激光退火系統采用激光光源的能量來快速加熱晶圓表面到臨界溶化點溫度。由于硅的高導熱性，硅片表面可以在約1/10 ns范圍快速降溫冷卻。激光退火系統可以在離子注入后以最小的雜質擴散激活摻雜物離子，這種技術已被用于后45nm工藝技術節點。激光退火系統可用于尖峰退火系統，以實現更優的結果。

另一種方法是低溫微波退火，利用微波只加熱受損區域，而整個晶圓保持在低溫環境中, 從而達到激活摻雜雜質的目的。其他退火技術，如沖洗退火也被發展，用于超薄結中實現雜質激活時擴散最小。

01小結

1. 加熱工藝是一種高溫工藝過程，可以在晶圓表面添加一層薄膜(氧化、沉積和摻雜)，或改 變晶圓材料的化學狀態(合金)或物理狀態(退火、擴散和再流動)。

2. 氧化、退火和沉積是三種重要的加熱工藝。

3. 在氧化工藝中，氧氣或水蒸氣和硅反應形成二氧化硅。

4. 氧化工藝前的硅表面清洗十分重要，因為如果硅表面受到污染，會在成核位置形成二氧化硅多晶層。

5. 干氧氧化比濕氧氧化速度低，但氧化層質量高。較厚的氧化層，如場氧化通常使用濕氧氧 化工藝，大多數薄膜氧化層采用干氧氧化工藝。

6.ICI業中的摻雜技術通常使用擴散工藝，并利用二氧化硅作為擴散阻擋層，這是因為大多數摻雜原子在二氧化硅中的擴散速率比在單晶硅中慢。

7. 擴散工藝一般包括三種工藝流程：摻雜氧化層沉積、氧化反應和摻雜物擴散。

8. 擴散工藝不能單獨控制摻雜濃度和結深，因為擴散工藝是一個等向性過程,所以摻雜原子將會往阻擋層下面擴散。從20世紀70年代中期引入離子注入技術后，擴散工藝就逐漸被取代。

9. 多晶硅和前段氮化硅沉積通常是一種LPCVD過程，一般使用帶有真空系統的高溫爐。

10. 離子注入后，具有能量的離子將對晶體結構造成破壞，因此晶圓必須經過離子注入后退火處理恢復單晶結構和激活摻雜物。

11. 快速加熱工藝以50攝氏度/S?250攝氏度/S的速率升高溫度，然而高溫爐工藝的速率只有5攝氏度/min? 10攝氏度/min快速加熱工藝熱積存控制能力比高溫爐工藝好。

12. 離子注入后的RTA過程是最常使用的RTP工藝，不但快速而且能夠減少摻雜在退火過程中的擴散，并具有極佳的熱積存控制能力。

13. 其他RTP應用包括電介質退火和硅化合物合金RTA處理，以及RTO和RTCVD工藝。

14. 配備多重可控加熱區、臨場工藝監控和具有配套工具的RTP工藝反應室，是將來IC生產中熱處理的三種重要發展趨勢。

15. 由于高溫爐的產量高而且成本低，所以IC生產中將繼續使用高溫爐進行不關鍵的加熱過程。

16. 為了滿足器件特征尺寸的繼續縮小，發展了納秒級退火技術，包括尖峰退火、激光退火和低溫微波退火等。
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審核編輯：湯梓紅

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