Bei dem Hitzprozess bei der Herstellung von Halbleiterchips und dem Sinterverfahren bei der Herstellung von Keramikmaterialien bestimmt die präzise Regelung des Temperaturfeldes direkt die Produktleistung und die Effizienz. Mit dem Kernvorteil der "kurzfristigen und effizienten Temperaturregelung" werden Schnellheizofen zu einer Schlüsselausrüstung für diese anspruchsvollen Prozesse. Es ist nicht einfach, den Temperaturanstieg zu erreichen, sondern für die thermophysikalischen Eigenschaften und Prozessziele verschiedener Materialien, die wissenschaftliche Regelung der Erwärmungsgeschwindigkeit, der Isolationszeit, der Kühlweise und anderer Kernparameter, durch die Synergieoptimierung zwischen den Parametern, um die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterchips und die Anforderungen an die strukturelle Dichte von Keramikmaterialien zu erfüllen.

Im Halbleiterchip-Abbrennprozess,SchnellerwärmungsofenDie Parameterregulierung muss "Aktivierung von Doping-Elementen und Reparatur von Gitterfehlern" als Kernziel verfolgen, wobei die Erwärmungsgeschwindigkeit und die Isolationszeit vorrangig kontrolliert werden. Die Auswahl der Erwärmungsgeschwindigkeit muss Effizienz und Chipqualität berücksichtigen - eine zu hohe Erwärmungsgeschwindigkeit (über 100 ° C / s) kann zu thermischen Spannungen innerhalb des Chips führen, die eine Verzerrung oder sogar einen Riss der Siliziumflatte auslösen; Zu niedrig verlängert der Prozesszyklus und reduziert die Produktionskapazität. Für fortschrittliche Prozesschips unter 7 nm wird die Erwärmungsgeschwindigkeit in der Regel auf 50-80 ° C / s gesteuert, um die Zieltemperatur schnell zu erreichen (in der Regel 800-1000 ° C) und die lokale Temperaturdifferenz durch das mittlere Wärmesystem im Ofen auszugleichen. Die Isolationszeit muss genau mit den Diffusionsbedürfnissen der Doping-Elemente übereinstimmen, wie z. B. die Aktivierung nach der Ioneninjektion, und die Isolationszeit wird in der Regel auf 10-30 Sekunden gesteuert, zu kurz wird zu einer unzureichenden Aktivierung der Doping-Elemente führen, zu lange kann die Überdiffusion der Elemente auslösen und die Genauigkeit der Chipschaltung beeinflussen.

Die Parameterregulierung des keramischen Materialsinterprozesses konzentriert sich auf die "Förderung des Kornwachstums und die Verbesserung der Dichte", wobei sich der Kern auf die Synergie der Erwärmungsrate, der Isolationstemperatur und der Kühlweise konzentriert. Die Erwärmungsgeschwindigkeit muss entsprechend der Wärmeleitfähigkeit des Keramikmaterials angepasst werden, für Aluminiumoxid und andere mittlere und hohe Wärmeleitfähige Keramiken kann eine Erwärmungsgeschwindigkeit von 20-30 ° C / min verwendet werden; Für niedrige wärmeleitende Keramik wie Siliziumnitrid muss es auf 10-15 ° C / min gesenkt werden, um zu vermeiden, dass die Innen- und Außentemperaturunterschiede zu groß sind, die zu einem Riss führen. Die Isolationstemperatur und -zeit bestimmen direkt den Sintereffekt, z. B. die optimale Isolationstemperatur von Zirkonoxid-Keramik beträgt 1450-1550 ° C, die Isolation von 2-4 Stunden ermöglicht es, das Korn vollständig zu entwickeln und übermäßiges Wachstum zu vermeiden; Wenn die Temperatur nicht ausreichend ist oder die Zeit zu kurz ist, kann die Keramik ein Problem mit einer niedrigen Dichte und einer unzureichenden Festigkeit auftreten. Die Kühlungsmethode verwendet die segmentierte Kühlung, die langsame Kühlung der Hochtemperaturphase (über 1000 ° C) (~ 5-10 ° C / min) reduziert die innere Spannung, während die Tieftemperaturphase die Kühlung beschleunigt und die Produktivität verbessert.

Die Atmosphärenkontrolle spielt als Nebenparameter in beiden Prozesstypen eine entscheidende Rolle. Wenn der Halbleiterchip gebrannt wird, muss er in eine inerte oder reduktive Schutzatmosphäre wie Stickstoff, Wasserstoff und andere gelangen, und der Wasserstoffgehalt wird bei 5% -10% kontrolliert, um die Siliziumoxidation zu verhindern und gleichzeitig die Korrektur von Gitterfehlern zu fördern; Die Auswahl der Atmosphäre von Keramiksintern muss den Materialeigenschaften entsprechen, Aluminiumoxid kann mit Luft gesintert werden, Siliziumnitrid muss unter Stickstoffschutz durchgeführt werden, um eine Oxidationsreaktion bei hohen Temperaturen zu vermeiden. Darüber hinaus müssen die Druckparameter im Ofen angepasst werden - das Halbleiterbrennen wird in der Regel unter normalem oder mikropositivem Druck (0,1-0,2 MPa) durchgeführt, um das Eindringen äußerer Verunreinigungen zu verhindern; Bei Keramiksintern müssen einige poröse Keramiken unter negativem Druck gesintert werden, um die Gasverschmutzungen im Inneren des leeren Körpers zu entfernen.

Es ist bemerkenswert, dass die Parameterregulierung des Schnellheizofens eine Verbindungslogik der "Materialeigenschaften - Prozessziele - Parametereinstellungen" aufbauen muss. Durch einen hochpräzisen Temperatursensor (Genauigkeit ± 1 ° C) und ein intelligentes Steuersystem können Temperaturdaten in Echtzeit erfasst und die Parameter automatisch an die vorgegebene Prozesskurve angepasst werden. Beispielsweise bei Keramiksintern kann das System die Isolationszeit dynamisch auf der Grundlage der Leerkompressionsrate optimieren; Beim Zähen des Chips wird die Oberflächentemperatur der Siliziumflieche durch optische Temperaturmesstechnik genau überwacht, um Temperaturabweichungen durch Wärmestrahlung zu vermeiden.

Der Kern der Parameterregelung des Schnellheizofens liegt in der „Präzisionsanpassung“. Von der thermischen Spannungskontrolle beim Glitzen von Halbleiterchips bis hin zur Steigerung der Dichte beim Sintern von Keramikmaterialien haben feine Anpassungen jedes Parameters einen direkten Einfluss auf die Produktqualität. Durch ein tiefes Verständnis des Prozessmechanismus und die wissenschaftliche Festlegung von Kernparametern wie Erwärmungsgeschwindigkeit und Isolationszeit können schnelle Erwärmungsöfen die Vorteile der hohen Temperaturregelung voll nutzen und eine solide Garantie für die hohe Qualität der Produktion in der Halbleiter- und Keramikindustrie bieten.