等离子体的应用之一.ppt

离子注入,将杂质离化、加速，注入到晶体内部经退火形成特定杂质分布的技术。,离子注入的特点,注入杂质的纯度高杂质浓度范围选择宽可精确控制杂质的分布和深度，均匀性好低温工艺掺杂工艺灵活横向扩散小,离子注入的设备,离子源离子加速质量分析器扫描装置工艺腔（终端台）,等离子体技术在VLSI中的应用,1.等离子体清洗技术,2.离子注入,3.干法刻蚀,4.等离子体增强化学气相淀积（PECVD）,干法刻蚀,干法刻蚀：利用等离子体激活的化学反应或者是利用高能离子束轰击完成去除物质的方法。干法刻蚀主要分为以下三种：一种是利用辉光放电产生的活性粒子与需要刻蚀的材料发生化学反应形成挥发性产物完成刻蚀，也称为等离子体刻蚀。第二种是通过高能离子轰击需要刻蚀的材料表面，使材料表面产生损伤并去除损伤的物理过程完成刻蚀，称为溅射刻蚀。两种结合产生第三种刻蚀方法称为反应离子刻蚀。,等离子体刻蚀原理,等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌。,等离子刻蚀的原理,等离子体中存在有离子、电子和游离基（游离态的原子、分子或原子团）等，这些游离态的原子、分子或原子团等活性粒子，具有很强的化学活性，位于硅片表面的薄膜材料原子就会与等离子体中的激发态游离基发生化学反应，生成挥发性的物质，从而使薄膜材料收到刻蚀。通过化学反应完成，有比较好的选择性。,溅射刻蚀的原理,等离子体中的高能离子射到硅片上的薄膜表面时，通过碰撞，高能离子与被撞击的原子之间将发生能量和动量的转移，如果轰击离子传递给被撞原子的能量比原子的结合能还要大，就会使被撞原子脱离原来的未知飞溅出来，产生溅射现象。各向异性刻蚀，但刻蚀的选择性差。,反应离子刻蚀,介于溅射刻蚀与等离子刻蚀之间的干法刻蚀技术，同时利用了物理溅射和化学反应的刻蚀机制。由于化学和物理作用都有助于实现刻蚀，因此可以灵活地选择工作条件以获得最佳的刻蚀效果。,等离子体技术在VLSI中的应用,1.等离子体清洗技术,2.离子注入,3.干法刻蚀,4.等离子体增强化学气相淀积（PECVD）,PECVD的原理,利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体）使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。,PECVD的特点,等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围。,PECVD的特点,PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化（450）。因此带来的好处：节省能源，降低成本提高产能减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减,PECVD,一般说来,采用PECVD技术制备薄膜材料时，薄膜的生长主要包含以下三个基本过程在非平衡等离子体中，电子与反应气体发生初级反应，使得反应气体发生分解，形成离子和活性基团的混合物各种活性基团向薄膜生长表面和管壁扩散输运，同时发生各反应物之间的次级反应到达生长表面的各种初级反应和次级反应产物被吸附并与表面发生反应，同时伴随有气相分子物的再放出,PECVD的种类,直接式基片位于一个电极上