为离子注入剂量.ppt

1、1/35，集成电路工艺原理，元帅县校园物理建筑435室，2/35，概述，第一章前言第二章晶体生长3章实验室净化和硅清洗4章光刻5章热氧化6章热扩散6章热扩散7章离子注入8章薄膜积累9章刻蚀10章后端工艺和整合11章未来趋势和挑战，3/扩散的主要内容佩克第二定律的运用和特殊解释特征扩散长度的物理意义非弱油扩散中常用杂质的扩散特性及其与点缺陷的相互作用，一般使用扩散掺杂方法对扩散掺杂层的质量进行测量，分配访问至错误函数，分配访问至高斯函数5/35，离子注入电离后，原子在强电场的加速作用下注入靶材料表面，这种材料表面的物理或化学性质，离子注入的基本过程是在强电场中加速将任何元素原子或牙齿元素分子转移

2、到带电离子的离子，从而改变牙齿材料表面的物理或化学性质，6/35，离子注入特性。 精确控制掺杂量(1011-1018 cm-2)和能量(1-400 keV)，各种杂质浓度分布和注入浓度平面中的杂质掺杂分布非常均匀(1% variation across an 8 wafer)。防止污垢，自由度大的离子注入是低温过程(因此，光角胶可以用作面膜)，防止高温过程引起的热扩散的横向效应比气体固相扩散小得多。如果有助于减少零件尺寸，可能会发生缺陷，甚至非净化。需要通过高温退火来改善设备。有相对复杂、相对昂贵(尤其是超低能量离子注入机)、不安全的因素。例如：BCl3: B，B，BF2，F，BF，BF，B1

3、0 B11，8/35，如果用源固体或液体制造原料，通常先加热，获取他们的蒸汽，然后进入放电区。b)离子源：灯丝Ge、Sb、P、9/35，离子注入过程是一个不平衡的过程，高能离子进入靶后不断与原子核和核外电子碰撞，逐渐失去能量，最终停止。停止的位置是随机的，大部分不在格子里，所以没有传记激活。10/35，离子注入如何停止在体内？LSS理论是对在非晶靶中注入离子的射程分布的研究，1963年，Lindhard，Scharff and Schiott首先确立了离子注入在靶中的分布理论，又称LSS理论。牙齿理论将向靶中注入离子的能量损失分为两个徐璐独立的茄子过程(1)核阻塞(2)电子堵塞(electro

4、nic stopping)总能量损失之和，即11/35。停止能力：在向材料中注入离子的能量损失大小单位距离处，注入因核阻止和电子阻止而损失的能量(Sn(E)，Se(E)。核阻断能力：靶核阻断，经典双体碰撞理论。电子低阻：来自靶内自由电子和束缚电子的低阻。，12/35，-dE/dx:能量损失沿距离的平均速度E:在运动距离中的任意点注入离子的能量Sn(E):核阻塞能力/截面(eVcm2) Se(E):电子阻塞能力/截面能量E的例如，磷离子Z1=15，m1=31注入硅Z2=14，m2=28，可计算：Sn 550 keV-mm2，m质量，Z原子序数下标1离子，下标2目标，中心碰撞，最大能量电子、郑智薰

5、局部电子切断、局部电子切断、入射离子移动方向变更渡边杏盒、通过电荷/动量交换改变入射离子移动方向(核间作用)、16/35、总切断能力(Total stopping power)、核切断能力在低能下发挥主要作用的离子E2B 投影射程RP 3360，22/35，注入离子的浓度分布，忽略横向离散效应元素原子量Sb 122 As 74 P 31 B 11，Cp，23/35，Q:离子注入剂量(Dose)，单位ions/，24例：A2020 cm2，I0.1 mA，一般NMOS的VT调节剂量为B 1-51012 cm-2注射时间为30分钟，而使用以前扩散(1000 C)，表面浓度为溶解度。25/35，徐璐

6、不同注入能量，平均投影射精距离Rp，标准偏差Rp，26/35，已知注入离子的能量和剂量，推测注入离子的靶浓度和决心问题：140 keV的B离子注入直径150 mm的硅靶。注入量Q=510 14/cm2(衬浓度21016 /cm3) 1)估算注入离子的投影射精距离，投影射精距离标准偏差，峰值浓度，决心2)推测注入时间为1分钟的必要束。27/35，解释 1)在图表或核对表中，Rp=4289=0.43 mm Rp=855=0.086 mm峰值浓度CP=0.4q/Rp=0.451014/(0.0866)，29/35，侧效应侧效应是指垂直于入射方向平面的注入离子的分布，侧效应影响MOS电晶体有效通道长度。，R (m)，30/35，35 keV As注入，120 keV As注入，31/35，注入遮罩层遮罩层应该有多厚？如果掩膜层要求完全阻止离子，XM可以完全阻止离子的掩膜厚度Rp*是在掩膜层中离子的平均射程，DRp*是在掩膜层中离子的射程标准偏差，32/35，解决了需要的掩膜层厚度：通过掩膜层的剂量：剩下的误差函数，34，离子注入杂质分布？退火后？离子注入的主要特征？遮罩膜厚度