ریپڈ تھرمل اینیلنگ کا مختصر تعارف

ریپڈ تھرمل اینیلنگ (آر ٹی اے یا آر ٹی پی کے طور پر مخفف) سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایک تیز تھرمل پروسیسنگ ٹیکنالوجی ہے۔ اس کا بنیادی اصول یہ ہے کہ تیز شدت والے ریڈینٹ ہیٹ سورس (جیسے ہالوجن لیمپ، لیزرز، فلیش لیمپ وغیرہ) کا استعمال کرتے ہوئے ویفر کی سطح کو تیزی سے گرم کرنا، انتہائی کم وقت (سیکنڈ یا ملی سیکنڈ) میں ویفر کو ہدف کے اعلی درجہ حرارت پر گرم کرنا، جس کے بعد تیز ٹھنڈک کا عمل ہوتا ہے۔

اینیلنگ کے عمل کی اہم اقسام

اعلی درجے کی مینوفیکچرنگ نوڈس میں کبھی بھی کم اینیلنگ کے دورانیے کی مانگ کی وجہ سے، اینیلنگ ٹیکنالوجیز کا ایک مکمل پورٹ فولیو تیار کیا گیا ہے، جس میں پروسیسنگ کے وقت کو سیکنڈ سے لے کر ملی سیکنڈ تک، اور مزید مائیکرو سیکنڈز تک ترتیب دیا گیا ہے۔

1. تیز تھرمل اینیلنگ کو بھگو دیں۔

1 ~ 30 سیکنڈ کے ساتھ روایتی RTA عمل چوٹی کے درجہ حرارت پر رہتا ہے۔

2. سپائیک ریپڈ تھرمل اینیلنگ

ویفرز فوری طور پر ٹھنڈا ہونے سے پہلے درجہ حرارت (~1050 °C) تک نہ ہونے کے برابر سب سیکنڈ ڈویل کے ساتھ پہنچ جاتے ہیں۔ انتہائی اتلی جنکشن کی تشکیل کے لیے مرکزی دھارے کا عمل۔

3. فلیش لیمپ annealing

بلک سبسٹریٹ کو ٹھنڈا رکھتے ہوئے آرک لیمپ سے شدید ملی سیکنڈ اسکیل فلیش فوری طور پر صرف ویفر کی سطح کو گرم کرتی ہے۔

4. لیزر سپائیک اینیلنگ

اسکیننگ لیزر بیم مائیکرو سیکنڈ سے ملی سیکنڈ مقامی حرارتی نظام کو سب سے اوپر کی سلکان پرت تک محدود کرتی ہے۔ یہ سب سے کم تھرمل بجٹ، سب سے زیادہ ڈوپینٹ ایکٹیویشن کی کارکردگی اور سب سے کم ممکنہ جنکشن فراہم کرتا ہے۔

---

آئن امپلانٹیشن کے بعد تیز تھرمل اینیلنگ کیوں ضروری ہے؟

آئن امپلانٹیشن ایک جارحانہ بمباری کا عمل ہے جو ڈوپنگ کو مکمل کرنے کے لیے سلکان ویفرز پر حملہ کرنے کے لیے اعلی توانائی والے آئنوں پر انحصار کرتا ہے، جس سے ویفر کو شدید نقصان پہنچے گا اور اس کے نتیجے میں دو اہم نقائص پیدا ہوں گے جنہیں صرف اینیلنگ کے عمل کے ذریعے ہی حل کیا جا سکتا ہے۔

1. ڈوپینٹس غلط جالیوں کی جگہوں پر قابض ہیں۔

ڈوپینٹ ایٹموں (بوران، فاسفورس، آرسینک) کے لیے مفت چارج کیریئرز (سوراخ یا الیکٹران) پیدا کرنے کے لیے، انہیں مقامی سلیکون ایٹموں کی جگہ متبادل جالی کی جگہوں پر قبضہ کرنا چاہیے۔ امپلانٹیشن کے فوراً بعد، تاہم، زیادہ تر ڈوپینٹس بیچوالا مقامات پر پھنس جاتے ہیں۔ یہ انٹرسٹیشل ڈوپینٹس برقی طور پر غیر فعال ہیں اور کسی بھی کیریئر کو ترسیل میں حصہ نہیں ڈال سکتے ہیں۔ اینیلنگ انٹرسٹیشل ڈوپینٹس کو متبادل جگہوں پر منتقل کرنے کے لیے تھرمل توانائی فراہم کرتی ہے، اس طرح حقیقی "ڈوپینٹس ایکٹیویشن" حاصل کرتی ہے اور انہیں فعال عطیہ دہندگان یا قبول کنندگان میں تبدیل کرتی ہے۔ ڈوپینٹ ایکٹیویشن کی شرح ڈوپڈ پرت کی شیٹ مزاحمت کو براہ راست کنٹرول کرتی ہے۔

2. جالی کی ساخت کو شدید نقصان پہنچا ہے۔

ہائی ڈوز آئن امپلانٹیشن ویفر کی سطح پر ترتیب دی گئی کرسٹل جالی میں خلل ڈالتی ہے اور یہاں تک کہ امورفائزیشن کا باعث بھی بن سکتی ہے: اصل میں اچھی طرح سے منسلک سنگل کرسٹل سیلیکون شیشے کی طرح بے ترتیب سیلیکون پرت میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ اینیلنگ اس بے ساختہ سلکان کی تہہ کو ایک ٹیمپلیٹ کے طور پر برقرار بنیادی سلکان کا استعمال کرتے ہوئے ایک ہی کرسٹل میں دوبارہ اگنے کی اجازت دیتی ہے۔ اس عمل کو سالڈ فیز ایپیٹیکسیل ری کرسٹالائزیشن (SPER) کہا جاتا ہے۔

اینیلنگ کا عمل "تیز" کیوں ہونا چاہیے؟

اگر اعلی درجہ حرارت کا علاج لازمی ہے تو، تیز تھرمل اینیلنگ پروسیسنگ کے بجائے طویل حرارت کے لیے روایتی بھٹیوں کا استعمال کیوں نہیں کیا جاتا؟ اس کی وجہ یہ ہے کہ زیادہ درجہ حرارت نہ صرف نجاست کو متحرک کرتا ہے بلکہ ان کو اندر کی طرف پھیلانے کا سبب بھی بنتا ہے، جس سے جنکشن گہرا ہوتا ہے۔ اعلی درجے کی سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کو الٹرا شیلو جنکشنز (USJ) کی ضرورت ہوتی ہے، جنکشن جتنا کم ہوگا، اتنا ہی بہتر ہے۔

ڈوپینٹ پھیلاؤ کا فاصلہ تھرمل بجٹ سے طے ہوتا ہے، جس کی وضاحت فارمولے سے ہوتی ہے:

بازی کی لمبائی ≈ √(D · t)، D ∝ exp(−Eₐ/kT)

D = ڈوپینٹ ڈفیوژن گتانک (درجہ حرارت کے ساتھ تیزی سے بڑھتا ہے)

t = اعلی درجہ حرارت پر رہنے کا وقت

زیادہ درجہ حرارت اور طویل تھرمل رہنے کے اوقات دونوں گہرے جنکشن کی طرف لے جاتے ہیں، جس سے ایک بنیادی تجارت پیدا ہوتی ہے: مکمل ڈوپینٹ ایکٹیویشن کے لیے کافی زیادہ درجہ حرارت ضروری ہے، پھر بھی جنکشن کو گہرا کرنے کے لیے کم سے کم حرارتی مدت درکار ہے۔

واحد قابل عمل حل یہ ہے کہ چوٹی کے درجہ حرارت پر تیزی سے ریمپنگ ہو اور اس کے بعد فوری طور پر ٹھنڈا ہو، انتہائی مختصر کھڑکی تک اعلی درجہ حرارت کی نمائش کو محدود کیا جائے۔ یہ روایتی فرنس ہیٹنگ ٹریٹمنٹ کے مقابلے میں تیز تھرمل اینیلنگ کا بنیادی فائدہ ہے: سیکنڈ یا ملی سیکنڈ پیمانے پر درجہ حرارت کی سائیکلنگ مجموعی تھرمل بجٹ کو کم سے کم کرتی ہے۔

سیمیکوریکس اعلیٰ معیار کی پیشکش کرتا ہے۔RTP/RTA ویفر کیریئرزگاہکوں کی ضروریات پر مبنی. اگر آپ کی کوئی پوچھ گچھ ہے یا اضافی تفصیلات کی ضرورت ہے، تو براہ کرم ہم سے رابطہ کرنے میں سنکوچ نہ کریں۔

فون نمبر +86-13567891907 سے رابطہ کریں۔

ای میل: sales@semicorex.com