1. Dulmar
Kululaynta, oo sidoo kale loo yaqaan habaynta kulaylka, waxaa loola jeedaa hababka wax soo saarka ee ku shaqeeya heerkul sare, badanaa ka sarreeya barta dhalaalka ee aluminiumka.
Habka kuleyliyaha waxaa badanaa lagu fuliyaa foorno heerkul sare leh waxaana ku jira habab waaweyn sida oksaydheynta, wasakhowga wasakhaysan, iyo nuugista hagaajinta cilladda crystal ee wax soo saarka semiconductor.
Oxidation: Waa hab-raac maraqa silikoon lagu dhejiyo jawiga oksaydhiyeyaasha sida ogsijiinta ama uumiga biyaha ee daawaynta kulaylka sareeyo, taasoo keenta fal-celin kiimikaad dusha sare ee wafer silikoon si ay u samayso filim oksaydh ah.
Faafinta wasakhaysan: waxaa loola jeedaa isticmaalka mabaadi'da fidinta kulaylka ee hoos yimaada xaaladaha heerkulka sare si loo soo bandhigo walxaha wasakhda ah ee substrate silikoon iyadoo loo eegayo shuruudaha nidaamka, si ay u yeelato qaybin gaar ah, taas oo beddeleysa sifooyinka korantada ee walxaha silikon.
Annealing waxaa loola jeedaa habka kululaynta wafer silikoon ka dib markii la geliyo ion si loo hagaajiyo cilladaha daaqsinka ee ay keento ion implantation.
Waxaa jira saddex nooc oo asaasi ah oo qalab ah oo loo isticmaalo oksaydheynta/fidinta/anabaynta:
- foornada horizontal;
- Foornada tooska ah;
- Foornada kululaynta degdega ah: qalabka daaweynta kulaylka degdega ah
Nidaamyada daaweynta kulaylka dhaqameed waxay inta badan isticmaalaan daawaynta heerkulka sare ee muddada-dheer si loo baabi'iyo waxyeelada ay keento tallaalka ion, laakiin faa'iidooyinkeeda ayaa ah ka saarista cillad aan dhammaystirnayn iyo waxtarka firfircoonida hoose ee wasakhda la geliyo.
Intaa waxaa dheer, heerkulka sare ee annealing iyo waqti dheer awgeed, dib u qaybinta wasakhdu waxay u badan tahay inay dhacdo, taasoo keenaysa xaddi badan oo wasakh ah si ay u faafaan oo ku guuldareystaan inay buuxiyaan shuruudaha isgoysyada gaagaaban iyo qaybinta wasakhda cidhiidhiga ah.
Xakamaynta kulaylka degdega ah ee waferrada ion-lagu beeray iyada oo la adeegsanayo qalabka farsamaynta kulaylka degdega ah (RTP) waa habka daawaynta kulaylka oo ku kululeeya dhammaan mareegaha heerkul gaar ah (guud ahaan 400-1300 ° C) waqti aad u gaaban.
Marka la barbardhigo kuleyliyaha foornada, waxay leedahay faa'iidooyinka miisaaniyad kuleyl ah oo yar, kala duwanaansho yar oo wasakh ah oo ka jirta aagga doping, wasakhowga yar iyo waqti habaynta gaaban.
Habka kululaynta degdega ah ee kuleylku wuxuu isticmaali karaa ilo kala duwan oo tamar ah, iyo waqtiga kala duwanaansho ee annealing waa mid aad u ballaaran (laga bilaabo 100 ilaa 10-9s, sida nalalka nalalka, nuujinta laser, iwm.). Waxay si buuxda u hawlgelin kartaa wasakhda iyadoo si wax ku ool ah u xakamaynaysa qaybinta wasakhda. Waxaa hadda si weyn loogu isticmaalaa hababka wax soo saarka wareegga isku dhafan ee dhamaadka-sare leh dhexroorka wafer ee ka weyn 200mm.
2. Habka kuleylka labaad
2.1 Habka oksidaynta
Habka wax-soo-saarka wareegga isku-dhafka ah, waxaa jira laba hab oo loogu talagalay sameynta filimada silicon oxide: oksaydhka kuleylka iyo dhigaalka.
Habka oksaydhisku wuxuu loola jeedaa habka samaynta SiO2 ee dusha sare ee waferrada silikoon by oksaydhka kulaylka. Filimka SiO2 ee ay samaysay oksaydhka kuleylka ayaa si weyn loogu isticmaalaa habka wax soo saarka wareegga isku dhafan sababtoo ah sifooyinka korantada ee sarreeya iyo habka suurtogalka ah.
Codsiyada ugu muhiimsan waa sida soo socota:
- Ka ilaali qalabka xagashada iyo wasakheynta;
- Xakamaynta go'doominta garoonka ee sidayaasha la soo dalacday (korka dulsaarka);
- Qalabka dielectric ee gate oxide ama qaabdhismeedka unugyada kaydinta;
- Maaskaro la gashado ee doping;
- Lakabka dielectric ee u dhexeeya lakabyada wax-qabadka birta.
(1)Ilaalinta aaladda iyo go'doominta
SiO2 oo lagu koray dusha sare ee wafer (wafer silikon) ayaa u adeegi karta lakabka xannibaadda wax ku ool ah si loo go'doomiyo oo loo ilaaliyo aaladaha xasaasiga ah ee silikoon ku jira.
Sababtoo ah SiO2 waa walxo adag oo aan dalool lahayn (cufan), waxaa loo isticmaali karaa in si wax ku ool ah loo go'doomiyo qalabka firfircoon ee dusha silikon. Lakabka adag ee SiO2 wuxuu ka ilaalin doonaa waferka silikoon xagashada iyo dhaawaca dhici kara inta lagu jiro habka wax soo saarka.
(2)Meesha oogada
Xakamaynta dusha sare Faa'iidada ugu weyn ee SiO2 kuleyl ahaan u koray waa in ay yarayn karto cufnaanta gobolka ee silikoon iyada oo xaddidaysa curaarta jilicsan, saamaynta loo yaqaan passivation dusha.
Waxay ka hortagtaa xaalufka korantada waxayna yaraynaysaa dariiqa qulqulka qulqulka ee ay sababaan qoyaanka, ions ama wasakhowga kale ee dibadda. Lakabka adag ee SiO2 wuxuu ka ilaaliyaa Si xagashada iyo habsocodka dhaawaca ee dhici kara inta lagu jiro wax soo saarka ka dib.
Lakabka SiO2 ee ku koray dusha Si wuxuu ku xidhi karaa wasakhda korantada firfircoon ( faddaraynta ion mobilada) ee dusha Si. Baadhitaanku wuxuu kaloo muhiim u yahay xakamaynta qulqulka hadda ee aaladaha is-goysyada iyo koritaanka oksaydhyada albaabka deggan.
Sida lakabka passivation tayo sare leh, lakabka oksaydhku wuxuu leeyahay shuruudo tayo leh sida dhumucdiisuna tahay lebbiska, ma laha godad biin iyo bannaan.
Arrin kale oo loo isticmaalo lakabka oksaydhka sida lakabka passivation Si dusha sare waa dhumucda lakabka oksaydhka. Lakabka oksaydhku waa inuu ahaadaa mid dhumuc weyn leh si uu uga hortago lakabka birta inuu ku dallaco sababtoo ah ururinta dusha silikon, taas oo la mid ah kaydinta kharashka iyo sifooyinka burburka ee capacitors caadiga ah.
SiO2 sidoo kale waxay leedahay isku-dheelitir la mid ah ballaarinta kulaylka ee Si. Waferrada silikoonku way balaadhaan inta lagu jiro hababka heerkulka sare iyo qandaraas inta lagu jiro qaboojinta.
SiO2 waxay balaarineysaa ama qandaraas ku qaadaa qiime aad ugu dhow kan Si, taas oo yareyneysa qulqulka waferka silikoon inta lagu jiro habka kulaylka. Tani waxay sidoo kale ka fogaanaysaa kala-soocidda filimka oksaydhka ee dusha silikon sababtoo ah walbahaarka filimka.
(3)Gate oxide dielectric
Qaab dhismeedka oksaydhka albaabka aadka loo isticmaalo uguna muhiimsan ee tignoolajiyada MOS, lakabka oksaydhka aadka u khafiifka ah ayaa loo istcimaalay sida walxo dielectric ah. Maaddaama lakabka oxide-ka ee gate iyo Si hoostiisa ay leeyihiin sifooyinka tayada sare iyo xasiloonida, lakabka oxide gate guud ahaan waxaa lagu helaa koritaanka kulaylka.
SiO2 waxay leedahay awood dielectric sare ah (107V/m) iyo iska caabin sare (qiyaastii 1017Ω · cm).
Furaha kalsoonida aaladaha MOS waa daacadnimada lakabka oksaydhka albaabka. Qaab dhismeedka albaabka aaladaha MOS ayaa xakameynaya socodka hadda. Sababtoo ah oksaydhkani waa saldhigga shaqada microchips ee ku salaysan tignoolajiyada saamaynta goobta,
Sidaa darteed, tayada sare leh, lebbiska dhumucda filimka aad u fiican iyo maqnaanshaha wasakhda ayaa ah shuruudaha aasaasiga ah. Wasakh kasta oo hoos u dhigi karta shaqada qaab dhismeedka oksaydhka albaabka waa in si adag loo xakameeyaa.
(4)Caqabadda doping
SiO2 waxaa loo isticmaali karaa sidii lakab maaskaro oo wax ku ool ah oo loogu talagalay doping xulashada ee dusha silikon. Marka lakabka oksaydhka lagu sameeyo dusha silikoon, SiO2 ee qaybta daah-furnaanta ee maaskarada ayaa loo dhejiyaa si ay u sameeyaan daaqad ay walxaha doping-ka ka geli karaan waferka silikoon.
Meesha aysan jirin dariishado, oksaydhku waxa uu ilaalin karaa dusha silikoon kana ilaalin karaa wasakhda in ay faafiso, taas oo u sahlaysa in lagu beero wasakh la xushay.
Dhakhaatiirtu waxay si tartiib tartiib ah ugu socdaan SiO2 marka la barbardhigo Si, markaa lakabka oksaydhka khafiifka ah ayaa loo baahan yahay si loo xakameeyo dopants (ogow in heerkani uu ku xiran yahay heerkulku).
Lakabka oksaydhka khafiifka ah (tusaale, dhumucdiisuna tahay 150 Å) waxa kale oo loo isticmaali karaa aagagga looga baahan yahay tallaalka ion, kaas oo loo isticmaali karo in lagu yareeyo waxyeelada dusha silikoon.
Waxa kale oo ay u ogolaataa in si fiican loo xakameeyo qoto dheer ee isgoysyada inta lagu jiro abuurka wasakhda iyadoo la yareynayo saameynta kanaalka. Ka dib marka la geliyo, oksaydhka ayaa si xulashada ah looga saari karaa aashitada hydrofluoric si loo sameeyo dusha silikoon mar kale.
(5)Lakabka dielectric ee u dhexeeya lakabyada birta
SiO2 kuma qabato koronto xaaladaha caadiga ah, marka waa dahaye wax ku ool ah oo u dhexeeya lakabyada birta ee microchips. SiO2 waxay ka hortagi kartaa wareegyada gaaban ee u dhexeeya lakabka birta sare iyo lakabka hoose ee birta, sida insulator-ka fiilada ayaa ka hortagi kara wareegyada gaaban.
Shuruudda tayada oksaydhisku waa in aanay lahayn godad iyo godad bannaan. Badanaa waxaa lagu daraa si loo helo dareere waxtar leh, kaas oo si fiican u yareeyn kara faafitaanka wasakhda. Badanaa waxaa lagu helaa uumiga kiimikada halkii laga heli lahaa korriinka kulaylka.
Iyadoo ku xiran gaaska falcelinta, habka oksaydhisku inta badan waxaa loo qaybiyaa:
- oksaydheynta oksijiinta qalalan: Si + O2→SiO2;
- Ogsajiinta qoyan: 2H2O ( uumiga biyaha) + Si → SiO2 + 2H2;
- oksaydhaynta Chlorine-doped: Gaaska Chlorine, sida hydrogen chloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) ama waxyaabaha ka soo baxa, ayaa lagu daraa ogsijiinta si loo hagaajiyo heerka oksaydhka iyo tayada lakabka oksaydhka.
(1)Habka oksaydheynta oksijiinta qalalan: Unugyada oksijiinta ee ku jira gaaska falcelinta waxay ku faafaan lakabka oksaydhka ee hore loo sameeyay, waxay gaadhaan isdhexgalka u dhexeeya SiO2 iyo Si, waxay la falgalaan Si, ka dibna waxay sameeyaan lakab SiO2.
SiO2 ee ay diyaarisay oksaydhaynta oksijiinta ee qallalan waxay leedahay qaab-dhismeed cufan, dhumucdiisuna tahay lebbisan, awood maskaxeed oo xoog leh oo loogu talagalay duritaanka iyo faafinta, iyo dib-u-celinta habka sare. Khasaareheedu waa in heerka korriinka uu gaabis yahay.
Habkan waxaa guud ahaan loo isticmaalaa oksaydheynta tayada sare leh, sida oxidation dielectric gate, oxidation lakabka khafiifka ah ee khafiifka ah, ama bilawga oksaydhka iyo joojinta oksaydhka inta lagu jiro oksaydhka lakabka dhumuc weyn.
(2)Habka oksaydheynta qoyanUumiga biyaha waxaa si toos ah loogu qaadi karaa ogsijiinta, ama waxaa lagu heli karaa falcelinta hydrogen iyo oxygen. Heerarka oksaydhisku waxa lagu beddeli karaa iyadoo la hagaajinayo saamiga cadaadiska qayb ahaan hydrogen ama uumiga biyaha iyo ogsijiinta.
Ogsoonow in si loo hubiyo badbaadada, saamiga hydrogen iyo ogsijiinta waa inuusan dhaafin 1.88: 1. Oksijiinta qoyan waxaa sabab u ah joogitaanka ogsijiinta iyo uumiga biyaha labadaba ee gaaska falcelinta, iyo uumiga biyuhu waxay u jajabaan hydrogen oxide (HO) heerkulka sare.
Heerka faafinta hydrogen oxide ee silikoon oxide aad ayuu uga dhaqso badan yahay kan oksijiinta, sidaa darteed heerka oksaydhka qoyan ee qoyan waxa uu ku saabsan yahay hal nidaam oo cabbir ka sarreeya heerka oksaydhka qalalan.
(3)Habka oksaydhka ee koloriin-doped: Marka lagu daro oksaydheynta oksijiinta qalalan ee dhaqameed iyo oksaydhis qoyan, gaaska chlorine, sida hydrogen chloride (HCl), dichlorethylene DCE (C2H2Cl2) ama waxyaabaha ka soo baxa, ayaa lagu dari karaa ogsijiinta si loo hagaajiyo heerka oksaydhka iyo tayada lakabka oksaydhka .
Sababta ugu weyn ee kororka heerka oksaydhisku waa in marka koloriin lagu daro oksaydheynta, kaliya ma aha fal-celiyeyaasha ka kooban uumiga biyaha oo soo dedejin kara oksaydhka, laakiin koloriintu waxay sidoo kale ku ururtaa meel u dhow isdhexgalka u dhexeeya Si iyo SiO2. Marka ay jirto ogsijiin, xeryahooda chlorosilicon si fudud ayaa loogu beddelaa silicon oxide, taas oo kicin karta oksaydhka.
Sababta ugu weyn ee hagaajinta tayada lakabka oksaydhka ayaa ah in atamka chlorine ee lakabka oksaydhka ay nadiifin karaan waxqabadka ions sodium, taas oo yaraynaysa cilladaha oksaydhka ee ay soo bandhigtay wasakheynta sodium ion ee qalabka iyo habka alaabta ceeriin. Sidaa darteed, doping chlorine waxay ku lug leedahay inta badan hababka oksaydhiinta qalalan.
2.2 Habka fidinta
Faafinta dhaqameedku waxa loola jeedaa wareejinta walxaha laga soo qaado meelaha fiirsashada sare leh oo loo wareejiyo meelaha hoose ilaa ay si siman u qaybsan yihiin. Habka faafinta ayaa raacaya sharciga Fick. Faafsanaantu waxay ku dhex dhici kartaa laba ama in ka badan oo shay, iyo fiirsashada iyo kala duwanaanshaha heerkulka u dhexeeya aagagga kala duwan waxay keenaysaa qaybinta walxaha ilaa xaalad isku mid ah oo siman.
Mid ka mid ah sifooyinka ugu muhiimsan ee qalabka semiconductor waa in habdhaqankooda lagu hagaajin karo iyada oo lagu daro noocyo kala duwan ama uruurinta dopants. Soo saarista wareegyada isku dhafan, habkan waxaa badanaa lagu gaaraa hababka doping ama faafinta.
Iyadoo ku xiran ujeedooyinka naqshadeynta, qalabka semiconductor sida silikon, germanium ama III-V xeryahooda waxay heli karaan laba siyood oo semiconductor oo kala duwan, N-nooca ama P-nooca, iyadoo lagu daro wasakh-deeqaha ama aqbalaha wasakhda.
Semiconductor doping inta badan waxaa lagu fuliyaa laba qaab: faafin ama ion implantation, mid kasta oo leh astaamo u gaar ah:
Daawada faafinta waa ka qaalisan tahay, laakiin fiirsashada iyo qoto dheeraanta maaddada doping si sax ah looma xakameyn karo;
Iyadoo ku dhejinta ion ay tahay mid qaali ah, waxay u oggolaaneysaa in si sax ah loo xakameeyo profiles-fiirsashada dopant.
Kahor 1970-meeyadii, cabirka muuqaalka sawirada wareegyada isku dhafan wuxuu ahaa nidaamka 10μm, iyo tignoolajiyada fidinta kulaylka caadiga ah ayaa guud ahaan loo adeegsaday doping.
Habka fidinta waxaa inta badan loo isticmaalaa in lagu beddelo qalabka semiconductor. Adiga oo ku kala firdhiya walxo kala duwan agabka semiconductor-ka, dhaqankooda iyo sifooyinka kale ee jireed waa la bedeli karaa.
Tusaale ahaan, iyada oo loo qaybiyo curiyaha boron-ka-saddexlaha ah ee loo yaqaan 'Silicon', semiconductor-ga nooca P ayaa la sameeyay; Marka lagu daro walxaha pentavalent fosfooraska ama arsenic, semiconductor nooca N ayaa la sameeyay. Marka semiconductor nooca P-ga ah oo leh daloolo badan uu la kulmo semiconductor-ka N-nooca elektarooniga ah, isgoysyada PN ayaa la sameeyay.
Sida cabbirada muuqaalku hoos u dhacaan, habka faafinta isotropic wuxuu suurtogal ka dhigayaa in dopants ay ku faafiyaan dhinaca kale ee lakabka oksaydhka gaashaanka, taasoo keenta gaaban inta u dhaxaysa gobollada ku dhow.
Marka laga reebo qaar ka mid ah isticmaalka gaarka ah (sida faafinta muddada-dheer si loo sameeyo meelo isku mid ah oo u adkaysta korantada sare), habka fidinta waxaa si tartiib tartiib ah loogu beddelay ion implantation.
Si kastaba ha ahaatee, jiilka tignoolajiyada ee ka hooseeya 10nm, maadaama cabbirka Fin ee ku jira aaladda saddex-geesoodka ah ee fin field-effect transistor (FinFET) uu aad u yar yahay, tallaalka ion wuxuu dhaawici doonaa qaab-dhismeedkiisa yar. Isticmaalka habka fidinta ilaha adag ayaa xallin kara dhibaatadan.
2.3 Habka hoos u dhaca
Habka nuugista waxaa sidoo kale loo yaqaannaa kuleylka kuleylka. Nidaamku waa in la dhigo wafer silikoon jawi heerkul sare ah muddo cayiman si loo beddelo qaab-dhismeedka yar-yar ee dusha sare ama gudaha wafer silikoon si loo gaaro ujeedo gaar ah.
Halbeegyada ugu muhiimsan ee habka nuugista waa heerkulka iyo waqtiga. Markasta oo uu heerkulku sarreeyo iyo wakhtiga uu dheeraadoba,waxa badanaysa miisaaniyada kulaylka.
Habka wax soo saarka wareegga dhabta ah ee isku dhafan, miisaaniyada kulaylka si adag ayaa loo xakameynayaa. Haddii ay jiraan habab badan oo nuugista habka socodka, miisaaniyada kulaylka waxaa lagu tilmaami karaa inay tahay meesha ugu sareysa ee daaweynta kulaylka badan.
Si kastaba ha noqotee, iyada oo la yareynayo qanjidhada habka, miisaaniyada kulaylka ee la oggol yahay ee geeddi-socodka oo dhan ayaa noqda mid yar oo yar, taas oo ah, heerkulka heerkulka heerkulka sare ee habka kulaylka ayaa noqda mid hooseeya waqtiguna wuu gaaban yahay.
Caadi ahaan, habka nuugista waxaa lagu daraa ion implantation, dhigista filim khafiif ah, samaynta silicide birta iyo hababka kale. Midda ugu caansan waa kuleylka kuleylka ka dib marka la geliyo ion.
Gelitaanka Ion wuxuu saamayn doonaa atamka substrate-ka, taasoo keenaysa inay ka go'aan qaab dhismeedka shabagga asalka ah oo ay waxyeeleeyaan shabagga substrate-ka. Xiritaanka kulaylku waxay hagaajin kartaa burburka shafka ah ee ay keento ion implantation waxayna sidoo kale ka dhaqaajin kartaa atamka wasakhda ah ee la geliyo meelaha bannaan ee shabagga ah, si ay u dhaqaajiso.
Heerkulka loo baahan yahay hagaajinta burburka shabagga waa qiyaastii 500 ° C, heerkulka looga baahan yahay firfircoonida wasakhdu waa qiyaastii 950 ° C. Aragti ahaan, muddada dheer ee wakhtiga nuugista iyo heerkulka sare, sare u kaca heerka firfircoonida wasakhda, laakiin miisaaniyad aad u sarreeya ayaa u horseedi doonta faafin xad-dhaaf ah oo wasakh ah, taas oo ka dhigaysa habka aan la xakameyn karin ugu dambeyntiina keenaya hoos u dhaca qalabka iyo waxqabadka wareegga.
Sidaa darteed, horumarinta tignoolajiyada wax-soo-saarka, foornaynta foornada muddada-dheer ee dhaqameed ayaa si tartiib tartiib ah loogu beddelay ka-hortagga kulaylka degdegga ah (RTA).
Habka wax soo saarka, filimada gaarka ah qaarkood waxay u baahan yihiin inay maraan habka kuleylka ka dib marka la dhigo si loo beddelo qaar ka mid ah sifooyinka jirka ama kiimikada filimka. Tusaale ahaan, filim dabacsan ayaa noqda mid cufan, isbeddelaya heerka engegan ee qallalan ama qoyan;
Nidaam kale oo caadi ah oo la isticmaalo ayaa dhaca inta lagu jiro samaynta silicide birta. Filimada birta ah sida cobalt, nikkel, titanium, iwm ayaa lagu daadiyaa dusha sare ee waferka silikoonka, ka dib markii kulaylka degdega ah loo geliyo heerkul aad u hooseeya, birta iyo silikoonku waxay samayn karaan daawaha.
Biraha qaarkood waxay sameeyaan wejiyada daawaha ee kala duwan iyagoo hoos imaanaya xaalado heerkul kala duwan. Guud ahaan, waxaa la rajeynayaa in la sameeyo weji daawaha ah oo leh caabbinta xiriirka hoose iyo caabbinta jirka inta lagu jiro habka.
Marka loo eego shuruudaha miisaaniyada kulaylka ee kala duwan, geeddi-socod ka-saariddu waxay u qaybsan tahay nuugista foornada heer-kulka sare iyo baridda kulaylka degdegga ah.
- tuubada foornada heer-kulka sare ee nuugista:
Waa hab dhaqameed dhaqameed oo leh heerkul sarreeya, wakhti dheer oo nuugista iyo miisaaniyad sare.
Qaar ka mid ah hababka gaarka ah, sida tignoolajiyada go'doominta duritaanka ogsijiinta ee diyaarinta substrate-ka SOI iyo hababka faafinta qoto-dheer, ayaa si weyn loo isticmaalaa. Nidaamyada noocan oo kale ah waxay guud ahaan u baahan yihiin miisaaniyad heerkul sare ah si loo helo qaybin wasakh ah oo qumman ama labbiska ah.
- Xakamaynta kulaylka degdega ah:
Waa habka lagu farsameeyo maraqa silikoon iyadoo la isticmaalayo kuleyl/qaboojin aad u degdeg badan iyo degenaansho gaaban oo heerkulbeeg ah, mararka qaarkood sidoo kale loo yaqaan Processing Thermal Processing (RTP).
Inta lagu guda jiro samaynta isgoysyada aadka u-gacmeedka ah, kuleyl siinta degdega ah waxay ku guulaysataa hagaajinta dhexdhexaadka ah ee u dhexeeya hagaajinta cilladaha, firfircoonida wasakhda, iyo yaraynta faafinta wasakhda, waxayna lagama maarmaan u tahay habka wax soo saarka ee noodhka tignoolajiyada horumarsan.
Heerkulka sare u kaca/dhicista iyo joogitaanka gaaban ee heerkulka bartilmaameedka ayaa wada noqda miisaaniyada kulaylka ee soo-saarka kulaylka degdega ah.
Heerkulku wuxuu gaarayaa 1000 ° C waxayna qaadataa ilbiriqsiyo. Sanadihii la soo dhaafay, shuruudaha kuleyliyaha degdega ah waxay noqdeen kuwo aad u adag, iyo baqashada birta, jilitaanka taranka, iyo annealing laser ayaa si tartiib tartiib ah u horumaray, iyada oo waqtiyada annealing ay gaareen millise seconds, iyo xitaa u janjeera inay horumariyaan dhinaca microse seconds iyo sub-microse seconds.
3 . Saddex qalab habka kuleylka
3.1 Qalabka faafinta iyo oksaydhka
Habka faafinta inta badan waxay isticmaashaa mabda'a fidinta kulaylka ee heerkulka sare (sida caadiga ah 900-1200 ℃) xaaladaha si loogu daro walxaha wasakhda ah ee substrate silikoon qoto dheer oo loo baahan yahay si loo siiyo qaybin gaar ah, si loo beddelo sifooyinka korantada ee maaddada oo ay sameeyaan qaab-dhismeedka aaladda semiconductor.
Tignoolajiyada isku dhafan ee silikoon, habka faafinta waxaa loo isticmaalaa in lagu sameeyo isku xirka PN ama qaybaha sida iska caabiyeyaasha, capacitors, fiilooyinka isku xirka, diodes iyo transistor ee wareegyada isku dhafan, waxaana sidoo kale loo isticmaalaa go'doominta qaybaha.
Sababtoo ah awood la'aanta in si sax ah loo xakameeyo qaybinta fiirsashada doping-ka, habka faafinta ayaa si tartiib tartiib ah loogu beddelay habka ion implantation doping ee soo saarista wareegyada isku dhafan ee leh dhexroorka wafer ee 200 mm iyo wixii ka sareeya, laakiin qadar yar ayaa weli loo isticmaalaa miisaanka culus. hababka doping.
Qalabka fidinta dhaqameedku waa foornooyinka fidsan ee toosan, waxaana sidoo kale jira tiro yar oo foornooyin fidsan oo toosan ah.
Foornada faafinta tooska ah:
Waa qalabka daaweynta kulaylka si weyn loogu isticmaalo habka fidinta ee wareegyada isku dhafan ee leh dhexroorka wafer ka yar 200mm. Astaamihiisu waa in jidhka foornada kululaynta, tuubada falcelinta iyo doonta quartz ee sida wafers dhamaantood la dhigo si siman, sidaas darteed waxay leedahay sifooyinka habka isku midka ah ee u dhexeeya wafers.
Ma aha oo kaliya mid ka mid ah qalabka muhiimka ah ee hore ee muhiimka ah ee khadka wax soo saarka wareegga isku dhafan, laakiin sidoo kale si ballaaran ayaa loo isticmaalaa faafinta, oxidation, annealing, alloying iyo hababka kale ee warshadaha sida qalabyada kala duwan, qalabka korontada, qalabka optoelectronic iyo fiilooyinka indhaha. .
Foornada faafinta tooska ah:
Guud ahaan waxa loola jeedaa qalabka daawaynta kulaylka dufcaddii loo isticmaalo habka wareegga isku-dhafan ee maraqyada leh dhexroorka 200mm iyo 300mm, oo caadi ahaan loo yaqaan foorno toosan.
Astaamaha qaab dhismeedka foornada faafinta tooska ah ayaa ah in jidhka foornada kuleyliyaha, tuubada falcelinta iyo doonta quartz ee sida waferka dhamaantood si toos ah loo dhigo, maraqana si toosan loo dhigo. Waxay leedahay sifooyin isku mid ah oo wanaagsan oo ku dhex jira wafer, heer sare oo otomaatig ah, iyo waxqabadka nidaamka xasilloon, kaas oo buuxin kara baahida khadadka wax soo saarka wareegga ballaaran ee isku dhafan.
Foornada faafinta tooska ah waa mid ka mid ah qalabka muhiimka ah ee semiconductor-ka isku-dhafan ee khadka wax-soo-saarka wareegga waxaana sidoo kale badanaa loo adeegsadaa hababka la xiriira dhinacyada qalabka korantada elektiroonigga ah (IGBT) iyo wixii la mid ah.
Foornada faafinta tooska ah ayaa lagu dabaqi karaa hababka oksaydhka sida oksaydhka oksijiinta qalalan, oxidation hydrogen-oxygen oxidation, oxidation silicon oxynitride, iyo hababka koritaanka filimada khafiifka ah sida silicon dioxide, polysilicon, silicon nitride (Si3N4), iyo dhigaalka lakabka atomiga.
Waxa kale oo si caadi ah loo isticmaalaa habaynta heerkulka sare, nuugista naxaasta iyo hababka alloying. Marka la eego habka fidinta, foornooyinka fidinta tooska ah ayaa mararka qaarkood sidoo kale loo adeegsadaa hababka doping ee culus.
3.2 Qalabka dhuujinta degdega ah
Qalabka Xakamaynta Heerkulka Degdegga ah (RTP) waa qalabka daawaynta kulaylka hal-wafer-ka ah kaas oo si dhakhso ah kor ugu qaadi kara heerkulka waferka heerkulka loo baahan yahay habka (200-1300 ° C) oo si dhakhso ah u qaboojin kara. Heerkulka kulaylka/qaboojinta guud ahaan waa 20-250°C/s.
Marka laga soo tago ilo badan oo tamar ah iyo wakhtiga soo jiidashada, qalabka RTP waxa kale oo uu leeyahay hawl qabad kale oo heer sare ah, sida xakamaynta miisaaniyada kulaylka ee aad u fiican iyo labbiska dusha sare (gaar ahaan xajmiyada waaweyn), hagaajinta waxyeelada wafer ee ay keento ion implantation, iyo Qolal badan ayaa isku mar wada qaadi kara tillaabooyin geeddi-socod oo kala duwan.
Intaa waxaa dheer, qalabka RTP ayaa si dabacsan oo degdeg ah u beddeli kara oo hagaajin kara gaasaska habka, si hababka daaweynta kulaylka badan loo dhammeeyo habka daaweynta kulaylka isku midka ah.
Qalabka RTP waxaa inta badan loo adeegsadaa dab-dejinta kulaylka degdega ah (RTA). Ka dib markii la geliyo ion, qalabka RTP ayaa loo baahan yahay si loo hagaajiyo waxyeelada ay keentay ion implantation, dhaqaajiso protons doped oo si wax ku ool ah u joojiyo faafinta wasakhda.
Guud ahaan, heerkulka hagaajinta ciladaha shabagga ah waa qiyaastii 500 ° C, halka 950 ° C looga baahan yahay in la dhaqaajiyo atomyada doped. Dhaqdhaqaaqa wasakhdu waxay la xiriirtaa wakhtiga iyo heerkulka. Wakhtiga dheer iyo heerkulka sare, si buuxda ayaa wasakhdu u shaqeysaa, laakiin ma aha mid ku haboon in la joojiyo faafinta wasakhda.
Sababtoo ah qalabka RTP wuxuu leeyahay sifooyinka heerkulka degdega ah ee kor u kaca / hoos u dhaca iyo muddada gaaban, habka nuugista ka dib markii la geliyo ion wuxuu gaari karaa xulashada cabbirka ugu fiican ee hagaajinta cilladaha cirifka, firfircoonida wasakhda iyo xakamaynta faafinta wasakhda.
RTA waxay inta badan u qaybsantaa afarta qaybood ee soo socota:
(1)Ciribtirka Spike
Dabeecaddeedu waa in ay diiradda saarto habka kuleylka / qaboojinta degdegga ah, laakiin asal ahaan ma laha habka ilaalinta kulaylka. Soo-jiidashada sare waxay joogtaa barta heerkulka sare wakhti aad u yar, shaqadeeda ugu weyni waa inay kiciso walxaha doping-ka.
Codsiyada dhabta ah, malabku wuxuu bilaabaa inuu si degdeg ah uga soo kaco meel heer kul ah oo xasilan oo isla markiiba qaboojisa ka dib marka uu gaaro barta heerkulka la beegsanayo.
Maadaama wakhtiga dayactirka ee barta heerkulka bartilmaameedka ah (ie, barta heerkulka ugu sarreysa) uu aad u gaaban yahay, habka nuugista ayaa kor u qaadi karta heerka firfircoonida wasakhda waxayna yareyn kartaa heerka faafinta wasakhda, iyadoo leh cillado wanaagsan oo baabi'inaysa sifooyinka dayactirka, taasoo keentay sare u kaca. tayada isku xidhka iyo qulqulka hoose ee hadda jira.
Annealing Spike waxaa si weyn loogu isticmaalaa hababka isgoysyada ultra-gacmeedka ka dib 65nm. Halbeegyada habraaca ee jilitaanka taranka inta badan waxaa ka mid ah heerkulka ugu sarreeya, waqtiga ugu sarreeya, kala duwanaanshaha heerkulka iyo caabbinta waferka habka ka dib.
Inta uu gaaban yahay wakhtiga ugu sarreeya ee degenaanshaha, ayaa ka sii wanaagsan. Inta badan waxay kuxirantahay kulaylka/qaboojinta heerka heerkulka nidaamka xakamaynta, laakiin habka la doortay ee jawiga gaaska ayaa sidoo kale saameyn gaar ah ku leh.
Tusaale ahaan, helium waxa ay leedahay mug atomikada yar iyo heerka faafinta degdega ah, kaas oo ku haboon wareejinta kulaylka degdega ah iyo isku midka ah oo yarayn kara ballaca ugu sarreeya ama wakhtiga ugu sarreeya ee deganaanshaha. Sidaa darteed, helium mararka qaarkood waxaa loo doortaa inay caawiso kululaynta iyo qaboojinta.
(2)Naasnuujinta Annealing
Tignoolajiyada tirtiridda laambada ayaa si weyn loo isticmaalaa. Laambadaha Halogen ayaa guud ahaan loo isticmaalaa sidii ilo kulaylka oo degdeg ah oo baab'inaya. Heerarkooda kuleylinta/qaboojinta sare iyo xakamaynta heerkulka saxda ah waxay buuxin karaan shuruudaha hababka wax soo saarka ee ka sarreeya 65nm.
Si kastaba ha ahaatee, si buuxda uma buuxin karto shuruudaha adag ee habka 45nm (ka dib habka 45nm, marka xiriirka nikkel-silicon ee macquulka ah ee LSI uu dhaco, waferka wuxuu u baahan yahay in si dhakhso ah loo kululeeyo 200 ° C ilaa 1000 ° C gudaha millise seconds, sidaas darteed ciribtirka laysarka ayaa guud ahaan loo baahan yahay).
(3)Xakamaynta laser-ka
Xakamaynta Laser-ku waa habka tooska ah ee loo isticmaalo laser si dhakhso ah loo kordhiyo heerkulka dusha sare ee waferka ilaa ay ku filan tahay inay dhalaaliso crystal silicon, taasoo ka dhigaysa mid aad u firfircoon.
Faa'iidooyinka ciribtirka laysarka ayaa ah kuleyl aad u degdeg badan iyo xakameyn xasaasi ah. Uma baahnid kuleyliyaha fiilaha, asal ahaanna wax dhibaato ah kama jiraan heerkulka heerkulka iyo nolosha fiilooyinka.
Si kastaba ha ahaatee, marka laga eego dhinaca farsamada, ciribtirka laysarka ayaa leh dhibaatooyin cilladeed oo hadda jira iyo haraaga, taas oo sidoo kale saameyn gaar ah ku yeelan doonta waxqabadka qalabka.
(4)Xakamaynta Flash
Annealing Flash waa tignoolajiyada nuugista oo adeegsata shucaac aad u sarreeya si ay u fuliso nuugista taranka mareegaha heer kul gaar ah.
Waferka waxaa lagu sii kululeeyaa 600-800 ° C, ka dibna shucaaca xoogga badan ayaa loo isticmaalaa shucaaca garaaca wadnaha ee waqti gaaban. Marka heerkulka ugu sarreeya ee malabku uu gaaro heerkulka jilitaanka ee loo baahan yahay, shucaaca isla markiiba waa la damiyaa.
Qalabka RTP ayaa si sii kordheysa loogu isticmaalaa wax soo saarka wareegga isku dhafan ee horumarsan.
Marka lagu daro in si ballaaran loo isticmaalo hababka RTA, qalabka RTP ayaa sidoo kale bilaabay in loo isticmaalo oksaydhka kuleylka degdega ah, nitridation kuleylka degdega ah, fidinta kuleylka degdega ah, kaydinta uumiga kiimikada degdega ah, iyo sidoo kale jiilka silicide biraha iyo hababka epitaxial.
—————————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera ayaa bixin karaqaybaha garaafyada,jilicsan/dareen adag,qaybaha carbide silicon,CVD qaybaha carbide siliconiyoQaybaha dahaarka leh ee SiC/TaCoo leh habka semiconductor buuxa 30 maalmood gudahood.
Haddii aad xiisaynayso alaabta kor ku xusan,fadlan ha ka waaban inaad nala soo xidhiidho marka ugu horeysa.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Waqtiga boostada: Agoosto-27-2024