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芯片制造:退火
6 天前   浏览:162   来源:小萍子
本文主要讲述芯片退火。


在芯片的纳米世界中,离子注入如同精准的“子弹射击”——将磷、硼等掺杂原子打入硅晶格。但击中目标只是第一步,真正的挑战在于:如何让这些原子“活过来”并坚守阵地? 这便是快速热处理(RTP) 的使命——用毫秒级的高温闪光激活原子,同时将它们激活在目标位置。


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为什么离子注入后需要RTP?




当掺杂离子(如硼、磷)轰击硅片时,99%的原子处于未激活状态:

  • 卡在晶格缝隙(间隙位),无法贡献自由电子或空穴;


  • 砸碎周围晶格,形成缺陷区导致漏电。


传统炉管退火的困境


需在1000℃维持30分钟激活原子,但高温下掺杂原子会扩散漂移;


在28nm工艺中,硼原子扩散距离达50nm,远超晶体管栅极长度(35nm),导致电路失效。


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RTP如何实现“瞬间激活零扩散”?




RTP的核心创新在于:


用光代替热传导,用毫秒取代分钟

1. 晶圆装载与预热

机械臂将硅片送入石英腔(氧含量<1ppm);


氩气环境中预热至400℃。


2. 毫秒级高温闪光

灯管/激光在极短时间内将硅片表面加热至目标温度;


掺杂原子获能跃迁至晶格节点;


热量尚未传导至深层便已结束,原子扩散被“冻结”。


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3. 骤冷与卸载

切断电源后降温至600℃;


氦气喷射冷却至室温,全程<30秒。


END


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