[发明专利]一种RTA退火炉校温方法

说明书

本发明公开了一种RTA退火炉校温方法，该方法利用衬底制作成校温陪片，利用金属和衬底在特定温度下才能形成良好欧姆接触的特性来定义退火的临界温度，在临界温度基础上可以得到安全的目标工艺温度，该方法还可以监控腔体在临界温度的温场分布。本发明一种RTA退火炉校温方法具有便捷、经济、可靠的优点，不需要专门购买昂贵的校温用TCWafer装置，同时解决了传统TC Wafer装置对背面有金属材料的样品无法有效反馈温场分布的弊端。

技术领域

本发明专利涉及半导体发光二极管芯片制造技术领域，具体是一种RTA退火炉校温方法。

背景技术

RTA是将工件快速的加热到较高温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行快速冷却，目的是使金属和半导体形成良好的欧姆接触，同时使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能。

RTA在现代半导体器件制作产业有重要的应用，已成为半导体光电二极管芯片制作技术领域不可缺少的退火设备。RTA退火炉反应室周围均为加热器灯管包围，籍着加热灯管的照射，来进行RTA反应室的加热，可以以极快的升温到目标温度，短暂持续，对器件进行热处理，同时腔体会注入Ar或者N2作为保护气体。快速的升温过程和短暂的持续时间能够在晶格缺陷的修复、激活杂质和最小化杂质扩散三者之间取得优化。RTA一般采用表面温度检测的TC(Thermocouple)wafer装置进行温度校准，TC wafer一般采用的是硅片，在硅片上焊接热电偶感应线，连接到温度表头进行温度检测。这种方式虽然可以获得均匀的温场，但是对于四元系AlGaInP LED芯片却存在一个弊端，对于四元系AlGaInP LED芯片采用的是GaAs衬底，退火时总是背面朝上，背面蒸镀有金、铝等金属，反光效果好，而退火炉主要通过灯管照射到芯片表面从而对芯片进行加热，那么对于表面有金属的芯片，由于大部分光都被反射，导致芯片主要利用四周露出的SiC盘获得横向传递的热量，这时温场就同利用TCwafer校准的温场有巨大差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便捷、经济、可靠的RTA退火炉校温方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种RTA退火炉校温方法，其中：包括以下步骤：

(1)、制作校温用陪片：将衬底研磨到同产品同样的厚度，厚度为100-200μm，衬底背面蒸镀金属材料为Au、AuGe、AuGeNi、Ti、Pt中的任意两种；

(2)、设置退火程序，升温速率2-5℃/s，持温温度380-450℃，持温时间5-60s，放置制作好的校温陪片进行退火；

(3)、将退火好的陪片涂正性光刻胶，厚度1-3μm，并做100℃烘烤10min处理，采用自动曝光机，通过曝光10s、显影30s将光刻版上的方块图形单元复制到陪片表面；

(4)、利用金属腐蚀液将陪片腐蚀出图形，并去胶，金属蚀刻液成分为KI、I2、H2O的混合液；

(5)、利用欧姆测试仪测试相邻两颗金属图形之间的电阻，该阻值反应样品的温度高低，不同区域阻值大小的分布反应了温场的分布，通过设定温度试验找到该电阻在接近良好欧姆接触的特定范围的温度，定义该温度为临界温度，在此温度基础上增加窗口温度即可得到安全的目标工艺温度。

本发明在步骤(1)中，校温陪片的尺寸、材质、厚度同待退火产品完全相同，背面蒸镀的材料材质和厚度均同待退火产品完全相同。

本发明在步骤(2)中，校温陪片放置方式同待退火产品一样背面朝上。