Huace-1200G真空晶圆退火炉在离子注入硅晶圆杂质激活退火工艺中的应用

硅晶圆离子注入之后，晶格会产生大量损伤，注入杂质处于非激活状态，需要快速高温退火修复晶格、激活掺杂离子。传统管式退火炉升温慢，晶圆长时间处于高温区间，容易造成杂质扩散漂移，影响PN结特性。Huace-1200G真空晶圆退火炉采用红外镀金聚焦加热，实现高速升降温，控制热预算，完成离子注入晶圆激活退火。

一、传统管式炉退火痛点

升温速率慢，晶圆热预算大，注入杂质发生横向纵向扩散，造成PN结偏移，器件漏电升高。

整片晶圆温场不均匀，晶圆中间、边缘激活程度不一致，方块电阻离散，器件良率下降。

真空保护不足，高温下硅晶圆表面氧化，生成多余氧化层，增加后道刻蚀负担。

降温速度慢，晶格弱点无法快速冻结，退火结束后残余弱点密度偏高。

二、离子注入晶圆激活退火方案

Huace-1200G采用抛物面镀金红外反射加热，可编程高速升温，SiC载盘25℃/s升温速率；石英管保护腔体，可实现真空或高纯惰性气氛，减小晶圆表面氧化。整片6英寸晶圆温场均匀度，PID准确控温，温度重复性±1℃；可搭配水冷+气体降温实现快速降温，短时间完成杂质激活，同时减小杂质过度扩散，修复离子注入带来的晶格损伤。

三、研发工艺价值

半导体研发阶段优化离子注入后快速退火工艺；减少掺杂杂质扩散，保证PN结边界；降低整片晶圆方块电阻离散度；对比不同退火温度、升降温速率对杂质激活率的影响，为半导体工艺开发提供试验支撑。