Thermische Behandlung – Institut für Angewandte Physik

Temperprozesse werden meistens genutzt, um aufgewachsene Schichten in einen thermodynamisch stabilen Zustand zu überführen. So können Gitterbaufehler (Atome auf Zwischengitterplätzen und Vakanzen) ausheilen oder atomare Punktdefekte in Reaktionen mit Wasserstoff/Formiergas abgesättigt und somit deaktiviert werden. Es lassen sich ebenfalls Reaktionen in der Probe auszulösen (z.B. Kristallisation, Dotanden-Aktivierung). Je nach Anwendungszweck werden verschiedene Öfen genutzt:

Formiergas-Ofen

SPS-gesteuerter Horizontalofen der Fa. ATV Technologie mit zylindrischer Quarzglasprozesskammer für max. 200-mm-Wafer mit frei einstellbarem Wasserstoff-Stickstoff-Verhältnis.
Typischerweise werden Temperprozesse in diesem Ofen über mehrere Stunden durchgeführt.

RTP-Öfen

Prinzip

Für schnelle und kurze thermische Behandlungen stehen mehrere Rapid Thermal Processing (RTP) -Öfen zur Verfügung. Damit können mittels hochintensiver Infrarotlampen Substrate mit sehr hohen Heizraten und unter verschiedenen Atmosphären/Vakuum prozessiert und ebenso schnell wieder abgekühlt werden. Diese Temperprozesse führen zur Auslösung von Reaktionen in der Probe (z.B. Kristallisation, Dotanden-Aktivierung). Es lassen sich ebenfalls durch Reaktion mit dem Prozessgas ultra-dünne Schichten kontrolliert auf der Oberfläche aufwachsen (z.B. Oxide oder Nitride).

Annealsys AS-One 150

Temperaturen bis zu 1200°C, Heizrampen bis zu 150 K/s
Wafer-Durchmesser bis 150 mm (vorrangig Silicium)
Gase: N2, Ar, O2, H2, NH3 mit Druckkontrolle
Temperaturmessung via Thermocouple oder Pyrometer
Turbomolekularpumpe für Hochvakuum
Fast cooling system
Anwendungen: RTA (Rapid Thermal Annealing), RTO (Rapid Thermal Oxidation), RTN (Rapid Thermal Nitridation), H2-Passivierung

Surfe Science Integration (SSI) Solaris 150

Temperatur: bis 1200 °C
Heizraten: bis 150 K/s bzw. 20 K/s (Suszeptor)
Kühlrate: < 150 K/s (prozess- und temperaturabhängig)
Waferdurchmesser: bis 150 mm (6“) oder 100 mm (im 4“ Suszeptor) oder PV-Zelle
Prozessgase: N2, Ar, O2
Dieser Ofen wird für die Behandlung von metallischen und oxidischen Schichten in verschiedenen Prozesskammern genutzt.

Surfe Science Integration (SSI) Solaris 150 – GaAs