在半导体制造技术的日新月异中，合金化退火作为提升器件性能、优化材料结构的关键步骤，其重要性不言而喻。而RTP（Rapid Thermal Processing）快速退火炉以其独特的优势，在合金化退火领域扮演着越来越重要的角色。

▲ 快速退火炉

快速退火炉，作为半导体工艺中的核心快速热处理设备，在合金化退火环节发挥关键作用。它能有效促进电极与半导体之间建立优质的欧姆接触，成功跨越金属与半导体界面的肖特基势垒障碍，显著降低欧姆接触电阻，从而确保电流-电压（I-V）特性曲线呈现理想的线性关系。

▲合金化退火的目的

合金化热处理之前往往会先进行镀电极的工艺，从而不可避免的会产生接触电阻。

在决定器件/芯片性能的因素中，寄生电阻是必须解决的因素，因为它对性能的影响最大。随着器件尺寸变小，寄生电阻变得大于沟道电阻，让接触电阻占据了寄生电阻元件的最大部分。

合金化退火的主要目的是通过热处理手段，使金属与半导体材料之间发生化学反应，形成稳定的金属化合物层（如金属硅化物），从而改善接触电阻、增强粘附力、提高热稳定性和机械强度。这一过程对于实现半导体器件的良好电学性能和可靠性至关重要。

▲合金化退火的好处

1.降低接触电阻

合金化退火能够显著降低金属电极与半导体材料之间的接触电阻，提高电流传输效率，减少能量损失。

2.增强电流负载能力

由于接触电阻的降低，器件能够承载更大的电流密度，从而提高了其在实际应用中的电流负载能力。

3.增强粘附力与电接触性能

通过形成稳定的金属化合物层，增强金属电极与半导体材料之间的粘附力，防止在使用过程中发生脱落或分层现象。同时优化了电接触性能，确保了器件的长期稳定性和可靠性。

4.优化材料结构

快速退火有助于形成均匀、无空洞和小丘的薄膜，提高了材料的纯度和耐腐蚀性。

5.促进图形化工艺

合金化层的形成有利于后续的图形化工艺，使得制造过程更加高效和精确。

6.提高热稳定性

合金化退火能够改善材料的热稳定性，使其在高温环境下仍能保持良好的性能表现。

▲合金化退火后材料的表征方式

为了评估合金化退火的效果，需要对处理后的材料进行一系列性能表征。常用的表征方式包括：

1.外观及材料内部形貌

通过扫描电子显微镜观察材料的表面形貌和内部结构，以判断合金化层的均匀性和质量。

2.方阻值测试

利用方阻测试仪测量材料的方阻值，以评估其导电性能。

3.电学性能测试

采用源表等设备测试材料的电学参数，如电阻率、载流子迁移率等，以全面了解其电学性能。

▲影响合金化退火的重要工艺参数

1.退火工艺温度

退火温度是影响合金化反应速率和产物组成的关键因素。温度过高可能导致杂质扩散加剧、晶格损伤增加；温度过低则可能无法形成稳定的金属化合物层。

2.退火时间

退火时间的长短决定了合金化反应的充分程度。时间过短可能导致反应不完全；时间过长则可能引入不必要的缺陷和应力。

3.气氛条件

退火过程中的气氛条件对合金化反应也有重要影响。惰性气体（如氮气、氩气）保护可以有效防止样品氧化和污染。

4.温场均匀性

温场的均匀性直接影响晶圆表面的合金化效果，尤其是边缘区域的均匀性更为重要。

5.真空度

真空环境可以防止空气混入，减少杂质对合金化过程的影响。

博视广达快速退火炉(RTP,Rapid Thermal Processing) 系列产品，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，完成特定条件下的热处理工艺。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。

→产品优势：

1.红外卤素灯管加热，冷却采用风冷

2.炉壁采用水冷循环冷却

3.快速PID温控，可精准控制温度升温，保证良好的重现性和温度均匀性；

4.大气与真空处理方式均可选择，实现进气前气体净化处理；

5.配备三路工艺气体

→设备主要应用领域（Field）：

● 化合物半导体（InP磷化铟、GaAs砷化镓、氮化物、SiC碳化硅等）；

● 多晶硅；

● 太阳能电池片；

● MEMS等传感器；

● 二极管、MOSFET及IGBT等功率器件；

● MiniLED，MicroLED、CMOS等光电器件；

●IC晶圆。

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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、手机手表平板流水线/多工位MMI测试设备、精密器件外观检测设备等序列产品。

如果您有检测和热处理工艺需求，欢迎探讨和咨询！