열{0}}반도체의 밴드갭 축소 및 캐리어 생성 관련

열{0}}반도체의 밴드갭 축소 및 캐리어 생성 관련
온도-에 따른 전기적 효과를 면밀히 관찰하려면 고온 단계에 따른 임계 전압 또는 시트 저항의 예상치 못한 변화를 보여주는 프로세스 데이터가 필요합니다.- 반도체를 가열하면 가전자대와 전도대 사이의 에너지 갭의 크기와 자유 캐리어의 밀도가 변경됩니다.
전자-정공 쌍은 열 에너지로 인해 전자가 가전자대에서 전도대로 이동할 때 생성됩니다. 전자와 정공 농도의 곱이 온도에 따라 기하급수적으로 증가함에 따라 전도가 가능한 이동 캐리어의 수가 증가합니다. 동시에 전자-포논 결합이 증가하고 원자간 분리가 증가하면 밴드갭 에너지가 감소합니다. 감소는 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소를 포함한 일반적인 재료에서 나타나며 Varshni 방정식과 같은 경험적 관계로 설명됩니다.
격자 진동이 산란을 증가시키면 캐리어 이동성이 감소합니다. 그럼에도 불구하고 현실적인 공정 범위 내에서 캐리어 농도의 증가는 일반적으로 이동도 감소를 극복합니다. 내부 생성이 여전히 작고 외부 캐리어가 완전히 이온화되는 도핑된 재료에는 중간 온도 창이 있습니다. 그 창을 넘어서면 본질적인 기여도가 빠르게 증가합니다. 도펀트 원자 자체는 더 높은 온도에서 분산되어 의도한 도핑 프로필을 변경하고 장치 성능을 저하시킬 수 있습니다.
작동 회로 내의 자체 강화 루프는 전도도의 온도 의존성에 의해 닫힐 수 있습니다. 온도가 상승하면 저항이 감소하고 전류가 더 흐르고 전력이 더 많이 손실되며 구조적 손상이 되돌릴 수 없을 때까지 온도가 계속 상승합니다. 어닐링 및 에피택셜 성장은 유해한 극단을 피하면서 이러한 현상의 긍정적인 특성을 의도적으로 활용하는 제어된 가열 공정의 예입니다.
카트리지 히터는 모든 제작 도구에 필요한 열을 제공합니다. 카트리지 히터는 어닐링 오븐의 웨이퍼 보트를 둘러싸는 금속 블록에 삽입됩니다. 카트리지 히터는 화학-증착-증착 및 에칭 시스템에 사용되어 챔버 요소를 안정화합니다. 카트리지 히터는 포장 기계의 금형 및 접착 단계에 사용됩니다. 신속한 스트레스 스크리닝에 필요한 높은 온도를 생성하기 위해 테스트 소켓은 작은 버전의 카트리지 히터를 사용합니다.
운영 기록에는 두 가지 실질적인 제한 사항이 자주 강조됩니다. 카트리지 히터 주위에 수십 마이크로미터 이상의 간격이 있는 경우 절연 공기층이 도입되어 내부 온도가 상승하고 수명이 단축됩니다. 대량 판독값이 정상으로 보일 때에도 국부적인 과열을 방지하려면 와트 밀도가 주변 질량의 열 흡수 용량과 계속해서 일치해야 합니다. 카트리지 히터가 엄격한 입자 및 가스 방출 제한을 준수해야 하는 깨끗한 환경에서는 용접 씰과 고순도 충전재가 선호됩니다.
보관 후 유전 강도를 확인하고, 외장 합금을 공정 대기와 일치시키고, 멀리 있는 것보다 가열된 표면에 가까운 온도를 측정하는 폐쇄형 루프 컨트롤러를 사용하는 것이 추가적인 예방 조치입니다. 카트리지 히터는 이러한 예방 조치를 취할 때 일관된 웨이퍼-대-웨이퍼 결과에 필요한 균질성을 제공합니다.
고온에서 반도체의 동작은 캐리어 생성, 밴드갭 축소 및 열폭주 가능성으로 정의됩니다. 높은 공간 정확도로 열을 가하는 능력은 공정 일관성을 위해 필수적입니다. 특정 요구 사항에 맞게 맞춤화된 가열 요소는 다양한 형상, 후버 조건 또는 주기 빈도를 가진 도구에 유용합니다.