[理學]20xx第八章離子注入(編輯修改稿)
2025-04-18 06:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、F+、 F2+…… 加 速 管 ： 使電子獲得足夠的能量 ：利用電場，使離子在電場作用下加速得到一定的能量。 ： 一系列圓環(huán)形電極組成。 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。 離子注入系統(tǒng) 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 高能注入機的線形加速器 源 原子質(zhì)量 分析磁體 線形加速器 最終能量 分析磁體 掃描盤 硅片 方式比較 方式 優(yōu)點 缺點 先分析后加速 分析器比較小、造價低；高壓功率?。桓淖冸x子能量不需要改變分析器電流 離子損失多，純度差 先加速后分析 減小了空間電荷和電荷交換；純度高 分析器比較大；改變離子能量需要改變分析器電流 前后加速，中間分析 離子能量可調(diào)范圍廣；可后加速或后減速 兩端都是高電位，操作不變 前后分析，中間加速 純度高 后分析器造價高；改變離子能量需要改變分析器電流 空間電荷中和 原因： 離子束的膨脹。 危害： 離子束的直徑在行進過程中不斷增大。 解決辦法： 二次電子中和。 + + + + + + + + + 具有空間電荷中和地粒子束剖面 + + + + + + + + + 粒子束膨脹剖面 摻雜離子 二次電子 空間電荷中和 ++ + + + + + ++ + + + + + 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。 危害： 不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，注入到硅片中央。 解決辦法： 利用偏轉(zhuǎn)電極，使離子束在進入靶室前一段距離內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 源 分析 磁體 加速管 中性束 流陷阱 聚焦 陽極 Y軸 偏轉(zhuǎn) X軸 偏轉(zhuǎn) 中性束 流路徑 硅片 粒子束 接地的 收集板 掃描系統(tǒng) 離子束通常很小，中等電流的注入機束斑約為1cm2，大電流的約為 3cm2，所以必須通過掃描覆蓋整個硅片。 固定硅片，移動束斑； 掃描方式分： 固定束斑，移動硅片。 保證劑量的統(tǒng)一性和重復性。 注入機中的掃描系統(tǒng)分類： 靜電掃描 機械掃描 混合掃描 掃描系統(tǒng) 靜電掃描 Y軸 偏轉(zhuǎn) X軸 偏轉(zhuǎn) 硅片 旋轉(zhuǎn) 傾斜 高頻 X軸偏轉(zhuǎn) 低頻 Y軸偏移 束斑每秒在橫向掃描 15000次，縱向掃描 1200次。 優(yōu)點： 顆粒沾污小，中性離子不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能夠從束流中消除。 缺點： 陰影效應 。 應用： 中低電流的注入。 光刻膠 a) 無傾斜的機械掃描 粒子束 b) 正常傾斜的靜電掃描 光刻膠 注入陰影效應 靜電掃描 機械掃描 掃描外半徑 掃描內(nèi)半徑 注入面積 (計算的 ) 溢出杯 粒子束 離子束固定，硅片移動。 多個硅片固定在大輪盤的外沿，以 1000到1500rpm的速度旋轉(zhuǎn)，同時上下移動。 優(yōu)點： 每次注入一批硅片，有效地平均了離子束的能量，減弱了硅片由于吸收離子的能量而加熱。 缺點： 顆粒沾污 。 應用： 大電流注入機。 機械掃描 離子束在靜電作用下沿 x軸掃描，硅片沿 y軸掃描。 應用： 中低電流的注入。 混合掃描 硅片充電 ? 原因： 正離子在硅片表面的積累 ? 危害： 改變離子束，使束斑擴大，劑量分布不均勻。
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