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离子注入最详细的课件
离子注入最详细的课件离子注入最详细的课件 离子束的性质
离子束是一种带电原子或带电分子的束状流，能被电场或磁场偏转，能在电场中被加速而获得很高的动能。
离子束的用途
掺杂、曝光、刻蚀、镀膜、退火、净化、改性、打孔、切割等。不同的用途需要不同的离子能量 E ，
E < 10 KeV ，刻蚀、镀膜
E = 10 ~ 50 KeV ，曝光
E > 50 KeV ，注入掺杂
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；
离子束的性质
离子束是一种带电原子或带电分子的束状流，能被电场或磁场偏转，能在电场中被加速而获得很高的动能。
离子束的用途
掺杂、曝光、刻蚀、镀膜、退火、净化、改性、打孔、切割等。不同的用途需要不同的离子能量 E ，
E < 10 KeV ，刻蚀、镀膜
E = 10 ~ 50 KeV ，曝光
E > 50 KeV ，注入掺杂
离子束加工方式
1、掩模方式（投影方式）
2、聚焦方式（扫描方式，或聚焦离子束 (FIB) 方式）
掩模方式是对整个硅片进行均匀的地毯式注入，同时象扩散工艺一样使用掩蔽膜来对选择性区域进行掺杂。扩散工艺的掩蔽膜只能是 SiO2 膜 ，而离子注入的掩蔽膜可以是 SiO2 膜 ，也可以是光刻胶等其他薄膜。
掩模方式用于掺杂与刻蚀时的优点是生产效率高，设备相对简单，控制容易，所以应用比较早，工艺比较成熟。缺点是 需要制作掩蔽膜。
a) 低掺杂浓度与浅结
Mask
Mask
Silicon substrate
xj
Low energy
Low dose
Fast scan speed
Beam scan
Dopant ions
Ion implanter
b) 高掺杂浓度与深结
Beam scan
High energy
High dose
Slow scan speed
Mask
Mask
Silicon substrate
xj
Ion implanter
离子注入
聚焦方式的优点是不需掩模，图形形成灵活。缺点是 生产效率低，设备复杂，控制复杂。聚焦方式的关键技术是
1、高亮度、小束斑、长寿命、高稳定的离子源；
2、将离子束聚焦成亚微米数量级细束并使之偏转扫描的离子光学系统。
离子注入系统
离子源：用于离化杂质的容器。常用的杂质源气体有 BF3、 AsH3 和 PH3 等。
　　质量分析器：不同的离子具有不同的质量与电荷，因而在质量分析器磁场中偏转的角度不同，由此可分离出所需的杂质离子，且离子束很纯。
加速器：为高压静电场，用来对离子束加速。该加速能量是决定离子注入深度的一个重要参量。
　　中性束偏移器：利用偏移电极和偏移角度分离中性原子。
　　聚焦系统：将离子聚集成直径为数毫米的离子束。
　　偏转扫描系统：使离子束沿 x、y 方向扫描。
　　工作室（靶室）：放置样品的地方，其位置可调。
Ion source
Analyzing magnet
Acceleration column
Ion beam
Plasma
Process chamber
Extraction assembly
Scanning disk
一、离子源
作用：产生所需种类的离子并将其引出形成离子束。
分类：等离子体型离子源、液态金属离子源（LMIS）。
掩模方式需要大面积平行离子束源，故一般采用等离子体型离子源，其典型的有效源尺寸为 100 m ，亮度为 10 ~ 100 A/。
聚焦方式则需要高亮度小束斑离子源，当液态金属离子源（LMIS）出现后才得以顺利发展。LMIS 的典型有效源尺寸为 5 ~ 500 nm，亮度为 106 ~ 107 A/ 。
1、等离子体型源
这里的 等离子体 是指部分电离的气体。虽然等离子体中的电离成分可能不到万分之一，其密度