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1 Microelectronic Fabrication MEMS Technology * 第 6 章 快速热处理 快速热处理最初的开发是用于离子注入后的退火，现在已扩展到氧化、化学汽相淀积、外延、硅化物生长等。 集成电路制造工艺的某些工序需要高温，如扩散、氧化、离子注入后的退火、薄膜淀积等。但是高温会使已经进入硅片的杂质发生不希望的再分布，对小尺寸器件的影响特别严重。减小杂质再分布的方法是快速热处理，即在极短的时间内使硅片表面加热到极高的温度，从而在较短的时间（10–3 ~ 102 s）内完成热处理。 热退火 离子注入 标准的炉管工艺无法缩短热处理时间。因为在炉管中硅片是从边缘向中心加热的，为避免过大的温度梯度而造成硅片翘曲变形，必须缓慢地升温和降温。 快速热处理系统通常都是单片式的。快速热处理工艺分为绝热型、热流型和等温型，采用脉冲激光、连续激光、脉冲电子束与离子束、红外光、宽带非相干光源（如卤钨灯和高频加热）等对硅片表面进行加热，能在瞬时内加热到极高的温度。现在几乎所有的商用快速热处理系统都采用等温型设计。 6.1 快速热处理系统 RTP System RTP Temperature Change Temperature of RTP Furnace 在等温型快速热处理系统中，硅片放在反应腔内的石英支架上，用一组高强度光源来加热硅片。高强度光源采用卤钨灯或惰性气体长弧放电灯等。一个快速热处理系统常常需要 15 到 30 支卤钨灯。 6.2 高强度光源和反应腔设计 卤钨灯由密封的石英灯管和灯管中的螺旋形钨灯丝组成，灯管内充有 PNBr2 等卤化气体。钨从加热的灯丝中挥发出来，淀积到石英管壁上。当石英管壁加热时，卤化气体与管壁上的钨发生反应生成可挥发的卤化钨，卤化钨扩散到比管壁热得多的灯丝上发生分解，再重新把钨淀积到灯丝上。这种反馈机制避免了钨在管壁上的过度淀积。 RTP Chamber Schematic of RTP Chamber Microelectronic Fabrication MEMS Technology * * * * *
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