[理學(xué)]20xx第八章離子注入-全文預(yù)覽
【正文】 + + N S N S 120 V 起弧 吸出組件 離子源 60 kV 吸引 kV 抑制 源磁鐵 5V 燈絲 To PA +粒子束 參考端 (PA電壓 ) 抑制電極 接地電極 中性束流陷阱 原因： 中性離子的存在。 加 速 管 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 0 kV +100 kV +80 kV +20 kV +40 kV +60 kV +100 kV 粒子束 粒子束 至工藝腔 電極 來自分 析磁體 加速系統(tǒng)的排列方式 ，中間分析 ，中間加速 167。 ? 設(shè)離子作圓周運(yùn)動的半徑為 r，則 ? 則離子作圓周運(yùn)動的半徑 ： ：離子的質(zhì)量mn q B vFrmv??2)( nqBmvr ?v 質(zhì)量分析器 設(shè)離子從弧光反應(yīng)室與吸極電壓差為 V，則從弧光反應(yīng)室分離出來的離子的能量為： VnqE )(?Vnqmv )(21 2 ? m Vnqv )(2?nqmVBr 21? 稱為質(zhì)荷比nqm不同質(zhì)荷比的離子運(yùn)動半徑不同 ： 離子束中的離子因偏轉(zhuǎn)半徑不同而分成不同的離子束。 ：電場分離。 控制雜質(zhì)濃度和深度 a) 低摻雜濃度 (n–, p–) 和淺結(jié)深 (xj) Mask 掩蔽層 Silicon substrate xj 低能 低劑量 快速掃描 束掃描 摻雜離子 離子注入機(jī) b) 高摻雜濃度 (n+, p+) 和深結(jié)深 (xj) Beam scan 高能 大劑量 慢速掃描 Mask Mask Silicon substrate xj Ion implanter 167。 ? 超淺源漏區(qū)注入的超低能束流 (4 k eV d o w n t o 2 0 0 eV ) 。 ? 穿通注入專用 。 注入能量對應(yīng)射程圖 注入能量 (keV) Projected Range, R p (mm) 10 100 1,000 B P As Sb 注入到 硅中 射程與能量 能量 射程 結(jié)深 ? 摻雜深度由注入雜質(zhì)離子的 能量 決定； ? 摻雜濃度由注入雜質(zhì) 離子束電流強(qiáng)度 決定 。 ?如何控制摻雜濃度和結(jié)深？ 思考： 控制雜質(zhì)濃度和深度 a) 低摻雜濃度 (n–, p–) 和淺結(jié)深 (xj) Mask 掩蔽層 Silicon substrate xj 束掃描 摻雜離子 離子注入機(jī) b) 高摻雜濃度 (n+, p+) 和深結(jié)深 (xj) Beam scan Mask Mask Silicon substrate xj Ion implanter 如何控制摻雜濃度和結(jié)深？ 思考： 離子注入機(jī)示意圖 離子源 分析磁體 加速管 粒子束 等離子體 工藝腔 吸出組件 掃描盤 ：劑量和射程 1. 劑 量 定義：單位面積硅片表面注入的離子數(shù) Q ，單位是原子每平方厘米 I：束流，當(dāng)雜質(zhì)離子形成離子束，它的流量被稱為離子束電流，單位是安培； t：注入時間，單位是秒； e：電子電荷 =； n：離子電荷（比如 B+等于 1）； A：注入面積，單位 cm2 e n AItQ ?劑 量 e n AItQ ?如何控制摻雜濃度？ 控制劑量 如何控制劑量？ 控制離子束電流和注入時間 束流 劑量 摻雜濃度 中低電流 ： ～ 10mA 注入劑量 10111013ions/cm2 大電流： 10～ 25mA 注入劑量大于 1014ions/cm2 離子注入機(jī)有中低電流、大電流之分 射程： 離子穿入硅片的總距離； 射程與能量 離子的射程與注入離子的能量有關(guān)，注入離子的能量越高，意味著雜質(zhì)原子能穿入硅片越深，射程越大，
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