水痘防控知识课件

离子注入法介绍离子注入法介绍 概述概述 离子注入工艺设备及其原理离子注入工艺设备及其原理 射程与入射离子的分布射程与入射离子的分布 实际的入射离子分布问题实际的入射离子分布问题 注入损伤与退火注入损伤与退火 离子注入工艺的优势与限制离子注入工艺的优势与限制 离子注入离子注入(Ion lmplantation)(Ion lmplantation) 参考资料：参考资料： 微电子制造科学原理与工程技术微电子制造科学原理与工程技术第第5 5章章离子注入离子注入 ( (电子讲稿中出现的图号是该书中的图号电子讲稿中出现的图号是该书中的图号) ) 离子注入工艺是离子注入工艺是ICIC制造中占主导的制造中占主导的掺杂技术掺杂技术 离子注入：将杂质离子注入：将杂质离化离化，通过，通过电场加速电场加速，将这些离化，将这些离化 的的杂质直接打入硅片中杂质直接打入硅片中，达到掺杂的目的，达到掺杂的目的 一般一般CMOSCMOS工艺流程需工艺流程需6 61212次次离子注入离子注入 典型的离子注入工艺参数：典型的离子注入工艺参数：能量能量约约5 5200keV200keV， 剂量剂量约约101011 11 101016 16/cm /cm 2 2 。 一、概述一、概述 （一）介绍（一）介绍 （二）（二）MOSFETMOSFET工艺中的离子注入工艺中的离子注入 (1)(1) 离子源离子源杂质离子的杂质离子的产生产生 (2)(2) 加速管加速管杂质离子的杂质离子的加速加速 (3)(3) 终端台终端台离子的离子的控制控制 二、离子注入二、离子注入工艺设备工艺设备及其及其原理原理 1 1、离子注入技术的离子注入技术的三大三大基本基本要素要素： (1)(1) 离子的离子的产生产生 (2)(2) 离子的离子的加速加速 (3)(3) 离子的离子的控制控制 2 2、离子注入系统的三大组成部分：离子注入系统的三大组成部分： 气态源：气态源： ( (或固体源或固体源) ) BFBF 3 3 AsH AsH 3 3 PH PH3 3 SiH SiH 4 4 H H 2 2 放电室：放电室：低气压、分解离化气体低气压、分解离化气体 BFBF 3 3 B B，B+B+，BFBF 2 2 + + ，F+F+， 引出狭缝：引出狭缝：负电位，吸引出离子负电位，吸引出离子 （1 1）离子源：）离子源： 离子束流量离子束流量( (最大最大mAmA量级量级) ) 吸极电压吸极电压V Vext ext： ：约约151530KV30KV， ， 决定引出离子的能量决定引出离子的能量( (速度速度) ) 产生杂质离子产生杂质离子 出口狭缝：出口狭缝：只允许一种只允许一种( (m/qm/q) )的离子离开分析仪的离子离开分析仪 （2 2）质量分析器：质量分析器： 分析磁铁：分析磁铁：磁场磁场方向方向垂直垂直于离子束的于离子束的速度方向速度方向 离子运动路径：离子运动路径： 离子运动速率：离子运动速率： 质量质量m+m+ mm的离子产生的的离子产生的位移量位移量 选择注入所需的杂质成分选择注入所需的杂质成分( (B+B+) ) 静电透镜：静电透镜：离子束聚焦离子束聚焦 静电加速器：静电加速器：调节离子能量调节离子能量 静电偏转系统：静电偏转系统：滤除中性粒子滤除中性粒子 加速离子，获得所需能量；加速离子，获得所需能量；高真空高真空(衬底衬底 下：下：衬底衬底 （1 1）偏轴注入：偏轴注入：一般选取一般选取5 5 7 7 倾角，倾角，入射能量越小，所需入射能量越小，所需 倾角越大倾角越大 （2 2）衬底非晶化预处理：衬底非晶化预处理：进行一次高剂量进行一次高剂量Ar+Ar+注入，使硅表面注入，使硅表面 非晶化非晶化 （3 3）非晶层散射：非晶层散射：表面生长表面生长200200250250 二氧化硅二氧化硅(Screen Oxide) (Screen Oxide) ， 使入射离子进入硅晶体前方向无序化使入射离子进