fa'apitoa (e pei o le fa'asalalauina mo se taimi umi e fausia ai vaega fa'asa'o maualuga-voltage tu'ufa'atasi), o le fa'agasologa fa'asalalau ua faasolosolo malie lava ona suia i le fa'apipi'iina o ion.

Ae ui i lea, i le gaosiga o tekinolosi i lalo ifo o le 10nm, talu ai o le tele o le Fin i le tolu-dimensional fin field-effect transistor (FinFET) masini e matua laʻititi, o le faʻapipiʻiina o ion o le a faʻaleagaina ai lona fausaga laʻititi. O le fa'aogaina o le fa'agasologa fa'asalalau fa'apogai malosi e mafai ona fo'ia ai lenei fa'afitauli.

2.3 Fa'agasologa fa'aleagaina

O le fa'agasologa o le fa'aogaina e ta'ua fo'i o le fa'amama. O le faʻagasologa o le tuʻuina lea o le wafer silicon i se siosiomaga vevela maualuga mo se vaitaimi patino e sui ai le microstructure i luga poʻo totonu ole wafer silicon e ausia ai se faʻamoemoega faʻapitoa.

O vaega pito sili ona taua i le fa'agasologa o le fa'afefe o le vevela ma le taimi. O le maualuga o le vevela ma le umi o le taimi, o le maualuga o le paketi vevela.

I le fa'agasologa o le gaosiga fa'atasi, o le tala fa'atatau o le vevela o lo'o fa'atonuina. Afai o loʻo i ai le tele o faʻagasologa faʻasolosolo i le faʻagasologa o le faʻagasologa, e mafai ona faʻaalia le paketi vevela o le superposition o le tele o togafitiga vevela.

Ae ui i lea, faatasi ai ma le miniaturization o nodes faagasologa, o le paketi vevela faatagaina i le faagasologa atoa o le a laʻititi ma laʻititi, o lona uiga, o le vevela o le vevela vevela maualuga e faʻaitiitia ma faʻapuupuu le taimi.

E masani lava, o le faʻagasologa o le annealing e tuʻufaʻatasia ma le faʻapipiʻiina o ion, faʻapipiʻi ata manifinifi, faʻavae silicide uʻamea ma isi faiga. O le mea sili ona taatele o le fa'afefeteina fa'amalama pe a uma ona fa'apipi'i ion.

O le fa'apipi'iina o le ion o le a a'afia ai le fa'atotonuga o mea'ai, ma mafua ai ona latou vavae'ese mai le fausaga lattice muamua ma fa'aleagaina ai le lattice substrate. E mafai ona toe fa'aleleia le lattice fa'aleagaina ona o le fa'apipi'iina o ion ma e mafai fo'i ona fa'agaoioi atu le fa'atūina o mea leaga mai va o lattice i nofoaga lattice, ma fa'agaoioia ai.

O le vevela e manaʻomia mo le toe faʻaleagaina o lattice e tusa ma le 500°C, ma le vevela e manaʻomia mo le faʻagaoioia o le le mama e tusa ma le 950°C. I le talitonuga, o le umi o le taimi faʻafefete ma le maualuga o le vevela, o le maualuga o le faʻagaoioia o mea leaga, ae o le maualuga tele o le paketi vevela o le a taʻitaʻia ai le tele o le faʻasalalauina o mea leaga, e le mafai ai ona taofiofia le faagasologa ma iu ai ina faʻaleagaina le masini ma le faʻatinoga o le matagaluega.

O le mea lea, faʻatasi ai ma le atinaʻeina o tekinolosi gaosiga, faʻasolosolo faʻasolosolo o le ogaumu faʻasolosolo umi ua suia i le faʻavaveina o le vevela (RTA).

I le gaosiga o le gaosiga, o nisi ata tifaga e mana'omia le fa'aogaina o le fa'afefeteina ina ua mae'a le tu'uina e suia ai nisi o mea fa'aletino po'o vaila'au o le ata. Mo se faʻataʻitaʻiga, o se ata tifaga mataʻutia e amata ona mafiafia, suia lona fua faʻamamago pe susu;

O le isi fa'aogaina masani fa'aogaina e tupu i le taimi o le fa'avaeina o le silicide u'amea. O ata u'amea e pei o le cobalt, nickel, titanium, ma isi mea e fa'afefeteina i luga o le u'amea o le silicon wafer, ma a mae'a fa'avave fa'afefeteina i se vevela maualalo, e mafai e le u'amea ma le silikoni ona fausia se fa'afefiloi.

O nisi u'amea e fausia ai vaega fa'afefiloi eseese i lalo o tulaga eseese o le vevela. E masani lava, e faʻamoemoe e fausia se vaega faʻapipiʻi e maualalo le faʻafesoʻotaʻi faʻafesoʻotaʻi ma le tino tetee i le faagasologa.

E tusa ai ma manaoga eseese o le paketi vevela, o le faagasologa o le annealing ua vaevaeina i le vevela o le ogaumu vevela ma le faʻavaveina o le vevela.

• Su'ega fa'apa'au ogaumu maualuga maualuga:

O se auala fa'aleaga masani ma le maualuga o le vevela, umi le taimi fa'apipi'i ma maualuga le paketi.

I nisi o faiga faʻapitoa, e pei o le okesene tui faʻaesea tekinolosi mo le sauniaina SOI substrates ma loloto-well diffusion faagasologa, e faʻaaogaina lautele. O ia faiga masani e mana'omia ai se tala fa'atatau o le vevela maualuga e maua ai se lattice atoatoa po'o le tufatufaina atu o le le mama.

• Fa'asa'o vave fa'a'avevela:

O le fa'agasologa lea o le fa'agaioia o fa'ama'i fa'asolo e ala i le fa'avevela vave/fa'alili ma le nofo pu'upu'u i le vevela fa'atatau, o nisi taimi e ta'ua o le Rapid Thermal Processing (RTP).

I le faagasologa o le faia o ultra-papa'u junctions, vave vevela annealing ausia se fetuutuunai optimization i le va o lattice faaletonu toe faaleleia, faagaoioia le mama, ma faaitiitia o le le mama salalau, ma e taua i le gaosiga faagasologa o nodes tekinolosi alualu i luma.

O le fa'agasologa o le si'itia ma le pa'u o le vevela ma le pu'upu'u tumau i le vevela fa'atatau fa'atasi e fa'atatau i le tala fa'atatau o le fa'amama vave.

O le fa'afefeteina fa'amama fa'aleaganu'u masani e iai le vevela e tusa ma le 1000°C ma e alu sekone. I tausaga talu ai nei, o manaʻoga mo le faʻavaveina o le vevela ua faʻateleina le faʻamalosi, ma faʻasolosolo faʻasolosolo, faʻapipiʻi faʻamaʻi, ma faʻasolosolo leisa ua faasolosolo malie ona atiaʻe, faʻatasi ai ma taimi faʻapipiʻi e oʻo atu i milliseconds, ma e oʻo lava i le atinaʻeina o microseconds ma sub-microseconds.

3 . Tolu mea fa'avelaina fa'agasologa

3.1 Fa'asalalauga ma meafaigaluega fa'ama'i

O le faʻasalalauga faʻagasologa masani e faʻaaogaina ai le mataupu faavae o le faʻasalalauina o le vevela i lalo ole vevela maualuga (e masani lava 900-1200 ℃) tulaga e tuʻufaʻatasia ai elemene eleelea i totonu o le silicon substrate i se loloto manaʻomia e tuʻuina atu ai se faʻasalalauga faʻapitoa, ina ia suia ai le eletise eletise o le meafaitino ma fausia se fausaga masini semiconductor.

I le silicon integrated circuit technology, o le diffusion process e faʻaaogaina e fai ai PN junctions poʻo vaega e pei o resistors, capacitors, fesoʻotaʻiga fesoʻotaʻiga, diodes ma transistors i fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasia, ma faʻaaogaina foi mo le vavaeeseina i le va o vaega.

Ona o le le mafai ona pulea saʻo le tufatufaina atu o le faʻaogaina o le doping, o le faʻasalalauga faʻasolosolo ua suia malie e le faʻaogaina o le ion implantation doping process i le gaosiga o fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasia ma le 200 mm ma luga aʻe, ae o se vaega itiiti o loʻo faʻaaogaina pea i le mamafa. faiga doping.

O meafaigaluega fa'asalalau fa'aleaganu'u e masani lava o ogaumu fa'asalalau fa'alava, ma o lo'o i ai fo'i se numera la'ititi o ogaumu fa'asalalau tu'usa'o.

Ogaumu fa'asalalau fa'asaga:

O se masini togafitiga vevela faʻaaogaina lautele i le faʻasalalauga faʻasalalauga o taʻaloga tuʻufaʻatasia ma le lautele o le wafer e itiiti ifo i le 200mm. O ona uiga e faapea o le ogaumu faavevela tino, tali faagaau ma quartz vaa tauaveina wafers ua tuu uma horizontally, o lea e i ai le faagasologa o uiga o le tutusa lelei i le va o wafers.

E le gata o se tasi o mea taua pito i luma i luga o le laina tuʻufaʻatasiga faʻapipiʻi, ae faʻaaogaina lautele i le faʻasalalau, faʻamaʻiina, faʻafefe, faʻafefiloi ma isi faiga i totonu o pisinisi e pei o masini faʻapitoa, masini eletise eletise, masini optoelectronic ma fiber optical. .

Ogaumu fa'asalalau tūsa'o:

E masani lava ona faasino i se masini togafitiga vevela o loʻo faʻaaogaina i le faʻagasologa o le matagaluega faʻapipiʻi mo wafers ma le lautele o le 200mm ma le 300mm, e masani ona lauiloa o se ogaumu tuusao.

O foliga faʻavae o le ogaumu faʻasalalau tusaʻo o le tino o le ogaumu faʻavevela, faʻafefe tali ma le vaʻa quartz o loʻo tauaveina le wafer o loʻo tuʻu uma i luga, ma o le wafer e tuʻu faalava. O loʻo i ai uiga o le tutusa lelei i totonu o le wafer, maualuga maualuga o le masini, ma le faʻatinoina o le faʻatinoga, lea e mafai ona fetaui ma manaʻoga o laina faʻapipiʻi tuʻufaʻatasia tetele.

O le ogaumu faʻasalalau faʻasalalau o se tasi lea o meafaigaluega taua i le semiconductor integrated circuit production line ma e masani ona faʻaaogaina i faʻagasologa fesoʻotaʻiga i le fanua o masini eletise eletise (IGBT) ma isi.

O le ogaumu faʻasalalau tusaʻo e faʻatatau i faiga faʻamaʻi e pei o le faʻamago o le okesene oxidation, hydrogen-oxygen synthesis oxidation, silicon oxynitride oxidation, ma ata manifinifi faagasologa tuputupu aʻe e pei o le silicon dioxide, polysilicon, silicon nitride (Si3N4), ma le atomic layer deposition.

E masani foi ona faʻaaogaina i le maualuga o le vevela faʻafefe, faʻafefe apamemea ma faiga faʻafefiloi. I le tulaga o le fa'asalalauina o fa'agasologa, o fa'a'aumu fa'asalalau tu'usa'o e fa'aaogaina i nisi taimi i faiga mamafa doping.

3.2 Mea faigaluega fa'apipi'i vave

Rapid Thermal Processing (RTP) meafaigaluega o se masini e togafitia ai le vevela e tasi-wafer e mafai ona vave siitia le vevela o le wafer i le vevela e manaʻomia e le faʻagasologa (200-1300 ° C) ma e mafai ona vave faʻafefe. Ole fua fa'avevela/malili e masani ile 20-250°C/s.

I le faaopoopo atu i le tele o punaoa malosi ma le taimi faʻafefe, o meafaigaluega a le RTP o loʻo i ai foi isi faʻatinoga sili ona lelei, e pei o le faʻaleleia lelei o le paketi o le vevela ma sili atu le tutusa o luga o le eleele (aemaise lava mo le tele-tele o wafers), toe faʻaleleia o mea leaga na mafua mai i le faʻapipiʻiina o ion, ma tele potu e mafai ona tamomoe eseese laasaga faagasologa i le taimi e tasi.

E le gata i lea, o meafaigaluega a le RTP e mafai ona faʻafesoʻotaʻi ma vave faʻaliliu ma fetuutuunai gaioiga faʻagasologa, ina ia mafai ai ona faʻamaeʻaina le tele o togafitiga vevela i le faʻagasologa o togafitiga vevela.

O meafaigaluega RTP e masani ona faʻaaogaina i le faʻavaveina o le vevela (RTA). A maeʻa le faʻapipiʻiina o le ion, e manaʻomia meafaigaluega a le RTP e toe faʻaleleia ai le faʻaleagaina e mafua mai i le faʻapipiʻiina o le ion, faʻagaoioia doped protons ma faʻamalosia lelei le faʻasalalauina o le le mama.

I se tulaga lautele, o le vevela mo le toe faaleleia o faaletonu lattice e tusa ma le 500 ° C, ae 950 ° C e manaʻomia mo le faʻagaoioia o atoms doped. O le faʻagaoioia o mea leaga e fesoʻotaʻi ma le taimi ma le vevela. O le umi o le taimi ma le maualuga o le vevela, o le sili atu foi lea o le faʻaogaina o mea le mama, ae e le o se mea e faʻafefe ai le faʻasalalauina o mea leaga.

Ona o le meafaigaluega RTP o loʻo i ai uiga o le vave oso aʻe o le vevela / pa'ū ma le umi o le taimi, o le faʻaogaina o le faʻagasologa pe a uma le faʻapipiʻiina o ion e mafai ona ausia le filifiliga sili ona lelei i le toe faʻaleleia o le lattice, le faʻaogaina o le eleelea ma le faʻafefeina o le faʻaleagaina.

O le RTA e masani ona vaevaeina i vaega nei e fa:

(1)Spike Annealing

O lona uiga e taulaʻi i le faʻavaveina o le faʻavevela / faʻamafanafana, ae e leai se faʻaogaina o le vevela. O le faʻamaʻi faʻapipiʻi e tumau i le maualuga o le vevela mo se taimi puupuu, ma o lana galuega autu o le faʻagaoioia o elemene doping.

I fa'aoga moni, e amata vave ona vevela le wafer mai se nofoaga mautu o le vevela ma fa'ato'a maalili pe a o'o i le tulaga maualuga o le vevela.

Talu ai ona o le taimi o le tausiga i le nofoaga autu o le vevela (ie, o le pito maualuga o le vevela) e matua puupuu lava, o le faʻaogaina o le faʻagasologa e mafai ona faʻateleina le maualuga o le faʻaogaina o le eleelea ma faʻaitiitia ai le maualuga o le faʻasalalauina o le eleelea, aʻo iai ni faʻafitauli lelei o le toe faʻaleleia o uiga, e mafua ai le maualuga. le lelei o le fusifusia ma le maualalo o le taimi nei.

O le fa'aogaina o le Spike e fa'aaogaina lautele i faiga fa'asoso'oga ultra-papa'u pe a uma le 65nm. O fa'asologa o le fa'agasologa o le fa'afefeteina o le spike e tele lava ina aofia ai le maualuga o le vevela, taimi maualuga e nofo ai, le eseesega o le vevela ma le tete'e o le wafer pe a uma le fa'agasologa.

O le puʻupuʻu o le taimi maualuga e nofo ai, o le sili atu lea. E fa'alagolago lava ile fua fa'avevela/malili ole fa'atonuga ole vevela, ae o le atemosifia kasa filifilia i nisi taimi e iai fo'i se a'afiaga.

Mo se faʻataʻitaʻiga, o le helium o loʻo i ai se voluma atomika laʻititi ma se saoasaoa faʻasalalau vave, lea e faʻaogaina i le faʻafefe vave ma le tutusa o le vevela ma e mafai ona faʻaitiitia ai le lautele lautele poʻo le taimi e nofo ai. O le mea lea, o nisi taimi e filifilia ai le helium e fesoasoani i le faʻamafanafana ma le malulu.

(2)Lamepa Su'e

Tekinolosi faʻapipiʻi moli e faʻaaogaina lautele. O lamepa halogen e masani ona faʻaaogaina e avea ma puna vevela faʻavave vave. O latou maualuga faʻavevela / malulu ma faʻatautaia tonu le vevela e mafai ona faʻamalieina manaʻoga o gaosiga o gaosiga i luga aʻe o le 65nm.

Ae ui i lea, e le mafai ona faʻamalieina atoatoa manaʻoga o le 45nm process (ina ua maeʻa le 45nm process, pe a oʻo mai le nickel-silicon contact of the logic LSI, e manaʻomia ona vave vevela le wafer mai le 200 ° C i luga o le 1000 ° C i totonu o milliseconds, e masani lava ona manaʻomia le faʻaogaina o le laser).

(3)Fa'amauina leisa

Laser annealing o le faagasologa o le faʻaogaina saʻo o le laser e faʻavave ai le vevela o le pito i luga o le wafer seia lava e faʻafefe ai le tioata silicon, ma faʻamalosia tele.

O le lelei o le faʻamaʻi leisa e matua televave faʻamafanafana ma pulea maaleale. E le manaʻomia le faʻamafanafanaina o filament ma e leai ni faʻafitauli i le vevela o le vevela ma le ola filament.

Ae ui i lea, mai se vaaiga faʻapitoa, o le laser annealing o loʻo i ai le leakage o loʻo iai nei ma faʻafitauli faaletonu o totoe, lea o le a iai foi se aafiaga patino i le faʻatinoga o masini.

(4)Fa'asu'i Uila

O le fa'ama'i fa'ama'i ose fa'atekonolosi fa'apipi'i lea e fa'aogaina ai le fa'avevela maualuga e fa'atino ai le fa'ama'i fa'apipi'i i luga o fa'ama'i i se vevela fa'atamaisa.

O le wafer e muamua faʻamafanafanaina i le 600-800 ° C, ona faʻaaogaina lea o le vevela maualuga mo le puʻupuʻu puʻupuʻu puʻupuʻu. A o'o loa le maualuga o le vevela o le wafer i le vevela e mana'omia, e tape loa le vevela.

O meafaigaluega RTP ua faʻateleina le faʻaaogaina i le gaosiga faʻapipiʻi faʻatasi.

I le faʻaopoopoga i le faʻaaogaina lautele i faiga RTA, ua amata foʻi ona faʻaaogaina meafaigaluega a le RTP i le faʻamaʻiina vave o le vevela, faʻavaveina o le vevela, faʻafefeteina faʻavavevave, faʻapipiʻiina vave o vailaʻau, faʻapea foʻi ma le gaosiga o le silicide uʻamea ma le epitaxial process.

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Semicera e mafai ona tuʻuina atuvaega graphite,lagona vaivai/malosi,vaega silikon carbide,CVD silicon carbide vaega, maSiC/TaC vaega fa'apipi'ifa'atasi ai ma faiga semiconductor atoa ile 30 aso.

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