退火和快速加热工艺综述

离子注入导致晶体的晶格被破坏，造成损伤，必须经过加温退火才能恢复晶格的完整性。同时，为了使注入杂质起到所需的施主或受主作用，也必须有一个加温的激活过程。这两种作用结合在一起，称为离子注入退火。这种退火有两种方式。

（1）高温（约900℃）热退火为常用的方式。在集成电路工艺中，这种退火往往与注入后的其他高温工艺一并完成。这些高温工艺会引起杂质的再一次扩散，从而改变原有的杂质分布，在一定程度上破坏离子注入的理想分布，例如使浅p-n结展宽和分布发生侧向扩展等。高温过程也可使过饱和的注入杂质失活。

（2）快速加热工艺。瞬态高温退火是正在研究和推广的退火方式，能满足超大规模集成电路对高浓度、浅p-n结和很少侧向扩散的要求。这种方式包括激光、电子束或红外辐照等瞬态退火。这种方法虽属高温，但在极短时间内（小于几秒）加热晶体，既能使晶体恢复完整性，又可避免发生明显的杂质扩散。(www.xing528.com)

快速热处理（rapid thermal processing，RTP）是将晶片快速加热到设定温度，进行短时间快速热处理的方法。热处理时间通常小于1～2 min。过去几年间，RTP已逐渐成为先进半导体制造必不可少的一项工艺，用于氧化、退火、金属硅化物的形成和快速热化学淀积。RTP系统采用辐射热源对晶片进行一片一片的加热，温度测量和控制通过高温计完成。而之前传统热处理工艺采用的是批处理式高温炉，一大批晶片在同一炉管中同时受热。批处理高温炉的使用仍然很广泛，它更加适合于处理时间相对较长（超过10 min）的热处理过程。

RTP技术的使用范围很广。它可以快速升至工艺要求的温度（200～1300℃），并快速冷却，通常升（降）温速度为20～250℃/s；此外，RTP还可以出色地控制工艺气体。因此，RTP可以在一个程式（recipe）中完成复杂的多阶段热处理工艺。RTP快速升温、短时间快速处理的能力很重要，因为先进半导体制造要求尽可能缩短热处理时间、限制杂质扩散程度。用RTP取代慢速热处理工艺还可以大大缩短生长周期，因此对于良率提升阶段来说RTP技术特别有价值。