Cos'è la ricottura termica

Il processo di ricottura, noto anche come ricottura termica, è un passaggio cruciale nella produzione di semiconduttori. Migliora le proprietà elettriche e meccaniche dei materiali sottoponendo i wafer di silicio ad alte temperature. Gli obiettivi principali della ricottura sono riparare i danni al reticolo, attivare i droganti, modificare le proprietà del film e creare siliciuri metallici. Diverse apparecchiature comuni utilizzate nei processi di ricottura includono parti personalizzate rivestite in SiC comebecchino, coperture, ecc. forniti da Semicorex.

Principi di base del processo di ricottura

Il principio fondamentale del processo di ricottura è quello di utilizzare l'energia termica ad alte temperature per riorganizzare gli atomi all'interno del materiale, ottenendo così specifici cambiamenti fisici e chimici. Coinvolge principalmente i seguenti aspetti:

1. Riparazione dei danni al reticolo:

  - Impianto ionico: gli ioni ad alta energia bombardano il wafer di silicio durante l'impianto ionico, causando danni alla struttura reticolare e creando un'area amorfa.

  - Riparazione mediante ricottura: ad alte temperature, gli atomi all'interno dell'area amorfa vengono riorganizzati per ripristinare l'ordine reticolare. Questo processo richiede tipicamente un intervallo di temperature di circa 500°C.

2. Attivazione delle impurità:

  - Migrazione del drogante: gli atomi di impurità iniettati durante il processo di ricottura migrano dai siti interstiziali ai siti reticolari, creando di fatto il drogante.

  - Temperatura di attivazione: l'attivazione delle impurità richiede tipicamente una temperatura più elevata, intorno a 950°C. Temperature più elevate portano a maggiori tassi di attivazione delle impurità, ma temperature eccessivamente elevate possono causare un'eccessiva diffusione delle impurità, influenzando le prestazioni del dispositivo.

3. Modifica della pellicola:

  - Densificazione: la ricottura può densificare i film sciolti e alterarne le proprietà durante l'attacco a secco o ad umido.

  - Dielettrici con gate ad alto k: la ricottura post deposizione (PDA) dopo la crescita dei dielettrici con gate ad alto k può migliorare le proprietà dielettriche, ridurre la corrente di dispersione del gate e aumentare la costante dielettrica.

4. Formazione di siliciuri metallici:

  - Fase di lega: le pellicole metalliche (ad esempio cobalto, nichel e titanio) reagiscono con il silicio per formare leghe. Differenti condizioni di temperatura di ricottura portano alla formazione di varie fasi di lega.

  - Ottimizzazione delle prestazioni: controllando la temperatura e il tempo di ricottura, è possibile ottenere fasi di lega con bassa resistenza di contatto e resistenza del corpo.

Diversi tipi di processi di ricottura

1. Ricottura in forno ad alta temperatura:

Caratteristiche: Metodo di ricottura tradizionale con alta temperatura (solitamente superiore a 1000°C) e lungo tempo di ricottura (diverse ore).

Applicazione: adatto per applicazioni che richiedono un budget termico elevato, come la preparazione del substrato SOI e la diffusione in pozzetti profondi.

2. Ricottura termica rapida (RTA):

Caratteristiche: Sfruttando le caratteristiche di riscaldamento e raffreddamento rapidi, la ricottura può essere completata in breve tempo, solitamente ad una temperatura di circa 1000°C e un tempo di pochi secondi.

Applicazione: Particolarmente adatto per la formazione di giunzioni ultra superficiali, può ridurre efficacemente l'eccessiva diffusione di impurità ed è una parte indispensabile della produzione avanzata di nodi.

3. Ricottura con lampada flash (FLA):

Caratteristiche: utilizzare lampade flash ad alta intensità per riscaldare la superficie dei wafer di silicio in un tempo molto breve (millisecondi) per ottenere una ricottura rapida.

Applicazione: adatto per l'attivazione del drogaggio ultra superficiale con larghezza della linea inferiore a 20 nm, che può ridurre al minimo la diffusione delle impurità mantenendo un elevato tasso di attivazione delle impurità.

4. Ricottura a punta laser (LSA):

Caratteristiche: Utilizzare la sorgente di luce laser per riscaldare la superficie del wafer di silicio in un tempo molto breve (microsecondi) per ottenere una ricottura localizzata e di alta precisione.

Applicazione: particolarmente adatto per nodi di processo avanzati che richiedono un controllo ad alta precisione, come la produzione di dispositivi FinFET e high-k/metal gate (HKMG).

Semicorex offre alta qualitàParti di rivestimento CVD SiC/TaCper la ricottura termica. Se hai domande o hai bisogno di ulteriori dettagli, non esitare a contattarci.

Telefono di contatto n. +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com