在微电子机械系统（MEMS）的制造过程中，高温炉管退火和快速热退火是两种常用的退火方法。

相较于高温炉管退火，快速退火工艺（Rapid Thermal Processing，简称RTP）有着热预算少、硅中杂质运动小、玷污小和加工时间短等优势，为MEMS器件的制造提供了强有力的技术支持。

● 快速退火 VS 高温炉管退火

✅ 热预算与加工时间：RTP工艺在非常短的时间内将整个硅片加热至400~1300℃的温度范围内，而高温炉管退火则需要更长的时间和更高的温度。因此，RTP具有热预算少和加工时间短的特点，可以大大提高生产效率。

✅ 杂质运动与玷污：RTP工艺中的硅中杂质运动小，玷污也较小，有利于保持材料的纯净度和性能稳定性。

✅ 升降温速率：RTP设备的升降温速率为10~200℃/秒，而传统炉管的升降温速率为1-20℃/分钟。RTP的快速升降温特性使其在处理过程中能更快地达到所需温度，并更快地冷却，从而减少了处理时间和能源消耗。

✅ 工艺方式：RTP设备为单片工艺，而传统炉管为批处理工艺。这使得RTP在处理过程中更加灵活，可以针对单个样品进行精确控制，而无需考虑整个批次的一致性。

✅ 激活效率与杂质分布：虽然RTP退火的激活效率比炉管更低，但它在浅结掺杂方面具有优势，可以在最小的杂质再分布情况下完全激活杂质。此外，RTP工艺中的瞬态退火可以减少注入杂质的再分布，形成陡峭的杂质分布或突变结，这在某些应用中是非常重要的。

最早的RTP工艺主要用于注入后的退火，目前，RTP工艺已深入MEMS制造的多个关键环节。

● 应用领域

一、欧姆接触退火激活

在MEMS器件制造中，欧姆接触退火激活工艺是不可或缺的一环。这一工艺通过在金属电极和半导体器件之间进行热退火，有效改善它们之间的接触性能，降低接触电阻，并提升器件的整体性能。相较于传统的高温热退火工艺，RTP技术能够提供更加稳定、均匀的欧姆接触，确保器件的稳定性和可靠性。

二、离子注入激活

离子注入是MEMS制造过程中的另一个重要步骤，但在离子注入过程中，高能入射离子与半导体晶格上的原子碰撞，可能导致晶格原子发生位移，形成空位和注入损伤。这些损伤会严重影响半导体参数，如迁移率和寿命。为了恢复晶体的结构和消除缺陷，同时激活施主和受主杂质，必须在适当的时间和温度下进行退火。RTP技术能够快速将整个硅片加热至适当温度，有效消除注入损伤，恢复半导体的性能。

三、扩散工艺

在MEMS生产中，扩散工艺是将所需的杂质在一定条件下对硅（或其他衬底）进行掺杂的过程。广义上讲，氧化与退火也是一种扩散，后者指杂质在硅（或其他衬底）中的扩散，目的是改变原材料的电学特性或化学特性。RTP技术能够在短时间内实现高温退火，加速杂质的扩散过程，提高扩散效率，同时减少硅中杂质的运动，降低玷污。

四、薄膜工艺

在MEMS生产中，薄膜工艺是通过蒸镀、溅射、沉积等工艺将所需物质铺盖在基片的表层。RTP技术可以在薄膜制备过程中发挥重要作用，例如在沉积后的退火过程中，RTP技术能够迅速将样品加热至适当温度，促进薄膜与基片的结合，提高薄膜的质量和稳定性。

● RTP设备推荐

博视广达快速退火炉

博视广达(Botovison) 快速退火炉系列产品主要分为RTP-3-06 、RTP-3-08 等，分别能处理1-8时样本。采用红外辐射加热及冷壁技术，可实现对实验材料的快速升温和降温，同时搭配超高精度的温度控制系统，可达到极佳的温场均匀性，对材料的快速热处理、快速退火、快速热氧化、快速热氮化及金属合金化等研究和生产工作起到重要作用。

支持多种配置选择，如可选择 SECS/GEM、1-4路气氛、自动开关门、灯光分区控制、PID 自动配置等；可实现炉壁温度监视、水冷异常监视、真空度监视、腔体压力监视等；有丰富的附件选择： 碳化硅石墨托盘、石英样品托 架、红外加热灯管、石英腔体/板、TC-Wafer  校准仪等。

应用功能：

● 快速热处理(RTP)，快速退火(RTA)，快速热氧化(RTO)，快速热氮化(RTN)；

● 离子注入/接触退火；

●  SiAu、SiAl、SiMo合金化；

● 太阳能电池片键合；

● 电阻烧结；

● 低阶电材料热处理；

● 晶体化、致密化；

● 材料制备；

● 高温退火；

● 高温扩散。

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博视广达科技立足于数据智能分析和制造，专注于光、声、电性能检测设备，拥有自主研发和核心知识产权的产品体系，包括快速退火炉、超声扫描显微镜、液晶缺陷检测设备、精密器件外观检测设备、手机手表手环测试设备、二手手机质量评估系统等序列产品。