半导体单晶热处理的温度要求和目的

①热处理温度要求：650±5℃；

②热处理目的：还原直拉单晶硅片真实电阻率；

1、热处理后电阻率会有什么变化

由于氧是在大约1400℃引入硅单晶的，所以在一般器件制造过程的温度范围（≤1200℃），以间隙态存在的氧是处于过饱和状态的，这些氧杂质在器件工艺的热循环过程中由于固溶度的降低会产生氧沉淀。一般而言，氧浓度越高，氧沉淀越易成核生长，形成的氧沉淀也就越多。反之，氧沉淀就越少。尤其是当氧浓度小于一定值时（＜5×1017个/厘米3），几乎就观察不到氧沉淀的形成。

2、热处理的几个温度区间概念：

热施主：350-550℃，代表温度450℃.

450℃热处理后（或同等效果，如单晶在炉子里的冷却），可观察到N型样品的电阻率下降而P型样品的电阻率增高，有如引入一定数量的施主现象一样。这是由于在此温度下，溶解的氧原子迅速形成络合物（SiO4）所引起的热生施主，其电阻率与硅中氧含量的四次方成反比。

新施主：550-800℃，代表温度650℃.

650℃热处理，在迅速冷却的条件下（即迅速跨过450℃），可消除热生施主。即我们可观察到N型样品电阻率恢复高；P型样品电阻率恢复低。

沉淀：800-1200℃，代表温度1050℃

1050℃热处理，会带来氧沉淀，且因沉淀诱生层错等缺陷。

还原：＞1200℃

＞1200℃热处理，氧恢复到间隙态。

不论哪种技术，传递热量主要是传导和辐射，所谓新的半导体加热是利用了半导体具有的特殊导电特性，如PTC元件，当温度变化阻值跟着变化，最终得到一个具有恒温的特性。其热传递也是通过散热等传递出来，还有半导体制冷片，是在电极间产生温差，通电后是把冷端或热端端面通过散热片传导到环境中一边制冷一边制热。

---