《第5章快速热处理.ppt

RTP-500快速热处理设备 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.3 温度均匀性 1).温度测量 准确和可重复的温度测量是RTP工艺的最大困难之一。通常的方法有： 内嵌热电偶测量 通常把热电偶通过点接触方式与加热基片的背面紧帖，但必须对引线阻抗加以修正，并且要考虑加热过程中引线温度增加对温度测量的影响。高温下对硅片接触还可能对硅片造成污染。 b. 高温计非接触式测量 原理：吸收3-6微米波段的红外光的能量，利用Stefan-Boltzman关系转换成辐射温度。优点是无污染，缺点是由于工艺气体的吸收、石英腔的阻挡等测量误差较大、不稳定。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 温度分布 温度分布不均匀主要来源于以下方面： 边缘效应 由于边缘散热快，热损失大、以及工艺气体对它的热量传导，造成温度的边缘低、中间高。 材料的辐射率可能因为硅片的掺杂等原因而不同。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实测温度分布 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 光照射的非均匀性 由于光源的非连续分布，及在工艺腔内漫反射的不完全，使得工艺片上的温度不均匀。 解决的办法主要是：将工艺腔用粗糙化很好的金或铝材完全包封，保证产生良好的漫反射；工艺前仔细检查灯管的发光性能，特别防止在有灯管损坏的情况下工作；在工艺片下放置吸收好、导热好的石墨片，有的甚至完全用石墨盒将圆片包封，来提高温度均匀性。 RTP的温度非均匀性一般在几度，差的可到十几度。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.4 热塑应力 由于RTP时，在工艺的升高和降低时圆片会产生温度梯度，从而在圆片内产生热塑应力。热应力的存在，可以使片中产生位错和滑移等缺陷。 对各向同性、无位错、忽略垂直方向的温度梯度时，可估算圆片的热应力。由于温度的径向对称性，剪切应力为零。径向应力和角应力分量可用下式计算： 式中，? 是线性热膨胀系数，E是杨氏模量，R为圆片半径。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. RTP 的热应力 对一个由快速线性升温、恒温退火、线性降温的典型RTP过程。 稳态时，圆片边缘温度略低于中心温度。因此，径向应力在圆片中心附近有最大值，在边缘处下降为零。切向应力在圆片中心处从零开始增加，通常比径向应力大得多，使缺陷容易在边缘处集结。大部分快速热处理后的圆片，都是在边缘处观察到滑移。 加热瞬态过程中，归一化的应力与圆片位置的关系 归一化半径 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 屈服强度 屈服强度就是