熱アニーリングとは

熱アニーリングとしても知られるアニーリング プロセスは、半導体製造における重要なステップです。シリコンウェーハを高温にさらすことで、材料の電気的および機械的特性を強化します。アニーリングの主な目的は、格子損傷の修復、ドーパントの活性化、膜特性の変更、および金属シリサイドの作成です。アニーリングプロセスで使用されるいくつかの一般的な機器には、次のようなカスタマイズされた SiC コーティング部品が含まれます。葬儀屋, カバー、セミコレックス社が提供するなど。

アニーリングプロセスの基本原理

アニーリングプロセスの基本原理は、高温で熱エネルギーを使用して材料内の原子を再配列し、それによって特定の物理的および化学的変化を達成することです。これには主に次の側面が含まれます。

1. 格子損傷の修復:

  - イオン注入: イオン注入中に高エネルギーのイオンがシリコン ウェーハに衝突し、格子構造に損傷を与え、アモルファス領域を作成します。

  - アニーリング修復: 高温では、非晶質領域内の原子が再配列され、格子秩序が復元されます。このプロセスには通常、約 500°C の温度範囲が必要です。

2. 不純物の活性化:

  - ドーパントの移動: アニーリングプロセス中に注入された不純物原子は格子間サイトから格子サイトに移動し、効果的にドーピングを作成します。

  - 活性化温度: 不純物の活性化には通常、約 950°C の高温が必要です。温度が高くなると不純物の活性化率が高くなりますが、温度が高すぎると不純物が過剰に拡散し、デバイスの性能に影響を与える可能性があります。

3. フィルムの修正:

  - 緻密化: アニーリングにより、緩んだ膜が緻密になり、ドライまたはウェット エッチング中にその特性が変化する可能性があります。

  - High-k ゲート誘電体: High-k ゲート誘電体の成長後の堆積後アニーリング (PDA) により、誘電特性が強化され、ゲート リーク電流が減少し、誘電率が増加します。

4. 金属シリサイドの形成:

  - 合金相: 金属膜 (コバルト、ニッケル、チタンなど) がシリコンと反応して合金を形成します。焼きなまし温度条件が異なると、さまざまな合金相が形成されます。

  - 性能の最適化: アニーリングの温度と時間を制御することで、接触抵抗とボディ抵抗が低い合金相を実現できます。

さまざまな種類のアニーリングプロセス

1. 高温炉アニーリング:

特徴：高温（通常1000℃以上）と長時間（数時間）のアニールを行う伝統的なアニール方法。

用途: SOI 基板の準備や深い n ウェル拡散など、高い熱バジェットを必要とするアプリケーションに適しています。

2. 急速熱アニール (RTA):

特長：急熱急冷の特性を活かし、通常1000℃程度の温度で数秒程度の短時間で焼鈍が完了します。

用途: 超浅接合の形成に特に適しており、不純物の過度の拡散を効果的に低減でき、高度なノード製造に不可欠な部分です。

3. フラッシュランプアニーリング (FLA):

特徴：高輝度フラッシュランプを使用してシリコンウェーハの表面を非常に短時間（ミリ秒）で加熱し、迅速なアニーリングを実現します。

用途: 線幅20nm以下の極浅ドーピング活性化に適しており、高い不純物活性化率を維持しながら不純物の拡散を最小限に抑えることができます。

4. レーザースパイクアニーリング (LSA):

特長：レーザー光源を使用し、シリコンウェーハ表面を極短時間（マイクロ秒）で加熱し、局所的かつ高精度なアニールを実現します。

アプリケーション: FinFET や High-k/メタル ゲート (HKMG) デバイスの製造など、高精度の制御を必要とする高度なプロセス ノードに特に適しています。

セミコレックスは高品質を提供しますCVD SiC/TaC コーティング部品熱アニール用。ご質問がある場合、または詳細が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

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