快速热处理中SiO2沟槽晶圆片温度分布的耦合效应研究

本文主要探讨了SiO2沟槽晶圆片在快速热处理工艺中的温度分布特性。通过对传导与辐射耦合传热模型的数值模拟，研究者深入剖析了沟槽宽度（SiO2沟槽的尺寸）和沟槽排列密度对晶圆片内部温度分布的影响。 首先，当沟槽宽度保持不变时，研究发现沟槽排列密度的增加会导致晶圆片整体温度水平上升。这是因为随着沟槽密度的提升，晶圆片表面的SiO2比例也随之增大，这会提升晶圆片表面的总吸收系数，使得其能更多地吸收入射的辐射能量，从而引起温度上升。尽管如此，这种增加对温度均匀性的影响微乎其微，说明在同等条件下，晶圆片内部温度分布的稳定性并未因沟槽密度的改变而显著恶化。 其次，当沟槽排列密度固定时，沟槽宽度的变化对晶圆片的温度水平和温度均匀性几乎不产生显著影响。这意味着，在优化快速热处理工艺时，设计者可以更关注沟槽密度这一参数，因为它对温度控制有更大的直接影响，而沟槽宽度的调整可能在实际应用中对温度控制的精确度影响较小。 这项研究不仅对硅片制造过程中的快速热处理技术提供了理论支持，还为优化晶圆片热管理策略提供了有价值的指导。了解这些参数如何影响温度分布有助于提高生产效率，降低能源消耗，并确保产品质量的一致性。同时，论文的发表也为后续关于微纳结构材料在高温环境下热行为的研究奠定了基础。 该研究由中央高校基本科研业务费专项资金和中国博士后科学基金资助，作者王爱华和李立亚分别来自东北大学材料与冶金学院和重庆大学动力工程学院，他们的合作展示了跨学科研究在解决实际工业问题上的重要价值。通过这篇论文，读者可以了解到如何通过精确的数值模拟方法来理解和控制半导体器件在快速热处理中的复杂热传递过程。