Rapid Thermal Oxidation

Rapid Thermal Processing (dt.: schnelle thermische Bearbeitung) ist ein Überbegriff für die Bearbeitung von Wafern in einem Hochtemperaturprozess, bei dem eine sehr rasche Erhitzung des Wafers mit Halogenlampen erzielt wird.

Inhaltsverzeichnis

Grundprinzip

Der in die Prozesskammer eingebrachte Wafer wird durch mehrere Halogenlampen (meist 150–250 Stück bei 200-mm-Wafern) mit einer Gesamtleistung von 40 kW und mehr auf eine Temperatur von ca. 1000 °C erwärmt.

Durch die hohe Leistung der Lampen sind Aufheizraten (engl. ramp-up) von über 100 Kelvin pro Sekunde möglich. Nach Abschalten der Halogenlampen kühlt der Wafer wiederum sehr schnell ab (engl. ramp-down, ca. 50 Kelvin pro Sekunde). Die meisten RTP-Prozesse finden unter Vakuum statt, um eine ungewollte Oxidation zu vermeiden

Prozesse

Rapid Thermal Annealing

„Rapid Thermal Annealing“ (RTA) dient zur Ausheilung der Kristallstruktur des Wafers, beispielsweise nach Implantationsprozessen. Durch dieses Verfahren werden Kristallgitterfehler im behandelten Wafer reduziert und somit die elektrischen Eigenschaften verbessert. Um dies zu erreichen, wird der Wafer 10–20 Sekunden auf Temperaturen um 1000 °C gebracht. So können sich kleinere Versetzungen im Kristall ausgleichen und etwaige Dotenten auf Zwischengitterplätze besser ins Kristallgitter einfügen. Durch die kurzen Prozesszeiten wird jedoch die weitere Diffusion der Dotierstoffe auf ein Minimum begrenzt.


Rapid Thermal Oxidation

„Rapid Thermal Oxidation“ (RTO) dient zur Erzeugung von sehr dünnen Oxiden (<20 Ångström) die zum Beispiel als Streuoxid für Implantationsprozesse dienen.

Weitere Anwendung

Erzeugung von Titansilicid durch Auftrag einer Titanschicht von ca. 40 nm Dicke und anschließender Umwandlung in ein Silicid durch RTP

Literatur

  • Michael Quirk, Julian Serda: Semiconductor Manufacturing Technology. Prentice-Hall, 2000. ISBN 0-13-081520-9
  • Ulrich Hilleringmann: Silizium-Halbleitertechnologie. 4. Auflage, Teubner, 2004. ISBN 3-519-30149-0

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