半導體制造工藝_09離子注入(上)-全文預覽
【正文】 ing effect） 當離子沿晶軸方向注入時，大部分離子將沿溝道運動，幾乎不會受到原子核的散射，方向基本不變，可以走得很遠。= mm ?Rp?855 197。 射程分布 ：平均投影射程 Rp，標準偏差 ?Rp，橫向標準偏差 ?R? 非晶靶 中注入離子的濃度分布 17 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) ?Rp ?R? 高斯分布 Rp Log（離子濃度） 離子入射 z 注入離子的二維分布圖 18 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) ? ? ? ??? ???0001 EenRp ESESdENdxRp投影射程 Rp: Rp ?Rp ?R? Rp ?Rp ?R? Rp ?Rp ?R? 19 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) 注入離子的濃度分布 在忽略橫向離散效應和一級近似下，注入離子在靶內(nèi)的縱向濃度分布可近似取高斯函數(shù)形式 ? ?????????????????????221expppP RRxCxC200 keV 注入 元素 原子質(zhì)量 Sb 122 As 74 P 31 B 11 Cp 20 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) ? ? pp CRdxxCQ ??? ??????2Q：為離子注入劑量（ Dose） , 單位為 ions/cm2，可以從測量積分束流得到 ?????????????????????22exp2)(ppp RRxRQxC? ppP RQRQC???? 2 ?由 ， 可以得到： ? 21 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) Q可以精確控制 ?? dtqIAQ 1A為注入面積， I為硅片背面搜集到的束流（ Farady Cup）， t為積分時間， q為離子所帶的電荷。 ?電子阻止本領 ：來自靶內(nèi)自由電子和束縛電子的阻止。停下來的位置是隨機的，大部分不在晶格上，因而沒有電活性。如用固體或液體做源材料，一般先加熱，得到它 b) 離子源（ Ion Source）： 燈絲（ filament）發(fā)出的自由電子在電磁場作用下，獲得足夠的能量后撞擊源分子或原子，使它們電離成離子，再經(jīng)吸極吸出，由初聚焦系統(tǒng)聚成離子束，射向磁分析器 氣體源： BF3， AsH3， PH3， Ar， GeH4， O2， N2， ... 離子源： B ， As， Ga， Ge， Sb， P， ... 6 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) 離子注入過程是一個 非平衡 過程，高能離子進入靶后不斷與原子核及其核外電子碰撞，逐步損失能量，最后停下來。 ?核阻止本領 ：來自靶原子核的阻止，經(jīng)典兩體碰撞理論。 非局部電子阻止 局部電子阻止 ? ? 22/1152/1 , ????? kkECvESione不改變?nèi)肷潆x子運動方向 電荷 /動量交換導致入射離子運動方向的改變（ 核間作用） 13 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) 總阻止本領（ Total stopping power） ?核阻止本領在低能量下起主要作用（ 注入分布的尾端 ） ?電子阻止本領在高能量下起主要作用 核阻止和電子阻止相等的能量 14 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) 離子 E2 B 17 keV P 150 keV As, Sb 500 keV n n n e 15 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) 表面處晶格損傷較小 射程終點（ EOR）處晶格損傷大 16 半導體制造工藝基礎 第七章 離子注入原 理 (上 ) R：射程
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