Acerca de los elementos calefactores de semiconductores

El tratamiento térmico es uno de los procesos esenciales e importantes en el proceso de semiconductores. El proceso térmico es el proceso de aplicar energía térmica a una oblea colocándola en un entorno lleno de un gas específico, incluida la oxidación/difusión/recocido, etc.

El equipo de tratamiento térmico se utiliza principalmente en cuatro tipos de procesos de oxidación, difusión, recocido y aleación.

Oxidaciónse coloca en la oblea de silicio en la atmósfera de oxígeno o vapor de agua y otros oxidantes para el tratamiento térmico a alta temperatura, la reacción química en la superficie de la oblea para formar un proceso de película de óxido, es uno de los más utilizados en el proceso de circuito integrado del proceso básico. La película de oxidación tiene una amplia gama de usos, se puede utilizar como capa de bloqueo para inyección de iones y capa de penetración de inyección (capa amortiguadora de daños), pasivación superficial, materiales de puerta aislante y capa de protección del dispositivo, capa de aislamiento, estructura del dispositivo de la capa dieléctrica, etc.

Difusiónestá en condiciones de alta temperatura, el uso del principio de difusión térmica de los elementos de impureza de acuerdo con los requisitos del proceso dopados en el sustrato de silicio, de modo que tenga una distribución de concentración específica, para cambiar las características eléctricas del material, la formación de la estructura del dispositivo semiconductor. En el proceso de circuito integrado de silicio, el proceso de difusión se utiliza para hacer uniones PN o constituir circuitos integrados en la resistencia, capacitancia, cableado de interconexión, diodos y transistores y otros dispositivos.

Recocer, también conocido como recocido térmico, proceso de circuito integrado, todo en nitrógeno y otra atmósfera inactiva en el proceso de tratamiento térmico se puede llamar recocido, su función es principalmente eliminar defectos de red y eliminar daños de red en la estructura de silicio.

Aleaciónes un tratamiento térmico a baja temperatura que generalmente se requiere para colocar obleas de silicio en una atmósfera de gas inerte o argón para formar una buena base para los metales (Al y Cu) y el sustrato de silicio, así como para estabilizar la estructura cristalina del cableado de Cu y eliminar las impurezas, mejorando así la confiabilidad del cableado.

Según la forma del equipo, el equipo de tratamiento térmico se puede dividir en horno vertical, horno horizontal y horno de procesamiento térmico rápido (Procesamiento térmico rápido, RTP).

Horno vertical:El sistema de control principal del horno vertical se divide en cinco partes: tubo del horno, sistema de transferencia de obleas, sistema de distribución de gas, sistema de escape, sistema de control. El tubo del horno es el lugar para calentar obleas de silicio, que consta de fuelles de cuarzo verticales, cables de resistencia de calentamiento multizona y manguitos de tubo de calentamiento. La función principal del sistema de transferencia de obleas es cargar y descargar obleas en el tubo del horno. La carga y descarga de las obleas se realiza mediante maquinaria automática, que se mueve entre la mesa del bastidor de obleas, la mesa del horno, la mesa de carga de obleas y la mesa de enfriamiento. El sistema de distribución de gas transfiere el flujo de gas correcto al tubo del horno y mantiene la atmósfera dentro del horno. El sistema de gas de cola está ubicado en un orificio pasante en un extremo del tubo del horno y se usa para eliminar completamente el gas y sus subproductos. El sistema de control (microcontrolador) controla todas las operaciones del horno, incluido el tiempo del proceso y el control de la temperatura, la secuencia de los pasos del proceso, el tipo de gas, la tasa de flujo del gas, la tasa de aumento y disminución de la temperatura, la carga y descarga de obleas, etc. Cada microcontrolador interactúa con una computadora central. En comparación con los hornos horizontales, los hornos verticales reducen el espacio y permiten un mejor control y uniformidad de la temperatura.

Horno horizontal:Su tubo de cuarzo se coloca horizontalmente para colocar y calentar las obleas de silicio. Su sistema de control principal se divide en 5 secciones como el horno vertical.

Horno de procesamiento térmico rápido (RTP): El horno de aumento rápido de temperatura (RTP) es un sistema de calentamiento pequeño y rápido que utiliza lámparas halógenas infrarrojas como fuente de calor para elevar rápidamente la temperatura de la oblea a la temperatura de procesamiento, lo que reduce el tiempo necesario para la estabilización del proceso y enfría la oblea rápidamente al final del proceso. En comparación con los hornos verticales tradicionales, el RTP es más avanzado en el control de temperatura, siendo las principales diferencias sus componentes de calentamiento rápido, dispositivos especiales de carga de obleas, enfriamiento por aire forzado y mejores controladores de temperatura. El dispositivo especial de carga de obleas aumenta la brecha entre las obleas, lo que permite un calentamiento o enfriamiento más uniforme entre las obleas. que simplemente controlar la atmósfera dentro del horno. Además, existe una compensación entre volúmenes altos de obleas (150-200 obleas) y tasas de rampa, y el RTP es adecuado para lotes más pequeños (50-100 obleas) para aumentar las tasas de rampa porque se procesan menos obleas al mismo tiempo, y este tamaño de lote más pequeño también mejora el flujo de aire local en el proceso.

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