氧化工藝中管式爐的不可替代性:熱氧化是半導體器件制造的基礎步驟,管式爐在干氧/濕氧氧化中表現優異。干氧氧化(如1000°C下生成SiO?)生長速率慢但薄膜致密,適用于柵氧層;濕氧氧化(通入H?O蒸氣)速率快但多孔,常用于場氧隔離。管式爐的多段控溫可精確調節氧化層的厚度(±0.1 nm),而傳統批次式設計(50–100片/次)仍具成本優勢。近年來,部分產線采用快速氧化管式爐(RTO)以縮短周期,但高溫穩定性仍依賴傳統爐體結構。高精度溫度傳感器,確保工藝穩定性,適合高級半導體制造,點擊了解!長沙8吋管式爐
管式爐在金屬硅化物(如TiSi?、CoSi?)形成中通過退火工藝促進金屬與硅的固相反應,典型溫度400℃-800℃,時間30-60分鐘,氣氛為氮氣或氬氣。以鈷硅化物為例,先在硅表面濺射50-100nm鈷膜,隨后在管式爐中進行兩步退火:第一步低溫(400℃)形成Co?Si,第二步高溫(700℃)轉化為低阻CoSi?,電阻率可降至15-20μΩ?cm。界面質量對硅化物性能至關重要。通過精確控制退火溫度和時間,可抑制有害副反應(如CoSi?向CoSi轉化),并通過預氧化硅表面(生長2-5nmSiO?)阻止金屬穿透。此外,采用快速熱退火(RTA)替代常規管式退火,可將退火時間縮短至10秒,明顯減少硅襯底中的自間隙原子擴散,降低漏電流風險。東北6英寸管式爐SiN工藝自動化界面讓管式爐操作便捷高效。
半導體制造中的擴散工藝離不開管式爐的支持。當需要對硅片進行摻雜以改變其電學性能時,管式爐可營造合適的高溫環境。將含有特定雜質(如磷、硼等摻雜劑)的源物質與硅片一同置于管式爐中,在高溫作用下,雜質原子獲得足夠能量,克服晶格阻力,逐漸向硅片內部擴散。管式爐均勻的溫度場分布保證了雜質在硅片內擴散的一致性,使得硅片不同區域的電學性能趨于均勻。通過精確調節管式爐的溫度、擴散時間以及爐內氣氛,能夠精確控制雜質的擴散深度和濃度分布,滿足不同半導體器件對于電學性能的多樣化需求,進而提升半導體器件的性能和可靠性。
管式爐在半導體制造流程中占據著基礎且關鍵的位置。其基本構造包括耐高溫的爐管,多由石英或剛玉等材料制成,能承受高溫且化學性質穩定,為內部反應提供可靠空間。外部配備精確的加熱系統,可實現對爐內溫度的精細調控。在半導體工藝里,管式爐常用于各類熱處理環節,像氧化、擴散、退火等工藝,這些工藝對半導體材料的性能塑造起著決定性作用,從根本上影響著半導體器件的質量與性能。擴散工藝同樣離不開管式爐。在 800 - 1100°C 的高溫下,摻雜原子,如硼、磷等,從氣態源或固態源擴散進入硅晶格。這一過程對于形成晶體管的源 / 漏區、阱區以及調整電阻至關重要。雖然因橫向擴散問題,擴散工藝在某些方面逐漸被離子注入替代,但在阱區形成、深結摻雜等特定場景中,管式爐憑借其獨特優勢,依然發揮著不可替代的作用。管式爐為光通信器件制造提供保障。
低壓化學氣相沉積(LPCVD)管式爐在氮化硅(Si?N?)薄膜制備中展現出出色的均勻性和致密性,工藝溫度700℃-900℃,壓力10-100mTorr,硅源為二氯硅烷(SiCl?H?),氮源為氨氣(NH?)。通過調節SiCl?H?與NH?的流量比(1:3至1:5),可控制薄膜的化學計量比(Si:N從0.75到1.0),進而優化其機械強度(硬度>12GPa)和介電性能(介電常數6.5-7.5)。LPCVD氮化硅的典型應用包括:①作為KOH刻蝕硅的硬掩模,厚度50-200nm時刻蝕選擇比超過100:1;②用于MEMS器件的結構層,通過應力調控(張應力<200MPa)實現懸臂梁等精密結構;③作為鈍化層,在300℃下沉積的氮化硅薄膜可有效阻擋鈉離子(阻擋率>99.9%)。設備方面,臥式LPCVD爐每管可處理50片8英寸晶圓,片內均勻性(±2%)和片間重復性(±3%)滿足大規模生產需求。采用耐腐蝕材料,延長設備使用壽命,適合嚴苛環境,了解更多!長三角8英寸管式爐SIPOS工藝
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管式爐的定期維護包括: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每季度校準溫度傳感器,偏差超過±1℃時需重新標定;③每半年清洗爐管內壁,使用稀鹽酸(5%濃度)去除無機鹽沉積,再用去離子水沖洗至pH=7。對于高頻使用的管式爐(>8小時/天),需每季度更換石英舟,防止因長期高溫導致的形變(彎曲度>0.5mm)。維護記錄需詳細記錄清洗時間、使用試劑和校準數據,作為工藝追溯的重要依據。此外,建立備件庫存(如加熱元件、熱電偶)可將故障停機時間縮短至2小時以內。長沙8吋管式爐