快速退火工藝在歐姆接觸中的應(yīng)用RTP

作為新一代半導(dǎo)體的代表材料，氮化鎵（GaN）具有大禁帶寬度、高臨界場強、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和速率等特性，是制造高功率、高頻電子器件中重要的半導(dǎo)體材料。其中，GaN材料與金屬電極的歐姆接觸對器件性能有著重要的影響，器件利用金屬電極與GaN間接觸形成的歐姆接觸來輸入或輸出電流。當(dāng)歐姆接觸電阻過高時會產(chǎn)生較多的焦耳熱，縮短器件壽命，而良好的歐姆接觸可使器件通態(tài)電阻低，電流輸出大，具有更好的穩(wěn)定性。

退火溫度影響歐姆接觸質(zhì)量

氮化鎵歐姆接觸的制備通常需要進(jìn)行退火處理，退火的目的是通過熱處理改變材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使金屬電極與氮化鎵之間形成低電阻接觸。而金屬與GaN之間形成歐姆接觸的質(zhì)量受退火條件的影響，良好的歐姆接觸圖形邊緣應(yīng)保持平整，電極之間不應(yīng)存在導(dǎo)致短路的金屬粘合，退火完成后不會出現(xiàn)金屬的側(cè)流。

（a）退火前歐姆接觸形態(tài) （b）退火后歐姆接觸形態(tài)

（圖源網(wǎng)絡(luò)）

退火溫度作為影響歐姆接觸性能的重要參數(shù)，溫度過高或過低都會導(dǎo)致電阻率的增加和電流的減小。一般來說，退火溫度越高，金屬電極與氮化鎵之間的比接觸電阻率則越低。

比接觸電阻率與退火溫度的函數(shù)關(guān)系（圖源：知網(wǎng)）

然而，當(dāng)退火溫度過高則可能導(dǎo)致氮化鎵材料的損傷或金屬電極的熔化，不利于形成好的歐姆接觸；當(dāng)溫度過低時會導(dǎo)致金屬與半導(dǎo)體之間形成較高的勢壘，阻礙載流子的傳輸。因此在對GaN歐姆接觸進(jìn)行退火處理時，對于退火溫度的條件選擇尤為重要。

快速退火爐（RTP）原理

快速退火爐（RTP）是一種用于半導(dǎo)體器件制造和材料研究的設(shè)備，其工作原理是通過快速升溫和降溫來處理材料，以改變其性質(zhì)或結(jié)構(gòu)。

RTP結(jié)構(gòu)示意圖（圖源網(wǎng)絡(luò)）

晟鼎快速退火爐（RTP）優(yōu)勢

RTP快速退火爐具有溫度控制精確、升溫速度快等優(yōu)點，可以滿足歐姆接觸對溫度敏感的材料和結(jié)構(gòu)的需求。晟鼎快速退火爐制程范圍覆蓋200-1250℃，具有強大的溫場管理系統(tǒng)，此外，還能靈活、快速地轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)工藝氣體，使得其在同一個熱處理過程中可以完成多段處理工藝。

晟鼎快速退火爐RTP溫度控制—1000℃制程

半自動快速退火爐

RTP-SA-12為半自動立式快速退火爐，工藝時間短，控溫精度高，相對于傳統(tǒng)擴(kuò)散爐退火系統(tǒng)和其他RTP系統(tǒng)，其獨特的腔體設(shè)計、先進(jìn)的溫度控制技術(shù)和獨有的 RL900軟件控制系統(tǒng)，確保了極好的熱均勻性。

產(chǎn)品優(yōu)勢

◎紅外鹵素?zé)艄芗訜幔鋮s采用風(fēng)冷

◎大氣與真空處理方式均可選擇，進(jìn)氣前氣體凈化處理

◎燈管功率 PID 控溫，可精準(zhǔn)控制溫度升溫，保證良好的重現(xiàn)性與溫度均勻性

全自動雙腔退火爐

RTP-DTS-8相對于傳統(tǒng)擴(kuò)散爐退火系統(tǒng)和其他 RTP 系統(tǒng)，其獨特的腔體設(shè)計、先進(jìn)的溫度控制技術(shù)和獨有的RL900 軟件控制系統(tǒng)，確保了極好的熱均勻性。

產(chǎn)品優(yōu)勢

◎紅外鹵素?zé)艄芗訜幔鋮s采用風(fēng)冷

◎燈管功率 PID 控溫，可精準(zhǔn)控制溫度升溫，保證良好的重現(xiàn)性與溫度均勻性

◎大氣與真空處理方式均可選擇，進(jìn)氣前氣體凈化處理

◎標(biāo)配兩組工藝氣體，最多可擴(kuò)展至6組工藝氣體

桌面型快速退火爐

RTP-Table-6為桌面式6英寸晶圓快速退火爐，使用上下兩層紅外鹵素?zé)艄茏鳛闊嵩醇訜幔瑑?nèi)部石英腔體保溫隔熱，腔體外殼為水冷鋁合金，使得制品加熱均勻，且表面溫度低。 RTP-Table-6采用PID 控制，系統(tǒng)能快速調(diào)節(jié)紅外鹵素?zé)艄艿妮敵龉β剩販馗泳珳?zhǔn)。

產(chǎn)品優(yōu)勢

◎雙層紅外鹵素?zé)艄芗訜幔獨饪焖俳禍?/span>

◎自主研發(fā)燈管分組排布，使溫度均勻性更好

◎采用PID 算法控制，實時調(diào)節(jié)燈管功率輸出

◎軟件主界面能實時顯示氣體、溫度、真空度等參數(shù)

◎自動識別錯誤信息，出現(xiàn)異常時設(shè)備自動保護(hù)