Os fornos de resistência tipo caixa desempenham um papel fundamental no fabrico de semicondutores, permitindo processos térmicos precisos, como a difusão de oxidação e o recozimento de metalização.Estes fornos funcionam a altas temperaturas (500-1800°C) e são suficientemente versáteis para lidar com vários materiais, incluindo bolachas de silício, metais e cerâmicas.Asseguram a formação de camadas isolantes essenciais, o alívio de tensões na metalização e a melhoria das propriedades dos materiais através de um tratamento térmico controlado.A sua capacidade de manter temperaturas e atmosferas consistentes torna-os indispensáveis para o fabrico de semicondutores.
Pontos-chave explicados:
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Difusão de Oxidação para Camadas Isolantes
- Os fornos de resistência tipo caixa oxidam termicamente as bolachas de silício a 800-1200°C para formar camadas de dióxido de silício (SiO₂), que actuam como isoladores eléctricos em dispositivos semicondutores.
- Este processo é fundamental para a criação de óxidos de porta em transístores e camadas de passivação para proteger os circuitos.
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Recozimento de metalização
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Após a deposição de alumínio ou de outras películas metálicas (por exemplo, através de pulverização catódica), estes fornos recozem as camadas para:
- Aliviar as tensões internas da deposição.
- Reduzir a resistência de contacto nas interligações.
- Melhorar a aderência e o desempenho elétrico.
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Após a deposição de alumínio ou de outras películas metálicas (por exemplo, através de pulverização catódica), estes fornos recozem as camadas para:
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Ampla gama de temperaturas (500-1800°C)
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Os fornos acomodam diversas necessidades de processamento de semicondutores e materiais, incluindo:
- Tratamento térmico de metais refractários (tungsténio, molibdénio) e cerâmicas.
- Recozimento de interconexões de cobre ou folha de alumínio para embalagem.
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Os fornos acomodam diversas necessidades de processamento de semicondutores e materiais, incluindo:
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Controlo da atmosfera para precisão
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Os fornos de retorta com atmosfera
integram-se com fornos de caixa para gerir ambientes gasosos (por exemplo, azoto, árgon) durante processos como:
- Recozimento brilhante não-oxidativo de materiais sensíveis (por exemplo, ferro puro elétrico).
- Prevenção da oxidação durante os passos a alta temperatura.
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Os fornos de retorta com atmosfera
integram-se com fornos de caixa para gerir ambientes gasosos (por exemplo, azoto, árgon) durante processos como:
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Versatilidade no tratamento térmico
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Para além dos semicondutores, estes fornos suportam:
- Endurecer, temperar e aliviar o stress dos metais.
- Pré-aquecimento de componentes antes do fabrico posterior.
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Para além dos semicondutores, estes fornos suportam:
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Comparação com outros tipos de fornos
- Ao contrário dos fornos de vácuo (para metais reactivos) ou dos fornos tubulares (pequenos lotes de I&D), os fornos de caixa oferecem maiores capacidades e aquecimento uniforme para a produção de semicondutores à escala industrial.
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Integração em fluxos de trabalho de semicondutores
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Crítico para processos back-end como:
- Formação de contactos óhmicos.
- Ativação de dopantes após a implantação de iões.
- Preparação de wafers para embalagem.
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Crítico para processos back-end como:
Estes fornos são heróis desconhecidos nas fábricas de semicondutores, permitindo tecnologias desde microprocessadores a dispositivos MEMS através de engenharia térmica controlada.A sua fiabilidade e adaptabilidade fazem deles uma pedra angular do fabrico moderno de eletrónica.
Quadro recapitulativo:
| Papel-chave | Função | Gama de temperaturas |
|---|---|---|
| Difusão de oxidação | Forma camadas isolantes de SiO₂ para transístores e passivação. | 800-1200°C |
| Recozimento de metalização | Alivia a tensão, melhora a aderência e reduz a resistência ao contacto em metais. | 500-1800°C |
| Controlo da atmosfera | Gere ambientes de gás para processos não oxidativos (por exemplo, recozimento brilhante). | Variável |
| Tratamento térmico versátil | Suporta o endurecimento, a têmpera e o pré-aquecimento de diversos materiais. | 500-1800°C |
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