激光退火系統(tǒng)采用激光光源的能量來快速加熱晶圓表面到臨界溶化點溫度。由于硅的高導熱性，硅片表面可以在約1/10 ns范圍快速降溫冷卻。激光退火系統(tǒng)可以在離子注入后以最小的雜質(zhì)擴散激活摻雜物離子，這種技術(shù)已被用于后45nm工藝技術(shù)節(jié)點。激光退火系統(tǒng)可用于尖峰退火系統(tǒng)，以實現(xiàn)更優(yōu)的結(jié)果。

另一種方法是低溫微波退火，利用微波只加熱受損區(qū)域，而整個晶圓保持在低溫環(huán)境中, 從而達到激活摻雜雜質(zhì)的目的。其他退火技術(shù)，如沖洗退火也被發(fā)展，用于超薄結(jié)中實現(xiàn)雜質(zhì)激活時擴散最小。

01小結(jié)

1. 加熱工藝是一種高溫工藝過程，可以在晶圓表面添加一層薄膜(氧化、沉積和摻雜)，或改 變晶圓材料的化學狀態(tài)(合金)或物理狀態(tài)(退火、擴散和再流動)。

2. 氧化、退火和沉積是三種重要的加熱工藝。

3. 在氧化工藝中，氧氣或水蒸氣和硅反應形成二氧化硅。

4. 氧化工藝前的硅表面清洗十分重要，因為如果硅表面受到污染，會在成核位置形成二氧化硅多晶層。

5. 干氧氧化比濕氧氧化速度低，但氧化層質(zhì)量高。較厚的氧化層，如場氧化通常使用濕氧氧 化工藝，大多數(shù)薄膜氧化層采用干氧氧化工藝。

6.ICI業(yè)中的摻雜技術(shù)通常使用擴散工藝，并利用二氧化硅作為擴散阻擋層，這是因為大多數(shù)摻雜原子在二氧化硅中的擴散速率比在單晶硅中慢。

7. 擴散工藝一般包括三種工藝流程：摻雜氧化層沉積、氧化反應和摻雜物擴散。

8. 擴散工藝不能單獨控制摻雜濃度和結(jié)深，因為擴散工藝是一個等向性過程,所以摻雜原子將會往阻擋層下面擴散。從20世紀70年代中期引入離子注入技術(shù)后，擴散工藝就逐漸被取代。

9. 多晶硅和前段氮化硅沉積通常是一種LPCVD過程，一般使用帶有真空系統(tǒng)的高溫爐。

10. 離子注入后，具有能量的離子將對晶體結(jié)構(gòu)造成破壞，因此晶圓必須經(jīng)過離子注入后退火處理恢復單晶結(jié)構(gòu)和激活摻雜物。

11. 快速加熱工藝以50攝氏度/S?250攝氏度/S的速率升高溫度，然而高溫爐工藝的速率只有5攝氏度/min? 10攝氏度/min快速加熱工藝熱積存控制能力比高溫爐工藝好。

12. 離子注入后的RTA過程是最常使用的RTP工藝，不但快速而且能夠減少摻雜在退火過程中的擴散，并具有極佳的熱積存控制能力。

13. 其他RTP應用包括電介質(zhì)退火和硅化合物合金RTA處理，以及RTO和RTCVD工藝。

14. 配備多重可控加熱區(qū)、臨場工藝監(jiān)控和具有配套工具的RTP工藝反應室，是將來IC生產(chǎn)中熱處理的三種重要發(fā)展趨勢。

15. 由于高溫爐的產(chǎn)量高而且成本低，所以IC生產(chǎn)中將繼續(xù)使用高溫爐進行不關(guān)鍵的加熱過程。

16. 為了滿足器件特征尺寸的繼續(xù)縮小，發(fā)展了納秒級退火技術(shù)，包括尖峰退火、激光退火和低溫微波退火等。
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審核編輯：湯梓紅

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