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微电子工艺原理与技术
李 金 华
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第二篇 单项工艺1
华山风光
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第四章 离子注入
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主要内容
1. 什么是离子注入？
2. 离子注入机的结构原理；
3. 注入离子与衬底原子的相互作用；
垂直投影射程及标准偏差；
注入损伤及退火恢复；
离子注入浅结的形成；
SOI埋成的离子注入合成；
问题和关注点-沾污和均匀性；
理论模拟。
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？
离子束把固体材料的原子或分子撞出固体材料表面，这个现象叫做溅射；而当离子束射到固体材料时，从固体材料表面弹了回来，或者穿出固体材料而去，这些现象叫做散射；另外有一种现象是，离子束射到固体材料以后，离子束与材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的相互作用，入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，这一现象就叫做离子注入。 离子注入可分为半导体离子注入（掺杂）、材料改性注入（金属离子注入）和新材料合成注入。
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离子注入工艺的特点
低温工艺
注入剂量可精确控制
注入深度可控

活杂质和消除损伤



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离子注入的应用
~10E12/cm2
~10E11/cm2
~10E12/cm2
~10E15/cm2
~10E15/cm2
~10E12/cm2
、收集区注入 ~10E15/cm2
~10E16/cm2
~10E16/cm2
10. SOI埋层注入 ~10E17-10E18/cm2
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离子注入机主要由以下几部分组成：
离子源 在起弧室内产生等离子体
2. 离子吸出系统 从源内引出离子束
3. 磁分析系统 从引出离子束中偏析出所需注入束
4. 加速系统 对注入离子束加速获得所需能量
5. 聚焦、扫描、偏转系统 调控注入离子束
6. 法拉第电荷计量系统 测控注入离子剂量
7. 装片、注入、出片系统 完成离子注入工艺
8. 真空系统 使束通道达到10-3-10-5Pa的真空度
9. 冷却系统 对离子源、分析腔、注入靶等冷却
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先加速后分析注入机结构示意
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离子注入系统的原理示意图
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