半導(dǎo)體制造工藝_09離子注入(上)(編輯修改稿)
2025-03-22 15:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 p投影射程 Rp: Rp ?Rp ?R? Rp ?Rp ?R? Rp ?Rp ?R? 19 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 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(yīng)和一級(jí)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(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 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(cè)量積分束流得到 ?????????????????????22exp2)(ppp RRxRQxC? ppP RQRQC???? 2 ?由 ， 可以得到： ? 21 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 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(shí)間， q為離子所帶的電荷。 例如：當(dāng) A＝ 20 20 cm2， I＝ mA時(shí)， satoms/ 29??? AqItQ而對(duì)于一般 NMOS的 VT調(diào)節(jié)的劑量為： B＋ 15 1012 cm2注入時(shí)間為 ~30分鐘 對(duì)比一下：如果采用預(yù)淀積擴(kuò)散（ 1000 ?C），表面濃度為固溶度 1020 cm3時(shí)， D～ 1014 cm2/s 每秒劑量達(dá) 1013/cm2 I＝ mA～ mA DtCQ s?2?22 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第七章 離子注入原 理 (上 ) 常用注入離子在不同注入能量下的特性 平均投影射程 Rp 標(biāo)準(zhǔn)偏差 ?Rp 23 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第七章 離子注入原 理 (上 ) 已知注入離子的能量和劑量， 估算注入離子在靶中的 濃度和結(jié)深 問(wèn)題： 140 keV的 B+離子注入到直徑為 150 mm的硅靶中。 注入 劑量 Q=5 10 14/cm2（襯底濃度 2 1016 /cm3） 1) 試估算注入離子的投影射程，投影射程標(biāo)準(zhǔn)偏差、 峰 值濃度、結(jié)深 2) 如注入時(shí)間為 1分鐘，估算所需束流。 24 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第七章 離子注入原 理 (上 ) 【解】 1) 從查圖或查表 得 Rp=4289 197。= mm ?Rp?855 197。? mm 峰值濃度 Cp=?Rp= 5 1014/( 104)= 1019 cm3 襯底濃度 CB＝ 2 1016 cm3 ?xj= mm 2) 注入的總離子數(shù) Q＝摻雜劑量硅片面積 ＝ 5 1014 [?(15/2)2]= 1016 離子數(shù) I＝ qQ/t ＝ [( 10－ 19C)( 1016)]/60 sec= mA ? ?????????????????????? 221expppjpBj RRxCCxC25 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第七章 離子注入原 理 (上 ) 注入離子的真實(shí)分布 ?真實(shí)分布非常復(fù)雜，不服從嚴(yán)格的高斯分布 ?當(dāng)輕離子硼（ B）注入到硅中，會(huì)有較多的硼離子受到大角度的散射（背散射），會(huì)引起在峰值位置與表面一側(cè)有較多的離子堆積；重離子散射得更深。 26 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第七章 離子注入原 理 (上 ) 橫向效應(yīng) 橫向效應(yīng)指的是注入離子在 垂直于入射方向平面 內(nèi)的分布情況
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