Procesamiento térmico rápido

El procesamiento térmico rápido ( RTP ) es un proceso de fabricación de semiconductores que calienta obleas de silicio a temperaturas superiores a 1000 °C durante no más de unos pocos segundos. Durante el enfriamiento, las temperaturas de las obleas deben reducirse lentamente para evitar dislocaciones y roturas de las obleas debido al choque térmico. Estas velocidades de calentamiento rápidas se consiguen a menudo mediante lámparas o láseres de alta intensidad. Estos procesos se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones en la fabricación de semiconductores , incluidas la activación de dopantes , la oxidación térmica , el reflujo de metales y la deposición química de vapor. ^[1]

Control de temperatura

Uno de los principales desafíos en el procesamiento térmico rápido es la medición y el control precisos de la temperatura de la oblea. El monitoreo de la temperatura ambiente con un termopar se ha vuelto factible recientemente, ya que las altas tasas de rampa de temperatura impiden que la oblea alcance el equilibrio térmico con la cámara de procesamiento. Una estrategia de control de temperatura implica la pirometría in situ para lograr un control en tiempo real. Se utiliza para fundir hierro para fines de soldadura.

Recocido térmico rápido

El recocido térmico rápido (RTA) en el procesamiento térmico rápido es un proceso utilizado en la fabricación de dispositivos semiconductores que implica calentar una sola oblea a la vez para afectar sus propiedades eléctricas. Se diseñan tratamientos térmicos únicos para diferentes efectos. Las obleas se pueden calentar para activar dopantes , cambiar las interfaces de sustrato de película a película o de película a oblea, densificar películas depositadas, cambiar estados de películas cultivadas, reparar daños por implantación de iones , mover dopantes o conducir dopantes de una película a otra o de una película al sustrato de la oblea.

Los recocidos térmicos rápidos se realizan con equipos que calientan una sola oblea a la vez mediante un calentamiento por lámpara, un plato caliente o una placa calefactora a la que se acerca la oblea. A diferencia de los recocidos en horno , son de corta duración y procesan cada oblea en varios minutos.

Para lograr tiempos de recocido cortos y un rendimiento rápido, se hacen sacrificios en la uniformidad de la temperatura y del proceso, la medición y el control de la temperatura y la tensión de las obleas.

El procesamiento similar al RTP ha encontrado aplicaciones en otro campo de rápido crecimiento: la fabricación de células solares. El procesamiento similar al RTP, en el que la muestra de semiconductor se calienta mediante la absorción de radiación óptica, se ha utilizado para muchos pasos de fabricación de células solares, incluida la difusión de fósforo para la formación de uniones N/P y la eliminación de impurezas, la difusión de hidrógeno para la pasivación de impurezas y defectos, y la formación de contactos serigrafiados utilizando tinta de Ag para los contactos frontales y tinta de Al para los contactos posteriores, respectivamente.