Dezyèm -nivo oksidasyon nan manifakti Chip: RTO rapid oksidasyon tèmik

Nan nanomond nan manifakti chip, chak fim oksid se poto a nan pèfòmans tranzistò. Lè pwosesis la antre nan ne sub-7nm, pwosesis oksidasyon tib tradisyonèl la fè fas a obsolesans akòz bidjè twòp chalè ak epesè inegal, pandan y ap teknoloji oksidasyon tèmik rapid (RTO) te vin tounen yon pwosesis kle nan gwo -fabrication chips akòz repons dezyèm-nivo li yo ak presizyon nan nivo atomik.

I. ki sa ki RTO?

Milisecond-nivo segondè-tanperati oksidasyon atizay RTO (Rapid Thermal Oxidation) se yon teknoloji ki reyalize kwasans lan nan ultra- kouch oksid mens nan yon ti tan trè kout (1-10 segonn), ak karakteristik debaz li yo se: to chofaj: 50-150 degre / s (tradisyonèl yo se sèlman / 5-10 degre tib); Ranje tanperati: 800-1100 degre; Kontwòl epesè: 1-10 nm, presizyon jiska ± 0.01 nm.

Konparezon ak oksidasyon tib tradisyonèl founo:

Paramèt Konvansyonèl tib oksidasyon RTO rapid oksidasyon tèmik

Tan chofaj 30-60Minutes 5-10Seconds

Chalè Bidjè Segondè (fasil pou mennen nan dopaj ak gaye) Trè

Inifòmite epesè ± 2% ± 0.5%

Entèfas defo dansite 10¹¹ cm⁻² 10¹⁰ cm⁻².

II.Wòl debaz RTO: optimize koòdone

1. Pafè patnè pou segondè -k medya: Nan pwosesis HKMG ki anba a 28nm, RTO yo grandi kouch SiO₂ nan koòdone 0.5-1.2 nm pou optimize karakteristik koòdone HfO₂ ak Silisyòm; Epesè kouch oksid ekivalan a (EOT) te redwi a 0.8 nm ak aktyèl la flit te redwi pa 100 fwa.

Adaptabilite twa -dimansyon FinFET reyalize oksidasyon inifòm sou sifas twa -dimansyon fin (Fin) pou evite "peroksidasyon kwen" pwosesis tradisyonèl yo; Nan 14nm FinFET Intel a, RTO a kontwole devyasyon nan tèt fin la soti nan kouch oksid miray la bò kote.<0.1 nm.

Bidjè tèmik junction ultrashallow la te kontwole Apre piki nan zòn ekstansyon sous -drenaj la, RTO te aktive atòm dope yo nan 1050 degre / 2 sec pandan y ap siprime distans difizyon bor nan 2 nm.

4. Reparasyon defo nan nanostrikti Oksijèn atomik (O*) ranpli bon sispansyon yo sou sifas Silisyòm, diminye dansite eta entèfas a mwens pase 10¹⁰ cm⁻² ak ogmante mobilite konpayi asirans pa 20%.

0010-20129 6" Asanble lam tanpon

III.Mekanis reyaksyon nan RTO

Ekwasyon reyaksyon

Si(s) + O₂(g) → SiO₂(s) (oksidasyon oksijèn sèk)
Si(s) + 2H₂O(g) → SiO₂(s) + 2H₂(g) (Oksijèn mouye)

Twa-etap pwosesis reyaksyon
1. Premye kwasans lineyè (0-2 nm):
Molekil oksijèn reyaji dirèkteman ak Silisyòm, epi to a kontwole pa sinetik reyaksyon sifas;

Pou chak ogmantasyon 100 degre nan tanperati, to kwasans lan ogmante pa 3 fwa.

Kontwòl difizyon parabolik (2-10 nm): atòm oksijèn bezwen antre nan kouch SiO₂ ki te fòme a, ak koyefisyan difizyon an detèmine pousantaj la;

Apre Deal-modèl Grove: epesè² ∝ tan × koyefisyan difizyon.

3. Rekonstriksyon koòdone (apre oksidasyon): Nan 1070 degre, atòm Silisyòm yo rearanje nan 0.1 segonn yo fòme yon koòdone estrès -gratis; atòm idwojèn ki lage yo pasive lyezon sispansyon ki rete yo.

IV.Tout pwosesis la nan pwosesis RTO

Pran oksidasyon koòdone nan ne 5 nm kòm yon egzanp:

1. Wafer pretreatment HF3H2O netwayaj vapè pou retire kouch oksid prensipal la (epesè <0.2 nm); Agon purge ak kontni oksijèn kavite <1 ppm.

2. Etalaj la tengstèn alogende rapid chofaj chofe wafer a soti nan 400 degre a 900 degre nan 3 segonn; Feedback tan reyèl - sou mezi tanperati enfrawouj sou do a, presizyon kontwòl tanperati ± 1 degre.

3. Reyaksyon Oksidasyon (Etap Kle)

Paramèt Mete Valè Fonksyon
Tanperati 900 degre balanse to kwasans ak bidjè chalè

Kontwòl egzak nan thickness0.8-1.2 nm
Koule oksijèn asire ase reyaktif
Kontwole presyon pou amelyore adsorption gaz
4. Rapid refwadisman
Refwadi a 600 degre nan 0.5 segonn apre koupe ekipman pou pouvwa a;
Elyòm backcooling anpeche wafer deformation.
5. enspeksyon kalite
Elipsomèt mezi epesè (presizyon ± 0.01 nm);