集成电路制造工艺 课件 5.4 离子注入的基本原理_第1页
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集成电路制造工艺

--离子注入的基本原理单位：江苏信息职业技术学院微电子教研室扩散方法第五章掺杂扩散层的质量参数与检测离子注入的基本原理扩散的基本原理离子注入机的组成及工作原理离子注入的损伤与退火本章要点扩散方法第五章掺杂扩散层的质量参数与检测离子注入的基本原理扩散的基本原理离子注入机的组成及工作原理离子注入的损伤与退火本章要点§5.4离子注入的基本原理先使待掺杂的原子或分子电离，再加速到一定的能量，形成一定电流密度的离子束流后直接打进半导体晶圆中，然后经过退火使杂质激活，从而达到掺杂目的。一.离子注入的定义及特点1.定义比较项目扩散法离子注入温度高温（800-1200℃）注入在中等温度下进行（小于125℃）浓度控制受源温、气体流量、扩散温度、时间等多种因素影响能在很大范围内精确控制注入杂质浓度，从1010到1017个/cm2,误差2%之间均匀性用扫描的方式控制杂质的均匀性结特性适合作深结通过控制注入能量控制注入深度，增大了设计的灵活性横向扩散有横向扩散很小，几乎没有掺杂深度受固溶度极限注入杂质含量不受硅片固溶度的限制2.特点投影射程Xp平均投影射程Rp标准偏差ΔRp注入剂量ΦRpRtXp入射离子束硅衬底二、注入的基本原理1.主要参数Φ：注入剂量：单位面积注入进去的杂质粒子数当注入杂质种类，注入能量，衬底确定后，就能确定Rp和⊿Rp

2.杂质分布公式A.计算结深例：用100Kev的B+注入到具有掺杂浓度为2*1016cm-3的硅靶中，注入剂量为5*1013cm-2,试计算结深为多少？B.确定注入能量E和注入剂量Φ例：基区杂质为6*1018cm-3的硅样品中，用P+注入形成发射区，要求硅中的最大杂质为8*1021cm-3,发射结结深为0.13μm,试估算入射离子的能量和剂量。3.注入分布的应用注入的离子不会与硅原子发生碰撞，而将深深地注入硅衬底之中，这种现象称为“通道效应”。“通道效应”发生后，离子注入的深度比理论分布深，即产生一个较长的拖尾。三.沟道效应注入的离子恰好在晶格间隙中穿梭，与硅原子发生的碰撞较少，因此能量损失的较少，他们可以在硅中穿透

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