在半導(dǎo)體器件制造中,絕緣層的制備是關(guān)鍵環(huán)節(jié),管式爐在此發(fā)揮重要作用。以 PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)管式爐為例,其利用低溫等離子體在襯底表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)。在反應(yīng)腔體中,射頻輝光放電產(chǎn)生等離子體,其中包含大量活性粒子。這些活性粒子與進(jìn)入腔體的氣態(tài)前驅(qū)物發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程,生成的固態(tài)物質(zhì)沉積在置于管式爐的襯底表面,形成高質(zhì)量的絕緣層薄膜。管式爐配備的精確溫度控制系統(tǒng),可根據(jù)不同絕緣材料的制備要求,精確調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度,確保薄膜生長(zhǎng)過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行。同時(shí),氣體輸送系統(tǒng)能夠精確控制各種前驅(qū)物的流入量和比例,保證每次制備的絕緣層薄膜在成分、厚度和性能等方面具有高度的一致性和重復(fù)性,為提高半導(dǎo)體器件的電氣絕緣性能和可靠性奠定基礎(chǔ)。溫度校準(zhǔn)是管式爐精確控溫的保障。東北8吋管式爐低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)
隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷向高集成度、高性能方向發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體材料的質(zhì)量和性能要求愈發(fā)嚴(yán)苛,管式爐的技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新升級(jí)。一方面,加熱系統(tǒng)的優(yōu)化使管式爐的加熱速度更快且溫度均勻性更好,能夠在更短時(shí)間內(nèi)將爐內(nèi)溫度升至工藝所需的高溫,同時(shí)保證爐內(nèi)不同位置的溫度偏差極小,這對(duì)于一些對(duì)溫度變化速率和均勻性敏感的半導(dǎo)體工藝(如快速退火、外延生長(zhǎng)等)至關(guān)重要,可有效提升工藝效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面,氣氛控制技術(shù)的改進(jìn)使得管式爐能夠更精確地控制爐內(nèi)氣體的種類、流量和壓力等參數(shù),為半導(dǎo)體材料的合成和加工提供更精確、更符合工藝要求的氣體環(huán)境,有助于制造出性能更優(yōu)、質(zhì)量更穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料和器件。山東8英寸管式爐CVD管式爐支持快速升降溫,縮短半導(dǎo)體生產(chǎn)周期,了解更多優(yōu)勢(shì)!
管式爐在硅外延生長(zhǎng)中通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)實(shí)現(xiàn)單晶層的可控生長(zhǎng),典型工藝參數(shù)為溫度1100℃-1200℃、壓力100-500Torr,硅源氣體(SiH?或SiCl?)流量50-500sccm。外延層的晶體質(zhì)量受襯底預(yù)處理、氣體純度和溫度梯度影響明顯。例如,在碳化硅(SiC)外延中,需在800℃下用氫氣刻蝕去除襯底表面缺陷,隨后在1500℃通入丙烷(C?H?)和硅烷(SiH?)實(shí)現(xiàn)同質(zhì)外延,生長(zhǎng)速率控制在1-3μm/h以減少位錯(cuò)密度5。對(duì)于化合物半導(dǎo)體如氮化鎵(GaN),管式爐需在高溫(1000℃-1100℃)和氨氣(NH?)氣氛下進(jìn)行異質(zhì)外延。通過(guò)調(diào)節(jié)NH?與三甲基鎵(TMGa)的流量比(100:1至500:1),可精確控制GaN層的摻雜類型(n型或p型)和載流子濃度(101?-101?cm?3)。此外,采用梯度降溫(5℃/min)可緩解外延層與襯底間的熱應(yīng)力,降低裂紋風(fēng)險(xiǎn)。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,一些新型材料的研發(fā)和應(yīng)用離不開管式爐的支持。例如在探索具有更高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的材料體系時(shí),管式爐可用于制備和處理相關(guān)材料。通過(guò)在管式爐內(nèi)精確控制溫度、氣氛和時(shí)間等條件,實(shí)現(xiàn)特定材料的合成和加工。以鐵基超導(dǎo)體 FeSe 薄膜在半導(dǎo)體襯底上的外延生長(zhǎng)研究為例,利用管式爐對(duì)襯底進(jìn)行預(yù)處理,能夠獲得高質(zhì)量的襯底表面,為后續(xù) FeSe 薄膜的外延生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。在生長(zhǎng)過(guò)程中,管式爐穩(wěn)定的環(huán)境有助于精確控制薄膜的生長(zhǎng)參數(shù),從而研究不同生長(zhǎng)條件對(duì)薄膜超導(dǎo)性質(zhì)的影響。這種研究對(duì)于尋找新型超導(dǎo)材料、推動(dòng)半導(dǎo)體與超導(dǎo)技術(shù)的融合發(fā)展具有重要意義,而管式爐在其中起到了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)備支撐作用。管式爐支持定制化設(shè)計(jì),滿足特殊工藝需求,立即獲取方案!
管式爐的定期維護(hù)包括:①每月檢查爐管密封性(泄漏率<1×10??mbar?L/s),更換老化的O型圈;②每季度校準(zhǔn)溫度傳感器,偏差超過(guò)±1℃時(shí)需重新標(biāo)定;③每半年清洗爐管內(nèi)壁,使用稀鹽酸(5%濃度)去除無(wú)機(jī)鹽沉積,再用去離子水沖洗至pH=7。對(duì)于高頻使用的管式爐(>8小時(shí)/天),需每季度更換石英舟,防止因長(zhǎng)期高溫導(dǎo)致的形變(彎曲度>0.5mm)。維護(hù)記錄需詳細(xì)記錄清洗時(shí)間、使用試劑和校準(zhǔn)數(shù)據(jù),作為工藝追溯的重要依據(jù)。此外,建立備件庫(kù)存(如加熱元件、熱電偶)可將故障停機(jī)時(shí)間縮短至2小時(shí)以內(nèi)。管式爐適用于高溫退火、擴(kuò)散等工藝,提升半導(dǎo)體性能,了解更多!北方第三代半導(dǎo)體管式爐摻雜POLY工藝
節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)融入管式爐產(chǎn)品理念。東北8吋管式爐低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)
半導(dǎo)體制造中的退火工藝,管式爐退火是重要的實(shí)現(xiàn)方式之一。將經(jīng)過(guò)離子注入或刻蝕等工藝處理后的半導(dǎo)體材料放入管式爐內(nèi),通過(guò)管式爐精確升溫至特定溫度,并在該溫度下保持一定時(shí)間,隨后按照特定速率冷卻。在這一過(guò)程中,因前期工藝造成的晶格損傷得以修復(fù),注入的雜質(zhì)原子也能更穩(wěn)定地進(jìn)入晶格位置,摻雜原子,增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性。同時(shí),材料內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力得以釋放,提升了半導(dǎo)體器件的可靠性。管式爐適合進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的退火處理,尤其對(duì)于需要嚴(yán)格控制溫度梯度和時(shí)間參數(shù)的高溫退火工藝,能憑借其出色的溫度穩(wěn)定性和均勻性,確保退火效果的一致性和高質(zhì)量,為半導(dǎo)體器件的性能優(yōu)化提供有力保障。東北8吋管式爐低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)