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快速退火工艺在欧姆接触中的应用RTP

时间:2024年01月09日 信息来源:本站原创 点击: 加入收藏 】【 字体:

作为新一代半导体的代表材料,氮化镓(GaN)具有大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率等特性,是制造高功率、高频电子器件中重要的半导体材料。其中,GaN材料与金属电极的欧姆接触对器件性能有着重要的影响,器件利用金属电极与GaN间接触形成的欧姆接触来输入或输出电流。当欧姆接触电阻过高时会产生较多的焦耳热,缩短器件寿命,而良好的欧姆接触可使器件通态电阻低,电流输出大,具有更好的稳定性。


退火温度影响欧姆接触质量

氮化镓欧姆接触的制备通常需要进行退火处理,退火的目的是通过热处理改变材料的结构和性质,使金属电极与氮化镓之间形成低电阻接触。而金属与GaN之间形成欧姆接触的质量受退火条件的影响,良好的欧姆接触图形边缘应保持平整,电极之间不应存在导致短路的金属粘合,退火完成后不会出现金属的侧流。

(a)退火前欧姆接触形态 b)退火后欧姆接触形态

(图源网络)


退火温度作为影响欧姆接触性能的重要参数,温度过高或过低都会导致电阻率的增加和电流的减小。一般来说,退火温度越高,金属电极与氮化镓之间的接触电阻率则越低。

比接触电阻率与退火温度的函数关系(图源:知网)


然而,当退火温度过高则可能导致氮化镓材料的损伤或金属电极的熔化不利于形成好的欧姆接触当温度过低时会导致金属与半导体之间形成较高的势垒,阻碍载流子的传输。因此在GaN欧姆接触进行退火处理时,对于退火温度的条件选择尤为重要

快速退火炉(RTP)原理

快速退火炉(RTP)是一种用于半导体器件制造和材料研究的设备,其工作原理是通过快速升温和降温来处理材料,以改变其性质或结构。

RTP结构示意图(图源网络)


晟鼎快速退火炉(RTP)优势

RTP快速退火炉具有温度控制精确、升温速度快等优点,可以满足欧姆接触对温度敏感的材料和结构的需求。晟鼎快速退火炉制程范围覆盖200-1250℃,具有强大的温场管理系统,此外,还能灵活、快速地转换和调节工艺气体,使得其在同一个热处理过程中可以完成多段处理工艺。


晟鼎快速退火炉RTP温度控制—1000℃制程


半自动快速退火炉

RTP-SA-12为半自动立式快速退火炉,工艺时间短,控温精度高,相对于传统扩散炉退火系统和其他RTP系统,其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的 RL900软件控制系统,确保了极好的热均匀性。

产品优势

◎红外卤素灯管加热,冷却采用风冷

◎大气与真空处理方式均可选择,进气前气体净化处理

◎灯管功率 PID 控温,可精准控制温度升温,保证良好的重现性与温度均匀性


全自动双腔退火炉

RTP-DTS-8相对于传统扩散炉退火系统和其他 RTP 系统,其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的RL900 软件控制系统,确保了极好的热均匀性。

产品优势

红外卤素灯管加热,冷却采用风冷

灯管功率 PID 控温,可精准控制温度升温,保证良好的重现性与温度均匀性

大气与真空处理方式均可选择,进气前气体净化处理

标配两组工艺气体,最多可扩展至6组工艺气体


桌面型快速退火炉

RTP-Table-6为桌面式6英寸晶圆快速退火炉,使用上下两层红外卤素灯管作为热源加热,内部石英腔体保温隔热,腔体外壳为水冷铝合金,使得制品加热均匀,且表面温度低。 RTP-Table-6采用PID 控制,系统能快速调节红外卤素灯管的输出功率,控温更加精准


产品优势

◎双层红外卤素灯管加热,氮气快速降温

◎自主研发灯管分组排布,使温度均匀性更好

◎采用PID 算法控制,实时调节灯管功率输出

◎软件主界面能实时显示气体、温度、真空度等参数

◎自动识别错误信息,出现异常时设备自动保

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