El procesamiento térmico rápido ( RTP ) es un proceso de fabricación de semiconductores que calienta obleas de silicio a temperaturas superiores a 1000 °C durante no más de unos pocos segundos. Durante el enfriamiento, la temperatura de la oblea debe reducirse lentamente para evitar dislocaciones y roturas de la oblea debido al choque térmico. Estas rápidas velocidades de calentamiento a menudo se logran mediante lámparas o láseres de alta intensidad. Estos procesos se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones en la fabricación de semiconductores, incluida la activación de dopantes , la oxidación térmica , el reflujo de metales y la deposición química de vapor. [1]
Uno de los desafíos clave en el procesamiento térmico rápido es la medición y el control precisos de la temperatura de la oblea. La monitorización del ambiente con un termopar se ha vuelto factible sólo recientemente, ya que las altas velocidades de rampa de temperatura impiden que la oblea alcance el equilibrio térmico con la cámara de proceso. Una estrategia de control de temperatura implica pirometría in situ para efectuar el control en tiempo real. Se utiliza para fundir hierro con fines de soldadura.
El recocido térmico rápido (RTA) en el procesamiento térmico rápido es un proceso utilizado en la fabricación de dispositivos semiconductores que implica calentar una sola oblea a la vez para afectar sus propiedades eléctricas. Los tratamientos térmicos únicos están diseñados para diferentes efectos. Las obleas se pueden calentar para activar dopantes , cambiar las interfaces de sustrato de película a película o de película a oblea, densificar películas depositadas, cambiar estados de películas cultivadas, reparar daños por implantación de iones , mover dopantes o conducir dopantes de una película a otro o de una película al sustrato de la oblea.
Los recocidos térmicos rápidos se realizan mediante equipos que calientan una sola oblea a la vez utilizando calentamiento basado en lámpara, un plato caliente o una placa caliente a la que se acerca una oblea. A diferencia del recocido en horno , son de corta duración y procesan cada oblea en varios minutos.
Para lograr tiempos de recocido cortos y un rendimiento rápido, se hacen sacrificios en la temperatura y la uniformidad del proceso, la medición y el control de la temperatura y la tensión de la oblea.
El procesamiento tipo RTP ha encontrado aplicaciones en otro campo de rápido crecimiento: la fabricación de células solares. El procesamiento tipo RTP, en el que la muestra semiconductora se calienta absorbiendo radiación óptica, ha llegado a usarse para muchos pasos de fabricación de células solares, incluida la difusión de fósforo para la formación de uniones N/P y la captación de impurezas, la difusión de hidrógeno para la pasivación de impurezas y defectos, y formación de contactos serigrafiados utilizando Ag-ink para el frente y Al-ink para los contactos posteriores, respectivamente.