ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် စက်ပစ္စည်း (၃/၇)- အပူပေးစနစ်နှင့် စက်ပစ္စည်း

1. ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်

အပူပေးခြင်းကို ရည်ညွှန်းခြင်း သည် အများအားဖြင့် အလူမီနီယမ်၏ အရည်ပျော်မှတ်ထက် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် လုပ်ဆောင်သည့် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို ရည်ညွှန်းသည်။

အပူပေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို များသောအားဖြင့် အပူချိန်မြင့်သောမီးဖိုတွင် လုပ်ဆောင်ကြပြီး ဆီမီးကွန်ဒတ်တာထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် ပုံဆောင်ခဲချွတ်ယွင်းချက်ပြုပြင်ခြင်းအတွက် oxidation၊ impurity diffusion နှင့် annealing ကဲ့သို့သော အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်များပါဝင်သည်။

Oxidation- အပူချိန်မြင့်သော အပူကုသမှုအတွက် အောက်ဆီဂျင် သို့မဟုတ် ရေငွေ့ကဲ့သို့သော ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်ပစ္စည်းများ၏ လေထုထဲတွင် ဆီလီကွန်ဝေဖာကို ထားရှိကာ ဆီလီကွန် wafer ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဓာတုတုံ့ပြန်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည့် ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

ညစ်ညမ်းမှုပျံ့နှံ့ခြင်း- လုပ်ငန်းစဉ်လိုအပ်ချက်အရ ဆီလီကွန်အလွှာထဲသို့ မသန့်ရှင်းသောဒြပ်စင်များထည့်သွင်းရန် မြင့်မားသောအပူချိန်အခြေအနေများအောက်တွင် အပူပျံ့နှံ့မှုအခြေခံမူများကို အသုံးပြုခြင်းအား ရည်ညွှန်းသည်၊ ထို့ကြောင့် ၎င်းတွင် တိကျသောအာရုံစူးစိုက်မှုဖြန့်ဖြူးမှုရှိကြောင်း၊ ထို့ကြောင့် ဆီလီကွန်ပစ္စည်း၏လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကိုပြောင်းလဲစေသည်။

Annealing သည် အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရာဇမတ်ကွက်ချို့ယွင်းချက်များကို ပြုပြင်ရန်အတွက် ဆီလီကွန်ဝေဖာကို အပူပေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။

ဓာတ်တိုးခြင်း/ပျံ့နှံခြင်း/ annealing အတွက် အသုံးပြုသော အခြေခံပစ္စည်းသုံးမျိုးရှိသည်။

• အလျားလိုက်မီးဖို;
• ဒေါင်လိုက်မီးဖို;
• လျင်မြန်သော အပူပေးမီးဖို- လျင်မြန်သော အပူကုသမှု ကိရိယာ

ရိုးရာအပူကုသမှုလုပ်ငန်းစဉ်များသည် အိုင်းယွန်းစိုက်သွင်းခြင်းကြောင့် ပျက်စီးဆုံးရှုံးမှုများကို ဖယ်ရှားရန် ရေရှည်အပူချိန်မြင့်မားသောကုသမှုကို အဓိကအသုံးပြုသော်လည်း ၎င်း၏အားနည်းချက်များမှာ မပြည့်စုံသောချို့ယွင်းချက်များအား ဖယ်ရှားခြင်းနှင့် စိုက်ထားသောအညစ်အကြေးများကို ထိရောက်စွာအသုံးပြုနိုင်မှုနည်းပါသည်။

ထို့အပြင်၊ မြင့်မားသော annealing အပူချိန်နှင့်အချိန်ကြာမြင့်စွာကြောင့်, အညစ်ညမ်းပြန်လည်ဖြန့်ဖြူးမှုဖြစ်ပေါ်လာနိုင်ဖွယ်ရှိပြီး, အညစ်အကြေးပမာဏအများအပြားပျံ့နှံ့သွားနှင့်တိမ်သောလမ်းဆုံများနှင့်ကျဉ်းမြောင်းသောညစ်ညမ်းဖြန့်ဖြူး၏လိုအပ်ချက်များနှင့်မကိုက်ညီပါ။

လျင်မြန်သောအပူပြုပြင်ခြင်း (RTP) ကိရိယာကို အသုံးပြု၍ အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းထားသော wafers များကို လျင်မြန်စွာ အပူပေးခြင်းသည် wafer တစ်ခုလုံးကို အချိန်တိုအတွင်း အချို့သောအပူချိန် (ယေဘုယျအားဖြင့် 400-1300°C) သို့ အပူပေးသည့်နည်းလမ်းဖြစ်သည်။

မီးဖိုအပူပေးသည့်အပူပေးခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်းတွင် အပူပိုင်းဘတ်ဂျက်နည်းခြင်း၊ ညစ်ညမ်းသည့်နေရာရှိ ညစ်ညမ်းမှုအကွာအဝေး သေးငယ်ခြင်း၊ လေထုညစ်ညမ်းမှုနည်းခြင်းနှင့် စီမံဆောင်ရွက်ချိန်တိုခြင်း၏ အားသာချက်များရှိသည်။

လျင်မြန်သော အပူရှိန်ဖြာခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် စွမ်းအင်ရင်းမြစ်အမျိုးမျိုးကို အသုံးပြုနိုင်ပြီး လောင်စာထည့်သည့်အချိန်အကွာအဝေးသည် အလွန်ကျယ်ပြန့်သည် (မီးခွက်ကို လိမ်းခြင်း၊ လေဆာလိမ်းခြင်းစသည်ဖြင့်) 100 မှ 10 မှ 9s အထိဖြစ်သည်။ ညစ်ညမ်းမှုပြန်လည်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ထိထိရောက်ရောက် နှိမ်နှင်းနိုင်ချိန်တွင် အညစ်အကြေးများကို လုံး၀အသက်သွင်းနိုင်သည်။ လက်ရှိတွင် ၎င်းကို 200mm ထက်ကြီးသော wafer အချင်းများရှိသော high-end ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုပါသည်။

2. ဒုတိယအပူပေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်

2.1 ဓာတ်တိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်

ပေါင်းစပ်ပတ်လမ်းထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ဆီလီကွန်အောက်ဆိုဒ်ရုပ်ရှင်များဖွဲ့စည်းရန်နည်းလမ်းနှစ်ခုရှိသည်- အပူဓာတ်တိုးခြင်းနှင့် အစစ်ခံခြင်း။

ဓာတ်တိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် အပူဓာတ်တိုးခြင်းဖြင့် ဆီလီကွန် wafers များ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် SiO2 ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းကို ရည်ညွှန်းသည်။ Thermal oxidation ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော SiO2 ဖလင်အား ၎င်း၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်လျှပ်ကာပစ္စည်း ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်နိုင်ချေကြောင့် ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်တွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုပါသည်။

၎င်း၏ အရေးကြီးဆုံး application များမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည် ။

• ကိရိယာများကို ခြစ်ရာနှင့် ညစ်ညမ်းခြင်းမှ ကာကွယ်ပါ။
• အခကြေးငွေကောက်ခံထားသော သယ်ဆောင်သူများ၏ နယ်ပယ်အထီးကျန်မှုကို ကန့်သတ်ခြင်း (surface passivation);
• ဂိတ်အောက်ဆိုဒ် သို့မဟုတ် သိုလှောင်ဆဲလ်တည်ဆောက်ပုံများတွင် Dielectric ပစ္စည်းများ၊
• မူးယစ်ဆေးဝါးအတွက် implant မျက်နှာဖုံးစွပ်ခြင်း၊
• သတ္တုလျှပ်ကူးအလွှာများကြားတွင် dielectric အလွှာ။

(၁)စက်ပစ္စည်းကာကွယ်ရေးနှင့် အထီးကျန်မှု

ဆပ်ပြာ (silicon wafer) ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးထားသော SiO2 သည် ဆီလီကွန်အတွင်း ထိလွယ်ရှလွယ် ကိရိယာများကို သီးခြားခွဲထုတ်ရန်နှင့် ကာကွယ်ရန် ထိရောက်သော အတားအဆီးအလွှာတစ်ခုအဖြစ် ဆောင်ရွက်နိုင်ပါသည်။

SiO2 သည် မာကြောပြီး အပေါက်မရှိသော (သိပ်သည်းသော) ပစ္စည်းဖြစ်သောကြောင့်၊ ၎င်းကို ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ တက်ကြွသောကိရိယာများကို ထိရောက်စွာခွဲထုတ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။ ခိုင်မာသော SiO2 အလွှာသည် ထုတ်လုပ်ရေးလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ဖြစ်ပွားနိုင်သော ဆီလီကွန် wafer ခြစ်ရာများနှင့် ပျက်စီးခြင်းမှ ကာကွယ်ပေးပါသည်။

(၂)မျက်နှာပြင် passivation

Surface passivation သည် အပူဖြင့် စိုက်ပျိုးထားသော SiO2 ၏ အဓိက အားသာချက်တစ်ခုမှာ ၎င်းသည် ၎င်း၏ dangling bonds များကို ကန့်သတ်ထားခြင်းဖြင့်၊ ၎င်းသည် မျက်နှာပြင် passivation ဟုခေါ်သော အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ကန့်သတ်ခြင်းဖြင့် ဆီလီကွန်၏ မျက်နှာပြင်သိပ်သည်းဆကို လျှော့ချနိုင်သည်။

၎င်းသည် အစိုဓာတ်၊ အိုင်းယွန်း သို့မဟုတ် အခြားသော ပြင်ပညစ်ညမ်းမှုများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ယိုစိမ့်လျှပ်စီးကြောင်းအတွက် လျှပ်စစ်ယိုယွင်းမှုကို တားဆီးပေးသည်။ ခိုင်မာသော SiO2 အလွှာသည် ထုတ်လုပ်ပြီးချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်နိုင်သည့် ခြစ်ရာများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ပျက်စီးခြင်းမှ Si ကို ကာကွယ်ပေးသည်။

Si မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပေါက်ရောက်သော SiO2 အလွှာသည် Si မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ လျှပ်စစ်ဆိုင်ရာ တက်ကြွညစ်ညမ်းမှု (mobile ion contamination) ကို ချည်နှောင်နိုင်သည်။ Passivation သည် junction devices များ၏ ယိုစိမ့်နေသော current ကို ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် တည်ငြိမ်သော gate oxides များကြီးထွားလာရန်အတွက်လည်း အရေးကြီးပါသည်။

အရည်အသွေးမြင့် passivation အလွှာအနေဖြင့် အောက်ဆိုဒ်အလွှာသည် တူညီသောအထူ၊ အပေါက်များနှင့် ပျက်ပြယ်သွားခြင်းကဲ့သို့သော အရည်အသွေးလိုအပ်ချက်များ ရှိသည်။

Si မျက်နှာပြင် passivation အလွှာအဖြစ် အောက်ဆိုဒ်အလွှာကို အသုံးပြုရာတွင် နောက်ထပ်အချက်တစ်ခုမှာ အောက်ဆိုဒ်အလွှာ၏ အထူဖြစ်သည်။ သာမန် capacitors များ၏ အားသွင်းသိုလှောင်မှုနှင့် ကွဲအက်ခြင်းလက္ခဏာများနှင့် ဆင်တူသည့် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အားသွင်းမှုများကြောင့် သတ္တုအလွှာအား အားသွင်းခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် အောက်ဆိုဒ်အလွှာသည် လုံလောက်စွာထူရပါမည်။

SiO2 သည် Si နှင့် အပူပိုင်းချဲ့ထွင်မှု အလွန်ဆင်တူသည်။ ဆီလီကွန် wafer များသည် မြင့်မားသော အပူချိန် လုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း ချဲ့ထွင်ပြီး အအေးခံချိန်တွင် ကျုံ့သွားပါသည်။

SiO2 သည် အပူလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ဆီလီကွန် wafer ကွဲထွက်မှု အနည်းဆုံးဖြစ်စေသည့် Si နှင့် အလွန်နီးစပ်သည့်နှုန်းဖြင့် ချဲ့ထွင်ခြင်း သို့မဟုတ် ကျုံ့သည်။ ၎င်းသည် ဖလင်ဖိစီးမှုကြောင့် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်မှ အောက်ဆိုဒ်ဖလင်ကို ခွဲထုတ်ခြင်းကိုလည်း ရှောင်ကြဉ်ပါသည်။

(၃)တံခါးအောက်ဆိုဒ် dielectric

MOS နည်းပညာတွင် အသုံးအများဆုံးနှင့် အရေးကြီးဆုံး gate oxide တည်ဆောက်ပုံအတွက်၊ အလွန်ပါးလွှာသော အောက်ဆိုဒ်အလွှာကို dielectric material အဖြစ် အသုံးပြုပါသည်။ တံခါးအောက်ဆိုဒ်အောက်ဆိုဒ်နှင့် Si တို့သည် အရည်အသွေးမြင့်မားပြီး တည်ငြိမ်မှုသွင်ပြင်လက္ခဏာများ ရှိသောကြောင့် ဂိတ်အောက်ဆိုဒ်အလွှာသည် ယေဘူယျအားဖြင့် အပူကြီးထွားမှုဖြင့် ရရှိသည်။

SiO2 သည် မြင့်မားသော dielectric strength (107V/m) နှင့် မြင့်မားသော ခုခံနိုင်စွမ်း (1017Ω·cm) ရှိသည်။

MOS စက်ပစ္စည်းများ၏ ယုံကြည်စိတ်ချရမှု၏သော့ချက်မှာ gate oxide အလွှာ၏ ခိုင်မာမှုဖြစ်သည်။ MOS စက်များတွင် ဂိတ်ဖွဲ့စည်းပုံသည် လက်ရှိစီးဆင်းမှုကို ထိန်းချုပ်သည်။ ဤအောက်ဆိုဒ်သည် နယ်ပယ်အကျိုးသက်ရောက်မှုနည်းပညာကိုအခြေခံ၍ မိုက်ခရိုချစ်ပ်များ၏လုပ်ဆောင်ချက်အတွက် အခြေခံဖြစ်သောကြောင့်၊

ထို့ကြောင့် အရည်အသွေးမြင့်၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော ဖလင်အထူ တူညီမှုနှင့် အညစ်အကြေးများ မရှိခြင်းသည် ၎င်း၏ အခြေခံလိုအပ်ချက်များဖြစ်သည်။ gate oxide တည်ဆောက်မှု၏ လုပ်ဆောင်မှုကို ပျက်ပြားစေမည့် ညစ်ညမ်းမှုမှန်သမျှကို တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်ရမည်။

(၄)မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲနေရမှု

SiO2 ကို ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်ကို ရွေးချယ်အသုံးပြုရန်အတွက် ထိရောက်သော မျက်နှာဖုံးအလွှာအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။ ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အောက်ဆိုဒ်အလွှာတစ်ခုဖွဲ့စည်းပြီးသည်နှင့်၊ မျက်နှာဖုံး၏ဖောက်ထွင်းမြင်ရသည့်အပိုင်းရှိ SiO2 သည် ဓာတုပစ္စည်းသည် ဆီလီကွန် wafer သို့ဝင်ရောက်နိုင်သည့် ပြတင်းပေါက်တစ်ခုအဖြစ် ထွင်းထုထားသည်။

ပြတင်းပေါက်များမရှိသည့်အခါ အောက်ဆိုဒ်သည် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ကို ကာကွယ်နိုင်ပြီး အညစ်အကြေးများ ပျံ့နှံ့ခြင်းမှ ကာကွယ်နိုင်သောကြောင့် ရွေးချယ်ထားသော အညစ်အကြေးများကို အစားထိုးထည့်သွင်းနိုင်သည်။

SiO2 နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက SiO2 တွင် ဖြည်းညှင်းစွာ ရွေ့လျားနေသောကြောင့် အညစ်အကြေးများကို ပိတ်ဆို့ရန်အတွက် ပါးလွှာသော အောက်ဆိုဒ်အလွှာတစ်ခုသာ လိုအပ်သည် (ဤနှုန်းသည် အပူချိန်ပေါ် မူတည်ကြောင်း သတိပြုပါ)။

ပါးလွှာသော အောက်ဆိုဒ်အလွှာ (ဥပမာ၊ 150 Å အထူ) ကို အိုင်းယွန်း စိုက်ခြင်း လိုအပ်သည့် နေရာများတွင်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပြီး၊ ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင် ပျက်စီးမှု အနည်းဆုံးဖြစ်စေရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

၎င်းသည် channeling effect ကိုလျှော့ချခြင်းဖြင့် impurity implantation အတွင်း လမ်းဆုံအတိမ်အနက်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ထိန်းချုပ်နိုင်စေပါသည်။ အစားထိုးထည့်သွင်းပြီးနောက်၊ ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ကို ပြန်လည်ညီညာစေရန်အတွက် အောက်ဆိုဒ်ကို hydrofluoric acid ဖြင့် ရွေးချယ်ဖယ်ရှားနိုင်သည်။

(၅)သတ္တုအလွှာကြားတွင် Dielectric အလွှာ

SiO2 သည် သာမန်အခြေအနေများအောက်တွင် လျှပ်စစ်မစီးနိုင်သောကြောင့် ၎င်းသည် မိုက်ခရိုချစ်ပ်များရှိ သတ္တုအလွှာများကြားတွင် ထိရောက်သော insulator တစ်ခုဖြစ်သည်။ SiO2 သည် ဝါယာကြိုးပေါ်ရှိ insulator ကဲ့သို့ပင် အပေါ်သတ္တုအလွှာနှင့် အောက်သတ္တုအလွှာကြားရှိ ဆားကစ်တိုများကို တားဆီးနိုင်ပြီး၊ ဝါယာကြိုးပေါ်ရှိ insulator သည် short circuit များကို တားဆီးနိုင်သည်။

အောက်ဆိုဒ်အတွက် အရည်အသွေးလိုအပ်ချက်မှာ အပေါက်များနှင့် အပျက်အစီးများ ကင်းစင်သည်။ ညစ်ညမ်းပျံ့နှံ့မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ လျှော့ချပေးနိုင်သည့် ပိုမိုထိရောက်သော အရည်ပျော်မှုရရှိရန် ၎င်းကို မကြာခဏဆေးကြောလေ့ရှိသည်။ အပူရှိန်ကြီးထွားမှုထက် ဓာတုအငွေ့များ စုပုံခြင်းမှ ရရှိတတ်သည်။

ဓာတ်ပြုဓာတ်ငွေ့ပေါ်မူတည်၍ ဓာတ်တိုးခြင်းဖြစ်စဉ်ကို အများအားဖြင့် ခွဲခြားထားပါသည်။

• ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း- Si + O2 → SiO2;
• စိုစွတ်သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း- 2H2O (ရေငွေ့) + Si → SiO2 + 2H2;
• Chlorine-doped oxidation- ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကလိုရိုက် (HCl)၊ dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) ကဲ့သို့သော ကလိုရင်းဓာတ်ငွေ့၊ ဓာတ်တိုးနှုန်းနှင့် အောက်ဆိုဒ်အလွှာ၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အောက်ဆီဂျင်သို့ ပေါင်းထည့်ထားသည်။

(၁)ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်: တုံ့ပြန်မှုဓာတ်ငွေ့ရှိ အောက်ဆီဂျင်မော်လီကျူးများသည် ဖွဲ့စည်းထားပြီးဖြစ်သော အောက်ဆိုဒ်အလွှာမှတဆင့် ပျံ့နှံ့သွားကာ SiO2 နှင့် Si အကြား မျက်နှာပြင်သို့ ရောက်ရှိကာ Si နှင့် တုံ့ပြန်ပြီးနောက် SiO2 အလွှာအဖြစ် ဖွဲ့စည်းသည်။

ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော SiO2 သည် သိပ်သည်းသောဖွဲ့စည်းပုံ၊ တူညီသောအထူ၊ ဆေးထိုးခြင်းနှင့် ပျံ့နှံ့မှုအတွက် ခိုင်ခံ့သောမျက်နှာဖုံးစွပ်နိုင်မှုနှင့် လုပ်ငန်းစဉ် ထပ်တလဲလဲနိုင်မှု မြင့်မားသည်။ ၎င်း၏ အားနည်းချက်မှာ ကြီးထွားနှုန်း နှေးကွေးခြင်း ဖြစ်သည်။

ဤနည်းလမ်းကို ယေဘုယျအားဖြင့် gate dielectric oxidation၊ thin buffer layer oxidation ကဲ့သို့သော အရည်အသွေးမြင့် oxidation အတွက် သို့မဟုတ် ထူထဲသော ကြားခံအလွှာ oxidation တွင် oxidation စတင်ခြင်းနှင့် oxidation ရပ်ဆိုင်းခြင်းအတွက် အသုံးပြုပါသည်။

(၂)စိုစွတ်သောအောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးဖြစ်စဉ်- ရေခိုးရေငွေ့သည် အောက်ဆီဂျင်သို့ တိုက်ရိုက်သယ်ဆောင်နိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်၏ တုံ့ပြန်မှုဖြင့် ရရှိနိုင်သည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင် သို့မဟုတ် ရေငွေ့၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ဖိအားအချိုးကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ဓာတ်တိုးနှုန်းကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

ဘေးကင်းစေရန်အတွက်၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်အချိုးသည် 1.88:1 ထက်မပိုသင့်ပါ။ စိုစွတ်သောအောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းသည် ဓာတ်ပြုဓာတ်ငွေ့တွင် အောက်ဆီဂျင်နှင့် ရေခိုးရေငွေ့နှစ်မျိုးလုံးပါဝင်နေခြင်းကြောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ရေငွေ့သည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အောက်ဆိုဒ် (HO) အဖြစ်သို့ ပြိုကွဲသွားမည်ဖြစ်သည်။

ဆီလီကွန်အောက်ဆိုဒ်ရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အောက်ဆိုဒ်၏ ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းသည် အောက်ဆီဂျင်ထက် များစွာပိုမြန်သည်၊ ထို့ကြောင့် စိုစွတ်သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးနှုန်းသည် ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးနှုန်းထက် ပြင်းအား တစ်ဆခန့် ပိုများသည်။

(၃)Chlorine-doped ဓာတ်တိုးဖြစ်စဉ်- ပုံမှန်ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းနှင့် စိုစွတ်သောအောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်းအပြင်၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကလိုရိုက် (HCl)၊ dichloroethylene DCE (C2H2Cl2) သို့မဟုတ် ၎င်း၏ ဆင်းသက်လာမှုကဲ့သို့ ကလိုရင်းဓာတ်ငွေ့များသည် ဓာတ်တိုးနှုန်းနှင့် အောက်ဆိုဒ်အလွှာ၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အောက်ဆီဂျင်သို့ ထည့်နိုင်သည်။ .

ဓာတ်တိုးနှုန်းတိုးလာရခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းမှာ ဓာတ်တိုးရန်အတွက် ကလိုရင်းကို ပေါင်းထည့်လိုက်သောအခါ ဓာတ်ပြုပစ္စည်းတွင် ဓာတ်တိုးမှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးနိုင်သော ရေခိုးငွေ့များသာမက Si နှင့် SiO2 ကြားကြားရှိ မျက်နှာပြင်အနီးတွင် ကလိုရင်းလည်း စုပုံလာခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။ အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်မှုတွင်၊ ကလိုရိုဆီလီကွန်ဒြပ်ပေါင်းများကို ဆီလီကွန်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ လွယ်ကူစွာပြောင်းလဲနိုင်ကာ ဓာတ်တိုးမှုကို အထောက်အကူဖြစ်စေနိုင်သည်။

အောက်ဆိုဒ်အလွှာ အရည်အသွေး တိုးတက်လာရခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းမှာ အောက်ဆိုဒ်အလွှာရှိ ကလိုရင်းအက်တမ်များသည် ဆိုဒီယမ်အိုင်းယွန်းများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ကို သန့်စင်ပေးနိုင်သောကြောင့် စက်ပစ္စည်းများနှင့် ကုန်ကြမ်းပစ္စည်းများ၏ ဆိုဒီယမ်အိုင်းယွန်းများ ညစ်ညမ်းမှုမှ တင်သွင်းလာသော ဓာတ်တိုးချို့ယွင်းချက်များကို လျှော့ချနိုင်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ chlorine doping သည် ခြောက်သွေ့သော အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ပါဝင်ပါသည်။

2.2 ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်

သမားရိုးကျ ပျံ့နှံ့မှု ဆိုသည်မှာ အာရုံစူးစိုက်မှု မြင့်မားသော နေရာများမှ အရာဝတ္ထုများကို အညီအမျှ ဖြန့်ဝေသည်အထိ နည်းပါးသော နေရာများသို့ လွှဲပြောင်းခြင်းကို ရည်ညွှန်းသည်။ ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်သည် Fick ၏ဥပဒေနှင့်အညီဖြစ်သည်။ နှစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုထက်ပိုသော အရာများကြားတွင် ပျံ့နှံ့နိုင်ပြီး မတူညီသောနေရာများကြားတွင် အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် အပူချိန် ကွာခြားမှုသည် ပစ္စည်းများဖြန့်ဖြူးမှုကို တူညီသောမျှခြေအခြေအနေသို့ တွန်းပို့ပေးပါသည်။

ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းများ၏ အရေးကြီးဆုံးဂုဏ်သတ္တိများထဲမှတစ်ခုမှာ အမျိုးအစားကွဲပြားသော သို့မဟုတ် အစွန်းအထင်းများကို ပေါင်းထည့်ခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့၏ conductivity ကို ချိန်ညှိနိုင်သည်။ ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှုတွင်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်ကို doping သို့မဟုတ် diffusion လုပ်ငန်းစဉ်များအားဖြင့် အောင်မြင်သည်။

ဒီဇိုင်းပန်းတိုင်များပေါ်မူတည်၍ ဆီလီကွန်၊ ဂျာမနီယမ် သို့မဟုတ် III-V ဒြပ်ပေါင်းများကဲ့သို့သော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများသည် မတူညီသောတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများဖြစ်သည့် N-type သို့မဟုတ် P-type၊ အလှူရှင်အညစ်အကြေးများ သို့မဟုတ် လက်ခံသူအညစ်အကြေးများကို သောက်သုံးခြင်းဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။

Semiconductor doping ကို အဓိကအားဖြင့် နည်းလမ်းနှစ်မျိုးဖြင့် ဆောင်ရွက်သည်- ပျံ့နှံ့ခြင်း သို့မဟုတ် အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းဖြစ်ပြီး တစ်ခုစီတွင် ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်လက္ခဏာများ ရှိသည်-

Diffusion doping သည် စျေးနည်းသော်လည်း doping material ၏ စူးစိုက်မှုနှင့် အတိမ်အနက်ကို အတိအကျ မထိန်းချုပ်နိုင်ပါ။

အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းသည် စျေးကြီးသော်လည်း၊ ၎င်းသည် dopant အာရုံစူးစိုက်မှုပရိုဖိုင်များကို တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်စေသည်။

1970 ခုနှစ်များမတိုင်မီ၊ ပေါင်းစပ် circuit ဂရပ်ဖစ်၏အင်္ဂါရပ်အရွယ်အစားသည် 10μm အစဉ်လိုက်ရှိပြီး ရိုးရာအပူပျံ့နှံ့မှုနည်းပညာကို ယေဘုယျအားဖြင့် တားမြစ်ဆေးအသုံးပြုသည်။

ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်ကို ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းများကို မွမ်းမံပြင်ဆင်ရန် အဓိကအသုံးပြုသည်။ မတူညီသောဒြပ်ပစ္စည်းများကို တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ်သို့ ပျံ့နှံ့စေခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့၏ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းနှင့် အခြားရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ trivalent ဒြပ်စင် ဘိုရွန်ကို ဆီလီကွန်အဖြစ်သို့ ပျံ့နှံ့စေခြင်းဖြင့် P-type semiconductor ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ pentavalent ဒြပ်စင် phosphorus သို့မဟုတ် arsenic ကိုဆေးသောက်ခြင်းဖြင့် N-type semiconductor ကိုဖွဲ့စည်းသည်။ အပေါက်များပိုရှိသော P-type semiconductor သည် N-type semiconductor နှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင်၊ PN junction သည် ဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။

အင်္ဂါရပ်အရွယ်အစားများ ကျုံ့လာသည်နှင့်အမျှ၊ isotropic diffusion လုပ်ငန်းစဉ်သည် dopants များကို shield oxide အလွှာ၏ တစ်ဖက်သို့ ပျံ့နှံ့စေပြီး ကပ်လျက်နေရာများကြားတွင် တိုတောင်းခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။

အချို့သော အထူးအသုံးပြုမှုများမှလွဲ၍ (ဥပမာ ညီညီညာညာ ဖြန့်ဝေပေးသည့် ဗို့အားမြင့်သောနေရာများအဖြစ် ရေရှည်ပျံ့နှံ့မှုကဲ့သို့) ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်ကို အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် တဖြည်းဖြည်း အစားထိုးခဲ့သည်။

သို့သော်၊ 10nm အောက်နည်းပညာမျိုးဆက်တွင်၊ သုံးဖက်မြင် ဆူးတောင်ကွင်းအကျိုးသက်ရောက်မှု transistor (FinFET) ကိရိယာရှိ Fin ၏အရွယ်အစားသည် အလွန်သေးငယ်သောကြောင့်၊ အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းသည် ၎င်း၏သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းပုံကို ပျက်စီးစေသည်။ အစိုင်အခဲအရင်းအမြစ်ပျံ့နှံ့မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကိုအသုံးပြုခြင်းသည်ဤပြဿနာကိုဖြေရှင်းနိုင်သည်။

2.3 ပျက်စီးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်

annealing process ကို thermal annealing လို့လည်း ခေါ်ပါတယ်။ လုပ်ငန်းစဉ်သည် တိကျသောလုပ်ငန်းစဉ်ရည်ရွယ်ချက်တစ်ခုအောင်မြင်ရန် မျက်နှာပြင် သို့မဟုတ် ဆီလီကွန် wafer ၏အတွင်းပိုင်းရှိ microstructure ကိုပြောင်းလဲရန် အချိန်အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ မြင့်မားသောအပူချိန်ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ဆီလီကွန်ဝေဖာကို ထားရန်ဖြစ်သည်။

annealing လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အရေးအကြီးဆုံး ကန့်သတ်ချက်များမှာ အပူချိန်နှင့် အချိန်ဖြစ်သည်။ အပူချိန်မြင့်လေ အချိန်ပိုကြာလေ၊ အပူဘတ်ဂျက် ပိုမြင့်လေဖြစ်သည်။

အမှန်တကယ်ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ အပူဘတ်ဂျက်ကို တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်ထားသည်။ လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုတွင် annealing process အများအပြားရှိနေပါက၊ အပူအသုံးစရိတ်ကို အပူကုသမှုများစွာ၏ superposition အဖြစ် ဖော်ပြနိုင်သည်။

သို့ရာတွင်၊ လုပ်ငန်းစဉ် node များကို သေးငယ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့်၊ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးရှိ ခွင့်ပြုထားသော အပူဘတ်ဂျက်သည် သေးငယ်လာပြီး သေးငယ်လာသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ အပူချိန်မြင့်သောအပူလုပ်ငန်းစဉ်၏ အပူချိန်သည် နည်းပါးလာပြီး အချိန်ပိုတိုလာသည်။

အများအားဖြင့်၊ annealing process ကို ion implantation၊ thin film deposition၊ metal silicide formation နဲ့ အခြားသော process တွေနဲ့ ပေါင်းစပ်ထားပါတယ်။ အဖြစ်အများဆုံးမှာ ion implantation ပြီးနောက် thermal annealing ဖြစ်သည်။

အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းသည် အလွှာအက်တမ်များကို သက်ရောက်မှုရှိမည်ဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့သည် မူလရာဇမတ်ကွက်ဖွဲ့စည်းပုံမှ ကွဲထွက်သွားပြီး ကြမ်းခင်းပြားကို ပျက်စီးစေသည်။ အပူအအေးခံခြင်းသည် အိုင်းယွန်းစိုက်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရာဇမတ်ကွက်များကို ပြုပြင်နိုင်ပြီး စိုက်ထားသော အညစ်အကြေးအက်တမ်များကို ကွက်လပ်ကြားရှိ ကွက်လပ်နေရာများသို့ ရွှေ့ပေးခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့ကို အသက်ဝင်စေပါသည်။

ကွက်လပ်များ ပျက်စီးမှုကို ပြုပြင်ရန်အတွက် လိုအပ်သော အပူချိန်မှာ 500°C ခန့်ဖြစ်ပြီး ညစ်ညမ်းမှုကို လှုံ့ဆော်ရန်အတွက် လိုအပ်သော အပူချိန်မှာ 950°C ခန့်ဖြစ်သည်။ သီအိုရီအရ၊ ပေါင်းသင်းသည့်အချိန်နှင့် အပူချိန်မြင့်လေလေ၊ အညစ်အကြေးများ၏ လှုံ့ဆော်မှုနှုန်း မြင့်မားလေဖြစ်သော်လည်း အပူဘတ်ဂျက် မြင့်မားလွန်းပါက အညစ်အကြေးများ အလွန်အကျွံ ပျံ့နှံ့သွားကာ လုပ်ငန်းစဉ်ကို ထိန်းချုပ်၍မရဘဲ နောက်ဆုံးတွင် စက်နှင့် ဆားကစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဆုတ်ယုတ်စေပါသည်။

ထို့ကြောင့်၊ ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ မိရိုးဖလာရေရှည်မီးဖိုကို အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ငြိမ့်ညောင်းခြင်း (RTA) ဖြင့် တဖြည်းဖြည်း အစားထိုးလာခဲ့သည်။

ထုတ်လုပ်ရေး လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ အချို့သော ရုပ်ရှင်များသည် သတ္တု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ သို့မဟုတ် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲရန် အပ်နှံပြီးနောက် အပူအအေးခံသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို လုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဖလင်သည် သိပ်သည်းလာပြီး ခြောက်သွေ့သော သို့မဟုတ် စိုစွတ်သော etching နှုန်းကို ပြောင်းလဲစေသည်။

သတ္တု silicide ဖွဲ့စည်းစဉ်တွင် အသုံးများသော အခြားအသုံးများသော annealing လုပ်ငန်းစဉ်သည် ဖြစ်ပေါ်ပါသည်။ ကိုဘော့၊ နီကယ်၊ တိုက်တေနီယမ် အစရှိသော သတ္တုရုပ်ရှင်များသည် ဆီလီကွန်ဝေဖာ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ကြဲချကာ အပူချိန်နိမ့်သော အပူချိန်တွင် လျင်မြန်စွာ ရောနှောပြီးနောက်၊ သတ္တုနှင့် ဆီလီကွန်သည် သတ္တုစပ်အဖြစ် ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။

အချို့သော သတ္တုများသည် မတူညီသော အပူချိန်အခြေအနေအောက်တွင် မတူညီသော အလွိုင်းအဆင့်များ ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် ၎င်းသည် လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ထိတွေ့မှုနည်းပြီး ကိုယ်ထည်ခံနိုင်ရည်ရှိသော သတ္တုစပ်အဆင့်ကို ဖွဲ့စည်းရန် မျှော်လင့်ထားသည်။

မတူညီသောအပူဘတ်ဂျက်လိုအပ်ချက်များအရ၊ အပူချိန်မြင့်သောမီးဖိုကို annealing နှင့် လျှင်မြန်သောအပူအအေးခံခြင်းဟူ၍ ပိုင်းခြားထားသည်။

• မြင့်မားသောအပူချိန်မီးဖိုပြွန် annealing:

၎င်းသည် မြင့်မားသော အပူချိန်၊ ကြာရှည်စွာ ဖြန်းတီးသည့်အချိန်နှင့် ဘတ်ဂျက်မြင့်မားသော ရိုးရာအနုနည်းဖြစ်သည်။

အချို့သော အထူးလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် SOI အလွှာများကို ပြင်ဆင်ခြင်းနှင့် နက်ရှိုင်းစွာ ပျံ့နှံ့ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် အောက်ဆီဂျင်ထိုးဆေး သီးခြားခွဲထုတ်ခြင်းနည်းပညာကဲ့သို့သော အထူးလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ၎င်းကို တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသည်။ ထိုသို့သော လုပ်ငန်းစဉ်များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ပြီးပြည့်စုံသော ရာဇမတ်ကွက် သို့မဟုတ် ညစ်ညမ်းမှု ဖြန့်ဖြူးမှုရရှိရန် ပိုမိုမြင့်မားသော အပူဘတ်ဂျက် လိုအပ်သည်။

• လျင်မြန်သော အပူအအေးခံခြင်း။:

၎င်းသည် ပစ်မှတ်အပူချိန်တွင် အလွန်လျင်မြန်သော အပူ/အအေးခံခြင်းနှင့် တိုတောင်းသောနေရာဖြင့် ဆီလီကွန် wafer များကို စီမံဆောင်ရွက်ခြင်းဖြစ်ပြီး တစ်ခါတစ်ရံ Rapid Thermal Processing (RTP) ဟုလည်း ခေါ်သည်။

အလွန်တိမ်ကောသော လမ်းဆုံများဖွဲ့စည်းခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ လျင်မြန်သော အပူအနှောက်အယှက်ပေးခြင်းသည် ရာဇမတ်ကွက် ချို့ယွင်းချက်များအား ပြုပြင်ခြင်း၊ မသန့်ရှင်းမှုကို တွန်းအားပေးခြင်းနှင့် မသန့်ရှင်းမှု ပျံ့နှံ့မှုကို နည်းပါးစေခြင်း တို့ကြား အပေးအယူလုပ်ခြင်းကို ရရှိပြီး အဆင့်မြင့်နည်းပညာ node များ၏ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။

အပူချိန်မြင့်တက်/ကျဆင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ပစ်မှတ်အပူချိန်တွင် တိုတောင်းစွာ တည်ရှိနေခြင်းသည် လျင်မြန်သော အပူအအေးခံခြင်း၏ အပူဘတ်ဂျက်ဖြစ်သည်။

သမားရိုးကျ လျင်မြန်သော အပူအအေးခံခြင်းသည် အပူချိန် 1000°C ခန့်ရှိပြီး စက္ကန့်ပိုင်းကြာပါသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ အရှိန်အဟုန်ဖြင့် အပူအအေးခံခြင်းအတွက် လိုအပ်ချက်များသည် ပိုမိုတင်းကျပ်လာကာ flash annealing၊ spike annealing၊ နှင့် laser annealing တို့သည် တဖြည်းဖြည်း ဖွံ့ဖြိုးလာပြီး၊ annealing times သည် milliseconds များအထိရောက်ရှိကာ microseconds နှင့် sub-microseconds များဆီသို့ တိုးလာနေပါသည်။

၃။ အပူပေးလုပ်ငန်းစဉ်သုံးပစ္စည်း

3.1 ပျံ့နှံ့ခြင်းနှင့် ဓာတ်တိုးပစ္စည်း

ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်သည် မြင့်မားသောအပူချိန် (များသောအားဖြင့် 900-1200 ℃) အခြေအနေများအောက်တွင် အပူပျံ့ပျံ့ပွားမှုနိယာမကို အဓိကအားဖြင့် ဆီလီကွန်အလွှာထဲသို့ မသန့်ရှင်းသောဒြပ်စင်များကို ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းရန်အတွက် တိကျသောအာရုံစူးစိုက်မှုဖြန့်ဖြူးမှုကိုပေးစွမ်းရန် လိုအပ်သောအတိမ်အနက်တွင်၊ material နှင့် semiconductor ကိရိယာဖွဲ့စည်းပုံ။

ဆီလီကွန်ပေါင်းစည်းထားသော circuit နည်းပညာတွင်၊ diffusion process ကို ပေါင်းစည်းထားသော circuit များရှိ resistors၊ capacitors၊ interconnect wiring၊ diodes နှင့် transistor ကဲ့သို့သော အစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည့် PN junctions သို့မဟုတ် အစိတ်အပိုင်းများကို ပြုလုပ်ရန်အသုံးပြုပြီး အစိတ်အပိုင်းများအကြား သီးခြားခွဲထုတ်ရန်အတွက်လည်း အသုံးပြုပါသည်။

မူးယစ်ဆေးဝါးဖြန့်ကျက်မှုကို တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်ခြင်း မရှိခြင်းကြောင့်၊ ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်ကို ပေါင်းစပ်ဆားကစ်များထုတ်လုပ်ရာတွင် ion implantation doping လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် တဖြည်းဖြည်းအစားထိုးခဲ့ပြီး wafer အချင်း 200 မီလီမီတာနှင့်အထက်ရှိသော်လည်း ပမာဏအနည်းငယ်ကို လေးလံစွာအသုံးပြုနေဆဲဖြစ်သည်။ doping လုပ်ငန်းစဉ်များ။

သမားရိုးကျ ပျံ့လွင့်မှုဆိုင်ရာ ကိရိယာများသည် အဓိကအားဖြင့် အလျားလိုက် ပျံ့နှံ့နေသော မီးဖိုများဖြစ်ပြီး ဒေါင်လိုက်ပျံ့သွားသည့် မီးဖိုများမှာလည်း အနည်းငယ်သာရှိသည်။

အလျားလိုက် ပျံ့နှံ့မှု မီးဖို:

၎င်းသည် 200mm အောက် wafer အချင်းရှိသော ပေါင်းစပ်ဆားကစ်များ ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်တွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသည့် အပူကုသမှုကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ထူးခြားချက်များမှာ အပူပေးမီးဖိုကိုယ်ထည်၊ တုံ့ပြန်မှုပြွန်နှင့် wafer တင်ဆောင်သည့် quartz လှေအားလုံးကို အလျားလိုက်ချထားသောကြောင့် ၎င်းသည် wafers များကြားတွင် ကောင်းမွန်သောတူညီမှုရှိသော လုပ်ငန်းစဉ်လက္ခဏာများရှိသည်။

၎င်းသည် ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းတွင် အရေးကြီးသော ရှေ့ဆုံးစက်ပစ္စည်းတစ်ခုသာမကဘဲ ဖြန့်ကျက်ခြင်း၊ ဓာတ်တိုးခြင်း၊ လျှောချခြင်း၊ သတ္တုစပ်ခြင်း နှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည့် စက်ကိရိယာများ၊ ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်ကိရိယာများ၊ .

ဒေါင်လိုက်ပျံ့နှံ့မှုမီးဖို:

ယေဘုယျအားဖြင့် ဒေါင်လိုက်မီးဖိုဟု အများအားဖြင့် သိကြသည့် အချင်း 200mm နှင့် 300mm ရှိသော wafers များအတွက် ပေါင်းစပ် circuit လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အသုံးပြုသော batch အပူကုသမှု ကိရိယာကို ရည်ညွှန်းသည်။

ဒေါင်လိုက်ပျံ့သည့်မီးဖို၏ဖွဲ့စည်းပုံအင်္ဂါရပ်များမှာ အပူပေးမီးဖိုကိုယ်ထည်၊ ဆပ်ပြာကိုသယ်ဆောင်သော ကလင်းကျောက်လှေနှင့် wafer အားလုံးကို ဒေါင်လိုက်ချထားပြီး wafer ကို အလျားလိုက်ချထားခြင်းဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ကြီးမားသော ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည့် မြင့်မားသော အလိုအလျောက်စနစ်၏ ဒီဂရီနှင့် တည်ငြိမ်သော စနစ်စွမ်းဆောင်ရည်များအတွင်း ကောင်းမွန်သော တူညီသောလက္ခဏာများ ပါဝင်သည်။

ဒေါင်လိုက်ဖြန့်ကျက်သည့်မီးဖိုသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပေါင်းစပ်ပတ်လမ်းထုတ်လုပ်မှုလိုင်းတွင် အရေးကြီးသောကိရိယာများထဲမှတစ်ခုဖြစ်ပြီး ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်ကိရိယာများ (IGBT) နယ်ပယ်များတွင် ဆက်စပ်လုပ်ငန်းစဉ်များတွင်လည်း အသုံးများသည်။

ဒေါင်လိုက်ပျံ့နှံ့သည့်မီးဖိုသည် ခြောက်သွေ့အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အောက်ဆီဂျင်ပေါင်းစပ်ဓာတ်တိုးခြင်း၊ ဆီလီကွန်အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်တိုးခြင်း၊ ဆီလီကွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၊ ပိုလီဆီကွန်၊ ဆီလီကွန်နိုက်ထရိတ် (Si3N4) နှင့် အက်တမ်အလွှာအပ်နှံခြင်းကဲ့သို့သော ပါးလွှာသောဖလင်ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။

၎င်းကို မြင့်မားသော အပူချိန် annealing၊ copper annealing နှင့် alloying လုပ်ငန်းစဉ်များတွင်လည်း အသုံးများသည်။ ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်စဉ်နှင့်ပတ်သက်၍၊ ဒေါင်လိုက်ပျံ့သည့်မီးဖိုများကို တစ်ခါတစ်ရံတွင် ပြင်းထန်သောဆေးဆိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များတွင်လည်း အသုံးပြုပါသည်။

3.2 လျင်မြန်သော လိမ်းဆေးများ

Rapid Thermal Processing (RTP) စက်ပစ္စည်းသည် wafer ၏ အပူချိန်ကို လုပ်ငန်းစဉ် (200-1300°C) မှ လိုအပ်သည့် အပူချိန်သို့ လျင်မြန်စွာ မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပြီး ၎င်းကို လျင်မြန်စွာ အေးသွားစေနိုင်သော single-wafer အပူကုသမှု ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူ/အအေးနှုန်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် 20-250°C/s ဖြစ်သည်။

ကျယ်ပြန့်သော စွမ်းအင်ရင်းမြစ်များနှင့် annealing time အပြင်၊ RTP စက်များသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူဘတ်ဂျက်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော မျက်နှာပြင်တူညီမှု (အထူးသဖြင့် အရွယ်အစားကြီးသော wafers များအတွက်)၊ ion စိုက်သွင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော wafer ပျက်စီးမှုကို ပြုပြင်ပေးခြင်း၊ အခန်းများစွာသည် မတူညီသော လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်များကို တစ်ပြိုင်နက် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။

ထို့အပြင်၊ RTP စက်ပစ္စည်းများသည် လုပ်ငန်းစဉ်ဓာတ်ငွေ့များကို ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်နှင့် လျင်မြန်စွာပြောင်းလဲကာ ချိန်ညှိနိုင်သောကြောင့် အပူကုသမှုလုပ်ငန်းစဉ်များစွာကို တူညီသောအပူကုသမှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပြီးမြောက်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။

RTP စက်ပစ္စည်းကို အလျှင်အမြန် အပူအအေးခံခြင်း (RTA) တွင် အသုံးများဆုံးဖြစ်သည်။ အိုင်းယွန်း စိုက်သွင်းပြီးနောက်၊ အိုင်းယွန်း စိုက်ခြင်းကြောင့် ပျက်စီးမှုကို ပြုပြင်ရန်၊ doped ပရိုတွန်များကို အသက်သွင်းရန်နှင့် ညစ်ညမ်းမှု ပျံ့နှံ့မှုကို ထိရောက်စွာ ဟန့်တားရန် RTP စက်ပစ္စည်း လိုအပ်ပါသည်။

ယေဘုယျအားဖြင့်ပြောရရင်၊ ရာဇမတ်ကွက်များ ပြုပြင်ခြင်းအတွက် အပူချိန်မှာ 500°C ခန့်ရှိပြီး doped atom များကို အသက်သွင်းရန်အတွက် 950°C လိုအပ်ပါသည်။ အညစ်အကြေးများကို အသက်သွင်းခြင်းသည် အချိန်နှင့် အပူချိန်နှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ အချိန်ကြာကြာနှင့် အပူချိန်မြင့်လေ၊ အညစ်အကြေးများ အပြည့်အ၀ လှုပ်ရှားလေလေ၊ သို့သော် အညစ်အကြေးများ ပျံ့နှံ့မှုကို ဟန့်တားရန် မသင့်လျော်ပါ။

RTP စက်များသည် အပူချိန်မြင့်တက်/ကျဆင်းခြင်းနှင့် တိုတောင်းသောကြာချိန်တို့၏ လက္ခဏာများ ပါရှိသောကြောင့်၊ အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းပြီးနောက် annealing လုပ်ငန်းစဉ်သည် ကွက်ကွက်ချို့ယွင်းမှုကို ပြုပြင်ခြင်း၊ impurity activation နှင့် impurity diffusion inhibition တို့တွင် အကောင်းဆုံး ကန့်သတ်ဘောင်ရွေးချယ်မှုကို ရရှိနိုင်သည်။

RTA ကို အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါ အမျိုးအစားလေးမျိုးဖြင့် ပိုင်းခြားထားသည်။:

(၁)Spike Annealing

၎င်း၏ထူးခြားချက်မှာ ၎င်းသည် လျင်မြန်သော အပူပေးခြင်း/အအေးပေးသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို အာရုံစိုက်ထားသော်လည်း အခြေခံအားဖြင့် အပူထိန်းသိမ်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ် မရှိပါ။ spike annealing သည် မြင့်မားသော အပူချိန်အမှတ်တွင် အချိန်တိုအတွင်း တည်ရှိနေပြီး ၎င်း၏ အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်မှာ doping ဒြပ်စင်များကို အသက်သွင်းရန်ဖြစ်သည်။

လက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင်၊ wafer သည် တည်ငြိမ်သော အသင့်အနေအထားရှိ အပူချိန်အမှတ်တစ်ခုမှ လျင်မြန်စွာပူလာပြီး ပစ်မှတ်အပူချိန်အမှတ်သို့ရောက်ရှိပြီးနောက် ချက်ချင်းအေးသွားပါသည်။

ပစ်မှတ်အပူချိန်အမှတ် (ဆိုလိုသည်မှာ peak temperature point) တွင် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းချိန်သည် အလွန်တိုတောင်းသောကြောင့်၊ annealing process သည် impurity activation ၏ဒီဂရီကို အမြင့်ဆုံးနိုင်ပြီး impurity diffusion ၏ degree ကို လျှော့ချနိုင်သည်၊ bonding quality နှင့် low leakage current တို့ဖြစ်သည်။

Spike annealing ကို 65nm ပြီးနောက် အလွန်တိမ်ကောသော လမ်းဆုံလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသည်။ spike annealing ၏ လုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များတွင် အဓိကအားဖြင့် peak temperature၊ peak dwell time, temperature divergence နှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက် wafer resistance တို့ပါဝင်သည်။

အထွတ်အထိပ်နေထိုင်ချိန် တိုလေလေ၊ ပိုကောင်းလေဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်၏ အပူ/အအေးနှုန်းအပေါ် အဓိကမူတည်သည်၊ သို့သော် ရွေးချယ်ထားသော ဓာတ်ငွေ့လေထုသည် တစ်ခါတစ်ရံ ၎င်းအပေါ် အချို့သော သက်ရောက်မှုရှိသည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ ဟီလီယမ်သည် သေးငယ်သော အက်တမ်ထုထည်နှင့် လျင်မြန်စွာ ပျံ့နှံ့နှုန်းရှိပြီး၊ ၎င်းသည် လျင်မြန်ပြီး တစ်ပုံစံတည်းသော အပူလွှဲပြောင်းမှုကို အထောက်အကူဖြစ်စေပြီး peak width သို့မဟုတ် peak residence time ကို လျှော့ချနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ တစ်ခါတစ်ရံတွင် ဟီလီယမ်သည် အပူနှင့်အအေးကို အထောက်အကူပြုရန် ရွေးချယ်သည်။

(၂)မီးခွက်ကို စုပ်ယူခြင်း။

Lamp annealing နည်းပညာကို တွင်တွင်ကျယ်ကျယ် အသုံးပြုသည်။ Halogen မီးချောင်းများကို ယေဘုယျအားဖြင့် လျင်မြန်စွာ စိမ့်ဝင်နိုင်သော အပူအရင်းအမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်းတို့၏မြင့်မားသောအပူ/အအေးခံနှုန်းများနှင့် တိကျသောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုသည် 65nm အထက် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ၏လိုအပ်ချက်များကိုဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။

သို့ရာတွင်၊ 45nm လုပ်ငန်းစဉ်၏ တင်းကြပ်သောလိုအပ်ချက်များကို အပြည့်အဝမဖြည့်ဆည်းနိုင်တော့ပါ (45nm လုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက်၊ ယုတ္တိဗေဒ LSI ၏ နီကယ်-ဆီလီကွန်အဆက်အသွယ်ဖြစ်ပေါ်သောအခါ၊ wafer သည် 200°C မှ 1000°C မီလီစက္ကန့်အတွင်း အမြန်အပူပေးရန်လိုအပ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် ယေဘူယျအားဖြင့် လေဆာ လိမ်းရန် လိုအပ်ပါသည်။)

(၃)လေဆာလိမ်းဆေး

လေဆာ လိမ်းခြင်းဆိုသည်မှာ ဆပ်ပြာမျက်နှာပြင်၏ အပူချိန်ကို လျင်မြန်စွာ တိုးမြင့်စေကာ ဆီလီကွန်ပုံဆောင်ခဲ အရည်ပျော်သွားသည်အထိ မြင့်မားစွာ အသက်ဝင်စေသည့် လေဆာကို တိုက်ရိုက်အသုံးပြုသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။

လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် လိမ်းခြင်း၏ အားသာချက်များမှာ အလွန်လျင်မြန်သော အပူပေးခြင်းနှင့် အထိခိုက်မခံသော ထိန်းချုပ်မှုတို့ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ချည်မျှင်အပူပေးခြင်း မလိုအပ်ဘဲ အခြေခံအားဖြင့် အပူချိန် ပြတ်တောက်မှုနှင့် အမျှင်ဓာတ်သက်တမ်းအတွက် ပြဿနာမရှိပါ။

သို့သော်လည်း နည်းပညာပိုင်းအရ ကြည့်ပါက လေဆာဖြင့် ပွတ်တိုက်ခြင်းတွင် ယိုစိမ့်နေသော လက်ရှိနှင့် အကြွင်းအကျန် ချို့ယွင်းချက် ပြဿနာများ ရှိနေပြီး၊ ၎င်းသည် စက်ပစ္စည်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် အချို့သော အကျိုးသက်ရောက်မှုများ ရှိမည်ဖြစ်သည်။

(၄)Flash Annealing

Flash annealing သည် သီးခြား အပူကြိုအပူချိန်တွင် wafers များပေါ်တွင် spike annealing ပြုလုပ်ရန် ပြင်းထန်မှု မြင့်မားသော ရောင်ခြည်ကို အသုံးပြု၍ လိမ်းခြယ်သည့် နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။

wafer ကို 600-800°C တွင် ကြိုတင်အပူပေးထားပြီး၊ ထို့နောက် အချိန်တိုအတွင်း သွေးခုန်နှုန်း ရောင်ခြည်ဖြာထွက်ခြင်းအတွက် ပြင်းထန်မှုမြင့်မားသောရောင်ခြည်ကို အသုံးပြုသည်။ wafer ၏အမြင့်ဆုံးအပူချိန်သည် လိုအပ်သော annealing အပူချိန်သို့ရောက်ရှိသောအခါ၊ ဓါတ်ရောင်ခြည်သည် ချက်ချင်းပိတ်သွားပါသည်။

RTP စက်များကို အဆင့်မြင့် ပေါင်းစပ် circuit ထုတ်လုပ်ရေးတွင် ပိုမိုအသုံးပြုလာပါသည်။

RTA လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုခြင်းအပြင်၊ RTP စက်များကို လျင်မြန်သောအပူဓာတ်တိုးခြင်း၊ လျင်မြန်သောအပူနိုက်ထရစ်ပြုခြင်း၊ လျင်မြန်သောအပူပျံ့နှံ့ခြင်း၊ လျင်မြန်သောဓာတုအငွေ့များထွက်ခြင်း၊

————————————————————————————————————————————————————— ——

Semicera ပေးစွမ်းနိုင်ပါတယ်။ဖိုက်တာအပိုင်း၊ပျော့ပျောင်း / မာကျောသောခံစားမှု၊ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အစိတ်အပိုင်းများ၊CVD ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အစိတ်အပိုင်းများ, နှင့်SiC/TaC coated အစိတ်အပိုင်းများရက် 30 အတွင်း semiconductor လုပ်ငန်းစဉ်အပြည့်ဖြင့်။

အထက်ဖော်ပြပါ semiconductor ထုတ်ကုန်များကို စိတ်ဝင်စားပါက၊ကျေးဇူးပြု၍ ပထမအကြိမ်တွင် ကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်ရန် တုံ့ဆိုင်းမနေပါနှင့်။

Tel: +86-13373889683

WhatsAPP: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com