相變存儲器(PCM)是一種利用鍺銻碲(GST)合金材料在非晶態與晶態之間發生快速、可逆相變的特性來存儲數據的非易失性存儲器,具有高速度、低功耗和高存儲密度等優點,在汽車電子、人工智能計算、工業控制等嵌入式領域發揮著重要作用。

GST材料退火的兩大核心應用
在GST材料的研發與器件制造過程中,退火是一項關鍵且必須的工藝環節,其主要應用體現在以下兩個方面:
材料晶化與性能調控
在器件制備初期,需通過退火工藝實現均勻、可控的晶體化,將其從高電阻轉為低電阻(即非晶態→晶態),以獲得特定的電學或光學性能;
相變行為與器件性能研究
通過在不同溫度與時間條件下對GST樣品進行退火實驗,可觀測其電阻與結構變化,為器件優化提供關鍵數據支撐。

*GST材料,圖源網絡,侵刪
GST與傳統半導體材料退火的區別
與傳統半導體材料(如硅)通過退火修復晶格損傷不同,GST(鍺銻碲)材料的退火并非單純的缺陷修復過程。

*GST材料與傳統半導體材料退火的區別
GST材料退火的核心在于精確控制其相變狀態,因此對于退火的溫度、時間、氣氛等提出了嚴格的要求:
1、精確的溫度控制
退火溫度須高于GST結晶溫度,且低于其熔點溫度(約600°C),溫度過低,結晶無法發生或速度過慢;溫度過高則可能導致器件功能破壞或材料分解。
2、嚴謹的時間窗口
退火時間需確保材料完成充分的晶核形成與晶粒生長,同時防止時間過長導致的晶粒過度生長或不必要的相分離。
3、惰性氛圍保護
退火通常在氮氣或氬氣等惰性環境中進行,以避免GST材料(特別是碲)在高溫下被氧化。
根據以上GST半導體材料的特性,晟鼎RTP快速退火爐提供了可靠的解決方案:
1、精準的溫度控制:
溫度制程范圍覆蓋200-1250℃,采用PID 控溫,可精準控制溫度升溫,保證良好的重現性與溫度均勻性,符合GST材料對于退火溫度要求。
2、升溫速率快:
可達150℃/s,工藝時間短,可避免GST材料結晶過度或相分離。
3、工藝靈活:
標配2組工藝氣體,可根據不同材料需求調節氣體,滿足GST材料對于惰性氣氛的要求。
