清华微电子所只争朝夕连续攻关　自动红外快速热处理技术有独创 [复制链接]

第3版(教育·科技·文化)
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　　清华微电子所只争朝夕连续攻关　自动红外快速热处理技术有独创
本报讯列为国家“七五”重点科技攻关项目的超大规模集成电路高温快速热处理技术与退火设备，已由清华大学微电子学研究所研制成功。该设备适用于亚微米级超大规模集成电路研制的需要，其主要性能优于国际上通用的灯光快速退火设备，其核心部件加热腔体的结构和设计为国际独创，达到国际先进水平，在国际市场上具有较强的竞争能力。这项研究成果被评为１９９０年度国家发明二等奖。
随着超大规模集成电路的飞速发展，集成元件数越来越多，有的在仅有几十平方毫米的面积上，就相当于集中了几百万甚至上千万个晶体管，很多传统的制造集成电路的工艺和设备，已经不能满足生产超大规模集成电路的要求。８０年代以来，国外发展了快速热处理技术和设备，其中有近２０家公司生产灯光退火设备。但这些产品存在升温、降温速度慢，加热不均匀，热处理后样品产生晶体滑移等问题，所以只停留在实验室阶段，无法用于工业生产。
清华大学微电子所的科研人员，通过大量的调查研究和认真的分析和比较，用了两年时间发明了红外快速热处理技术。这项技术采用高频感应加热石墨板作为红外辐射热源，被加热的半导体样品处于两块平行石墨板之间；石墨板周围装有红外反射板，可将总辐射能量的２／３反射回来。这种结构不仅仅降低了能耗，而且进一步改善了温度的均匀性，同时加速了样品的升温过程，热处理的全过程在有氮气保护之下的石英腔中进行。这样就完全克服了灯光退火设备的致命弱点。
１９８４年，曾邀请有关专家对这项红外快速热处理技术做了鉴定，受到了一致好评。但是该所的科研人员没有停步，他们决心把这项科研成果转化为一种新型的生产设备，推向社会。为此，他们又发扬连续作战的作风，很快用这项技术，开发制造了适合我国国情的７．６２厘米（即３英寸）硅片的红外快速热处理设备。先后生产了８台，销售到有关科研单位和高等学校。这些单位现已用该设备开展了多项科研工作，涉及的领域有：硅器件和砷化镓器件的研制、半导体材料和器件物理研究及再结晶工艺、硅化物形成等，促进了许多新课题研究的进展，产生了良好的社会效益和经济效益。
在红外快速退火技术和设备研制过程中，他们先后取得了中国专利和美国专利，显示了一定的技术实力。但要把这项设备打入国际市场，使之在国际市场上成为有竞争力的产品，还要做许多工作。为此，清华大学微电子学研究所接受了国家“七五”重点科技攻关项目“全自动红外快速热处理设备”的研制，目标瞄准国际市场。
经过几年的奋斗，１９８９年底终于研制出适合国际上需要的７．６２厘米至１５．２４厘米的、由计算机控制的自动红外快速热处理设备的样机，提前完成了“七五”攻关任务。接着他们又马不停蹄地将这种自动红外快速热处理设备投入了小批量生产。１９９１年初已将第一台产品发往香港，开始进入国际市场。
新研制出的自动红外快速热处理设备，由工业控制机自动控制，运行程序固化在可编程的存贮器中，硅片从片盒到加热区自动传送。设备性能优于国外灯光退火设备，耗能是国外同类产品的１／５，而价格仅是国外产品的１／１０。１９９０年底，清华大学微电子研究所和香港兴华半导体有限公司合作，共同投资兴办了华兴微电子有限公司，进一步开拓自动红外热处理设备的国际市场。
　（靳东明）（附图片）
钱佩信教授（右）在调试自动红外快速热处理设备
新华社记者 王呈选摄