[理學(xué)]20xx第八章離子注入(參考版)
2025-03-25 06:44本頁面
【正文】 離子注入技術(shù)在 IC制造中的應(yīng)用 注入埋層 nwell pwell p Epi layer p+ Silicon substrate p+ Buried layer 倒摻雜阱 高能離子注入（大于 200KeV） 閂鎖效應(yīng) T1 T2 RS n型 襯底 VSS VDD S D D S G G p+ p+ P阱 n+ n+ n+ p+ pMOSFET nMOSFET RW 倒摻雜阱 nwell pwell p+ 埋層 p+ Silicon substrate N－雜質(zhì) ptype dopant p++ n++ 高能離子注入 防止穿通 nwell pwell p+ Buried layer p+ Silicon substrate ntype dopant ptype dopant p+ p++ n+ n++ 閾值電壓調(diào)整的注入 nwell pwell p+ Buried layer p+ Silicon substrate ntype dopant ptype dopant p+ p++ p n+ n++ n 輕摻雜漏區(qū) (LDD) + + + + + + + + nwell pwell p+ Buried layer p+ Silicon substrate pchannel transistor p– LDD implant nchannel transistor n– LDD implant Drain Source Drain Source 多晶硅柵 p– 和 n– 輕摻雜源漏注入 (分兩步進(jìn)行 ) 源漏區(qū)形成 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + nwell pwell p+ Buried layer p+ Silicon substrate p+ S/D implant n+ S/D implant 側(cè)墻氧化硅 Drain Source Drain Source p+ 和 n+ 源漏注入 (分兩步進(jìn)行 ) 溝槽電容器的垂直側(cè)墻上雜質(zhì)注入 n+ p+ 傾斜注入 形成電容器的溝槽 超 淺 結(jié) 180 nm 20 197。 一次只處理一個(gè)硅片 。 （ RTA） 快速處理機(jī) 優(yōu)點(diǎn)： 快速的升溫和短暫的持續(xù)時(shí)間能夠在 晶格修復(fù)、激活雜質(zhì)、最小化雜質(zhì)擴(kuò)散 三者之間取得最優(yōu)化。 雜質(zhì)的橫向擴(kuò)散！ 快速熱退火： 瞬時(shí)內(nèi)使晶片達(dá)到極高的溫度（一般為 1000 ℃ ），并在較短的時(shí)間內(nèi)對硅片進(jìn)行熱處理。 磷的退火特性 雜質(zhì)濃度達(dá) 1015以上時(shí)出現(xiàn)無定形硅退火溫度達(dá)到 600℃ ～800℃ 常規(guī)臥式爐 200C/min，每次處理 100200片 七個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)：擴(kuò)散區(qū)、光刻區(qū)、刻蝕區(qū)、離子注入?yún)^(qū)、薄膜淀積區(qū)、金屬化、拋光區(qū)。 退火溫度一般在 450~950℃ 之間。 退火 退火方式 （ RTA） 高溫爐退火 傳統(tǒng)的退火方式，退火時(shí)間通常為 1530min， 使用通常的擴(kuò)散爐，在真空或氮?dú)宓葰怏w的保護(hù)下將硅片加熱到800~1000℃ ， 對襯底作退火處理。 退火 ? 退火： 將注入離子的硅片在一定溫度和真空或氮 、 氬等高純氣體的保護(hù)下 ， 經(jīng)過適當(dāng)時(shí)間的熱處理 。所以形成的 晶格損傷較小 。 注入能量為 10～ 100kev時(shí) ,每個(gè)注入離子可以產(chǎn)生 103～ 104的間隙原子 空位對。 注入損傷和退火 注入損傷 雜質(zhì)原子將硅原子撞離晶格位置；移位的硅原子又與其它硅原子發(fā)生碰撞并產(chǎn)生額外的移位原子；在入射離子運(yùn)動(dòng)軌跡的周圍產(chǎn)生大量的空位和間隙原子對點(diǎn)缺陷，形成晶格損傷。 注入前在硅片表面生長或淀積一薄層氧化層（ 10～ 40nm） 注入之前用不活潑粒子，通常是 Si+，大劑量注入以損壞硅表面的一薄層的單晶結(jié)構(gòu)。 單晶靶中的溝道 沿 110 軸的硅晶格視圖 溝道
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