離子注入工藝及設備研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-09-05 13:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 清潔、干燥，大大降低了雜質(zhì)污染。 ②注入劑量可精確控制，雜質(zhì)均勻度高達177。1%； ③注入在中低溫度下進行，二氧化硅、光刻膠、氮化硅等都可以作為注入時的掩蔽層。襯底溫度低，就避免了高溫擴散所引起的熱缺陷； ④離子注入是一個非平衡過程，不受雜質(zhì)在襯底中的固溶度限制；⑤對于化合物半導體采用離子注入技術，可不該變組分而達到摻雜的目的；⑥離子注入的橫向摻雜效應比擴散大大減少了；⑦離子注入最大的缺點就是高能離子轟擊wafer對晶格結構造成的損傷； 離子注入與擴散工藝的比較我們可以通過表3—1直觀看出來關于離子注入和傳統(tǒng)擴散工藝的相比較的優(yōu)缺點：表3—1離子注入和擴散工藝的比較比較項目離子注入法擴散法溫度低溫工藝，小于125176。下也可進行高溫（800℃~1200℃）掩蔽層金屬、光刻膠、二氧化硅、氮化硅耐高溫材料，一般為二氧化硅可用摻雜源各種摻雜源均可要考慮許多因素，一般采用硼、磷、砷、銻結特性能制作淺結，超淺結（125nm范圍內(nèi)），結深易控制，適于突變結適于制作結深（幾微米到幾十微米）緩變結摻雜濃度雜質(zhì)純度高、注入濃度范圍廣受雜質(zhì)固溶度影響濃度控制由束流和時間可精確控制受源溫、氣體流量、擴散溫度、時間等多種因素影響均勻性大面積摻雜面內(nèi)均勻性高（掃描）雜質(zhì)污染小易受鈉離子污染橫向擴散很小，幾乎沒有有橫向擴散晶體損傷大小摻雜深度注入雜質(zhì)含量不受硅片固溶度的限制受固溶度限制 第四章 離子注入設備離子注入機體積龐大，結構非常復雜。根據(jù)它所能提供的離子束流大小和能量可分為高電流和中電流離子注入機以 及高能量、中能量和低能量離子注入機。離子注入機的主要部件有：離子源、質(zhì)量分析器、加速聚焦器、掃描系統(tǒng)以及工藝室等。 圖41 離子注入機 離子源 離子源作用：產(chǎn)生所需種類的離子并將其引出形成離子束。分類：等離子體型離子源、液態(tài)金屬離子源（LMIS）。掩模方式需要大面積平行離子束源，故一般采用等離子體型離子源，其典型的有效源尺寸為 100 mm ，亮度為 10 ~ 100 A/。聚焦方式需要高亮度小束斑離子源，當液態(tài)金屬離子源（LMIS）出現(xiàn)后得以順利發(fā)展。LMIS 的典型有效源尺寸為 5 ~ 500 nm，亮度為 106 ~ 107 A/ 。 離子束吸取電極吸取電極將離子源產(chǎn)生的離子收集起來形成離子束。電極由抑制電極和接地電極構成，電極上加了很高的電壓，離子受到弧光反應室側壁的排斥作用和抑制電極的吸引作用，被分離出來形成離子束向吸取電極運動（如圖41）。圖42 離子注入 質(zhì)量磁分析器 EB質(zhì)量分析器 由一套靜電偏轉器和一套磁偏轉器組成，E 與 B 的方向相互垂直。圖43 EB質(zhì)量分析器 由得，代入，得： 當時，即當時，離子不被偏轉。由此可解得不被偏轉的離子的荷質(zhì)比為 對于某種荷質(zhì)比為的所需離子，可通過調(diào)節(jié)偏轉電壓或偏轉磁場，使之滿足下式，就可使這種離子不被偏轉而通過光闌: 或當荷質(zhì)比為的離子不被偏轉時，具有荷質(zhì)比為的其它離子的偏轉量為： 將前面的的表達式： 代入，得： 討論（1）為屏蔽荷質(zhì)比為的離子，光闌半徑必須滿足： （2）若D固定，則具有下列荷質(zhì)比的離子可被屏蔽： 或而滿足下列荷質(zhì)比的離子均可通過光闌： 以上各式可用于評價分析磁體的分辨本領（參考文獻[3]）。 磁質(zhì)量分析器圖44 磁質(zhì)量分析器 為向心力，使離子作圓周運動，半徑為從上式可知，滿足荷質(zhì)比 的離子可通過光闌2?；蛘邔τ诮o定的具有荷質(zhì)比
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