从炉管变成RTP

半导体的前段制程中，有许多必须一边加热一边进行的制程（如图4-15-1所示）。此段的加热处理逐渐变成快速加热处理。让我们来了解背后的意义。

在离子注入后的“活性化处理”中，加热目的在于使注入矽的导电型不纯物质（磷、砷、硼等）达到电气活性化的状态，同时使扭曲的矽结晶恢复至正常状态。因此，利用热能摇动晶格，将晶格点一部份的矽原子置换为不纯物质。

在“不纯物的扩散”中，于高温状态下使矽暴露在导电性不纯物质气体环境，利用热扩散现象使不纯物扩散到矽中。

在“不纯物添加后”，将矽透过离子注入或是扩散到矽的导电型不纯物质，在惰性气体（氮、氢）中进行高温处理，利用扩散原理使不纯物质更进一步导入到深处，并使之再分布，以使轮廓产生变化。

在“再溶融”（re-flow）中，利用添加磷（P）或硼（B）或者两者皆有的矽氧化膜玻璃（PSG、BSG、BPSG）所拥有的低融点特性，加热使其溶融、流动，促使表面的平坦化。

在“合金”或“烧结”中，对矽与金属布线之间的接触点加热，以确保欧姆接面特性。

在过去，上述各种热处理均使用炉管。然而将矽晶圆装卸进入高温达数百~1000度C的炉管过程中，为了避免热应力诱发结晶缺陷的发生，升降温均需耗费数分钟至数十分钟的时间。

然而，由于半导体元件高精密度的进展，热处理的时间必须越来越短，而出现能够取代炉管并进行快速热处理的瞬间热处理RTP（Rapid Thermal Processing）方法。

RTP使用的方法是，利用大量灯管同时对矽晶圆照射红外线，或是利用雷射光进行扫描，使装置能够快速加热。

使用RTP，能够以秒为单位，完成数百～1000度C的高温处理过程，使得极薄pn接面及极薄氧化膜（SiO₂）的形成变得可能。