快速退火工艺在欧姆接触中的应用RTP

作为新一代半导体的代表材料，氮化镓（GaN）具有大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率等特性，是制造高功率、高频电子器件中重要的半导体材料。其中，GaN材料与金属电极的欧姆接触对器件性能有着重要的影响，器件利用金属电极与GaN间接触形成的欧姆接触来输入或输出电流。当欧姆接触电阻过高时会产生较多的焦耳热，缩短器件寿命，而良好的欧姆接触可使器件通态电阻低，电流输出大，具有更好的稳定性。

退火温度影响欧姆接触质量

氮化镓欧姆接触的制备通常需要进行退火处理，退火的目的是通过热处理改变材料的结构和性质，使金属电极与氮化镓之间形成低电阻接触。而金属与GaN之间形成欧姆接触的质量受退火条件的影响，良好的欧姆接触图形边缘应保持平整，电极之间不应存在导致短路的金属粘合，退火完成后不会出现金属的侧流。

（a）退火前欧姆接触形态 （b）退火后欧姆接触形态

（图源网络）

退火温度作为影响欧姆接触性能的重要参数，温度过高或过低都会导致电阻率的增加和电流的减小。一般来说，退火温度越高，金属电极与氮化镓之间的比接触电阻率则越低。

比接触电阻率与退火温度的函数关系（图源：知网）

然而，当退火温度过高则可能导致氮化镓材料的损伤或金属电极的熔化，不利于形成好的欧姆接触；当温度过低时会导致金属与半导体之间形成较高的势垒，阻碍载流子的传输。因此在对GaN欧姆接触进行退火处理时，对于退火温度的条件选择尤为重要。

快速退火炉（RTP）原理

快速退火炉（RTP）是一种用于半导体器件制造和材料研究的设备，其工作原理是通过快速升温和降温来处理材料，以改变其性质或结构。

RTP结构示意图（图源网络）

晟鼎快速退火炉（RTP）优势

RTP快速退火炉具有温度控制精确、升温速度快等优点，可以满足欧姆接触对温度敏感的材料和结构的需求。晟鼎快速退火炉制程范围覆盖200-1250℃，具有强大的温场管理系统，此外，还能灵活、快速地转换和调节工艺气体，使得其在同一个热处理过程中可以完成多段处理工艺。

晟鼎快速退火炉RTP温度控制—1000℃制程

半自动快速退火炉

RTP-SA-12为半自动立式快速退火炉，工艺时间短，控温精度高，相对于传统扩散炉退火系统和其他RTP系统，其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的 RL900软件控制系统，确保了极好的热均匀性。

产品优势

◎红外卤素灯管加热，冷却采用风冷

◎大气与真空处理方式均可选择，进气前气体净化处理

◎灯管功率 PID 控温，可精准控制温度升温，保证良好的重现性与温度均匀性

全自动双腔退火炉

RTP-DTS-8相对于传统扩散炉退火系统和其他 RTP 系统，其独特的腔体设计、先进的温度控制技术和独有的RL900 软件控制系统，确保了极好的热均匀性。

产品优势

◎红外卤素灯管加热，冷却采用风冷

◎灯管功率 PID 控温，可精准控制温度升温，保证良好的重现性与温度均匀性

◎大气与真空处理方式均可选择，进气前气体净化处理

◎标配两组工艺气体，最多可扩展至6组工艺气体

桌面型快速退火炉

RTP-Table-6为桌面式6英寸晶圆快速退火炉，使用上下两层红外卤素灯管作为热源加热，内部石英腔体保温隔热，腔体外壳为水冷铝合金，使得制品加热均匀，且表面温度低。 RTP-Table-6采用PID 控制，系统能快速调节红外卤素灯管的输出功率，控温更加精准。

产品优势

◎双层红外卤素灯管加热，氮气快速降温

◎自主研发灯管分组排布，使温度均匀性更好

◎采用PID 算法控制，实时调节灯管功率输出

◎软件主界面能实时显示气体、温度、真空度等参数

◎自动识别错误信息，出现异常时设备自动保护