碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導體的外延生長依賴高溫管式爐。以SiC外延為例,需在1500°C–1600°C下通入硅源(如SiH?)和碳源(如C?H?),管式爐的石墨加熱器與碳化硅涂層石英管可耐受極端環境。關鍵挑戰在于控制生長速率(1–10 μm/h)和缺陷密度(需<1×103 cm?2)。行業通過改進氣體預混裝置和增加旋轉襯底托盤來提升均勻性。GaN-on-Si生長則需氨氣(NH?)氛圍,管式爐的密封性直接影響晶體質量,因此高純度氣體管路和真空鎖設計成為標配。管式爐可通入多種氣體(氮氣、氫氣等),實現惰性或還原性氣氛下的化學反應。深圳賽瑞達管式爐合金爐
退火是半導體制造中不可或缺的工藝,管式爐在其中表現出色。高溫處理能夠修復晶格損傷、摻雜劑,并降低薄膜應力。離子注入后的退火操作尤為關鍵,可修復離子注入造成的晶格損傷并摻雜原子。盡管快速熱退火(RTA)應用單位廣,但管式爐在特定需求下,仍能提供穩定且精確的退火環境,滿足不同工藝對退火的嚴格要求。化學氣相沉積(CVD)是管式爐另一重要應用領域。在爐管內通入反應氣體,高溫促使反應氣體在晶圓表面發生化學反應,進而沉積形成薄膜。早期,多晶硅、氮化硅、二氧化硅等關鍵薄膜的沉積常借助管式爐完成。即便如今部分被單片式 CVD 取代,但在對薄膜均勻性要求極高、需大批量沉積特定薄膜,如厚氧化層時,管式爐 CVD 憑借其均勻性優勢,依舊在半導體制造中占據重要地位。東北6英寸管式爐摻雜POLY工藝管式爐為光通信器件制造提供保障。
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確調控。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。熱氧化工藝是管式爐在半導體領域的重要應用之一。在高溫環境下,通常是 800 - 1200°C,硅晶圓被放置于管式爐內,在含氧氣氛中,硅晶圓表面會生長出二氧化硅(SiO?)層。該氧化層用途范圍廣,例如作為柵極氧化層,這是晶體管開關的關鍵部位,其質量直接決定了器件性能與可靠性。干氧法生成的氧化層質量高,但生長速度較慢;濕氧法生長速度快,不過質量相對稍遜,而管式爐能夠精確控制這兩種方法所需的溫度與氣氛條件。
管式爐工藝后的清洗需針對性去除特定污染物:①氧化后清洗使用HF溶液(1%濃度)去除表面殘留的SiO?顆粒;②擴散后清洗采用熱磷酸(H?PO?,160℃)去除磷硅玻璃(PSG);③金屬退火后清洗使用王水(HCl:HNO?=3:1)去除金屬殘留,但需嚴格控制時間(<5分鐘)以避免腐蝕硅基體。清洗后的干燥技術對器件良率至關重要。采用Marangoni干燥法(異丙醇與去離子水混合液)可實現無水印干燥,適用于高縱橫比結構(如深溝槽)。此外,等離子體干燥(Ar等離子體,100W)可在1分鐘內完成晶圓干燥,且不會引入顆粒污染。管式爐支持多工位設計,提升生產效率,適合批量生產,點擊查看!
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。管式爐設計符合安全標準,保障操作人員安全,立即獲取安全指南!江蘇智能管式爐
管式爐技術在國際競爭合作中發展。深圳賽瑞達管式爐合金爐
在半導體芯片進行封裝之前,需要對芯片進行一系列精細處理,管式爐在這一過程中發揮著重要作用,能夠明顯提升芯片封裝前處理的質量。首先,精確的溫度控制和恰當的烘烤時間是管式爐的優勢所在,通過合理設置這些參數,能夠有效去除芯片內部的水汽等雜質,防止在后續封裝過程中,因水汽殘留導致芯片出現腐蝕、短路等嚴重問題,從而提高芯片的可靠性。例如,在一些芯片制造工藝中,將芯片放入管式爐內,在特定溫度下烘烤一定時間,能夠使芯片內部的水汽充分揮發,確保芯片在封裝后能夠長期穩定工作。其次,在部分芯片的預處理工藝中,退火處理是必不可少的環節,而管式爐則是實現這一工藝的理想設備。芯片在制造過程中,內部會不可避免地產生內部應力,這些應力可能會影響芯片的電學性能。深圳賽瑞達管式爐合金爐