2021年扩散和离子注入讲义.ppt

引 言
本章主要内容：
扩散工艺和离子注入工艺
扩散和离子注入工艺的应用
扩散和离子注入设备
本章知识要点：
掌握掺杂的目的和应用；
掌握扩散和离子注入的原理及其应用；
掌握退火效应和沟道效应
了解离子注入设备。
*
扩散和离子注入
*
*
掺杂原因：
本征硅导电能力很差。
在硅中加入一定数量和种类的杂质，改变其电学性质，并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求。
引 言
扩散和离子注入
*
半导体常用杂质
*
引 言
扩散和离子注入
*
*
扩散: 是将一定数量和一定种类的杂质通过高温扩散掺入到硅或其它晶体中，以改变晶体的电学性质，并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求的过程。
离子注入: 是在高真空的复杂系统中，产生电离杂质并形成高能量的离子束，入射到硅片靶中进行掺杂的过程。
Oxide
Oxide
P Silicon substrate
Diffused region
N
Dopant gas
束扫描
Mask
Mask
Silicon substrate
xj
离子注入机
引 言
扩散和离子注入
*
掺杂方式
扩散：掺杂总量及浓度分布受扩散时间和温度影响；形成特征尺寸较大；扩散温度较高，需氧化物或氮化物作为掩膜。
离子注入：杂质总量及浓度分布受注入剂量、能量和推结时间及温度决定。适于小特征尺寸的芯片。注入温度较低，常用光刻胶作为掩膜。
*
引 言
扩散和离子注入
*
具有掺杂区的CMOS结构
*
引 言
扩散和离子注入
*
*
引 言
扩散和离子注入
*
亚微米CMOS IC 制造厂典型的硅片流程模型
测试/拣选t
注入
扩散
刻蚀
抛光
光刻
完成的硅片
无图形的硅片
硅片起始
薄膜
硅片制造前端
*
引 言
扩散和离子注入
*
扩散
*
扩散和离子注入
*
扩散原理
固溶度
扩散机构
扩散方式
扩散工艺
扩散效应
扩 散
*
扩散和离子注入
*