退火测试仪

在半导体制造中，快速热处理(RTP)被认为是半导体制程的一个重要步骤。因为半导体材料在晶体生长和制造过程中，由于各种原因会出现缺陷、杂质、位错等结构性缺陷，导致晶格不完整，施加电场后的电导率较低。需要通过RTP快速退火炉进行退火处理，可以使材料得到修复，结晶体内部重新排列，可以消除硅片中的应力，激活或迁移杂质，使沉积或生长的薄膜更加致密化，并修复硅片加工中的离子注入损伤。RTP快速退火炉通常还用于离子注入退火、ITO镀膜后快速退火、氧化物和氮化物生长等应用。桌面型快速退火炉-RTP-Table-6RTP-Table-6为桌面型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。6英寸晶圆快速退火炉采用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。桌面型快速退火炉的功能特点①极快的升温速率：RTP快速退火炉的裸片升温速率是150℃/s，大大缩短了热处理时间。②精确的温度控制：配备高精度的温度传感器和控制系统，确保温度的精确性和稳定性。③多样化的气氛选项：支持多种气体气氛，如氮气、氩气等，满足不同材料的热处理需求。④紧凑的桌面式设计：适合实验室和小型生产环境，节省空间，便于移动和部署。除了以上功能特点，在半导体制造的快速热退火工艺步骤中，测量晶圆的温度是关键。如果测量不准确，可能会出现过热和温度分布不均匀的情况，这两者都会影响工艺的效果。因此，晟鼎桌面型快速退火炉配置测温系统，硅片在升温、恒温及降温过程中精确地获取晶圆表面温度数据，误差范围控制在±1℃以内。桌面型快速退火炉的应用1. 晶体结构优化：在加热阶段，高温有助于晶体结构的再排列。这可以消除晶格缺陷，提高晶体的有序性，从而改善半导体材料的电子传导性能。2. 杂质去除：高温RTP快速退火可以促使杂质从半导体晶体中扩散出去，减少杂质的浓度。这有助于提高半导体器件的电子特性，减少杂质引起的能级或电子散射。3. 衬底去除：在CMOS工艺中，快速退火炉可用于去除衬底材料，如氧化硅或氮化硅，以形成超薄SOI（硅层上绝缘体）器件。4. 应力消除：高温退火还有助于减轻半导体器件中的内部应力，从而降低了晶体缺陷的形成，提高了材料的稳定性和可靠性。

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比接触电阻率则越低。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。因此在对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护

快速退火炉LRTP-1200，采用红外辐射加热技术，可实现大尺寸样品（4英寸）快速升温和降温，同时搭配超高精度温度控制系统，可达到极佳的温场均匀性，对材料的快速热处理(RTP)、快速退火(RTA)、快速热氧化(RTO)、快速热氮化(RTN)等研究工作起到重要作用。 快速退火炉应用案例l 快速热处理，快速退火，快速热氧化，快速热氮化l 离子注入/接触退火l SiAu, SiAl, SiMo合金化l 太阳能电池片键合l 电阻烧结l 低介电材料热处理l 晶体化，致密化l 其他热工艺需求 快速退火炉产品特点l 可测大尺寸样品 可测单晶片样品的最大尺寸为4英寸（100mm）。l 快速控温与高真空 最高升温速率可达100℃/s，真空度最高可达到10Pa。l 程序设定与气路扩展 最多可创建和存储32个程序、8个PID设定，实现不同温度段的精确测试。最多可扩展至4条工艺气路（MFC），应用不同气氛环境（真空、氮气、氩气、氧气、氢氮混合气体等）。l 全自动智能控制 采用全自动智能控制，包括温度、时间、气体流量、真空、气氛、冷却水等均可实现自动控制。l 超高安全系数 采用炉门安全温度开启保护、温控器开启权限保护以及设备急停安全保护三重安全措施，全方位保障仪器使用安全。 快速退火炉技术参数型号LRTP-1200最高温度1200℃最高升温速率100℃/s最快降温速度200℃/min(1000℃--400℃)控温精度≤0.1℃温场均匀性≤0.5%腔体冷却水冷方式，独立冷却源衬底冷却氮气吹扫工艺气路MFC控制，4路(可选氮气、氩气、氧气、氢氮混合气等)主机尺寸450×625×535，单位mm创新点：1.产品控温精度极高：可达± 0.5℃；2.采用红外加热技术，最高升温速率达150℃/s；3.全方位自动化，首次将真空及气路控制集成在软件中，一键操作方便快捷；4.打破行业内高精退火炉的进口设备长期垄断的局面；快速退火炉 LRTP