半导体工艺离子注入.ppt

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电
技
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离子注入
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1、离子注入
2、离子束的性质
3、离子束加工方式
4、离子注入系统
5、离子注入的特点
6、沟道效应及避免方法
7、离子与衬底原子的相互作用
8、注入损伤
9、退火
10、离子注入的优缺点
主要内容:
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离子注入出现:随着集成电路集成度的提高,对器件源漏结深的要求,且传统的扩散已无法精确控制杂质的分布形式及浓度了。
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;
当离子束射到固体材料时,从固体材料表面弹回来,或者穿出固体材料而去,这些现象叫做散射;
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。
1、离子注入:
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2、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,能在高压下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<10KeV,刻蚀、镀膜
E=10~50KeV,曝光
E>50KeV,注入掺杂
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4、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:不同离子具有不同的电荷质量比,因而在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。
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聚焦系统:用来将加速后的离子聚集成直径为数毫米的离子束。
偏转扫描系统:用来实现离子束x、y方向的一定面积内进行扫描。
工作室:放置样品的地方,其位置可调。
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离子注入系统
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5、离子注入的特点:
特点:
·可以独立控制杂质分布(离子能量)和杂质浓度(离子流密度和注入时间)
·各向异性掺杂
·容易获得高浓度掺杂
(特别是:重杂质原子,如P和As等)。
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离子注入与扩散的比较:
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