[理學(xué)]20xx第八章離子注入-閱讀頁
2025-04-06 06:44本頁面
【正文】 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。 解決辦法： 二次電子中和。 危害： 不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，注入到硅片中央。 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。 保證劑量的統(tǒng)一性和重復(fù)性。 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。 應(yīng)用： 中低電流的注入。 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。 缺點： 顆粒沾污 。 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。 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。 控制硅片充電的二次電子噴淋 + + + + + + + + + + + + + + 負偏置孔徑 電子槍 二次電子靶 二次電子 正離負電子復(fù)合 Wafer 控制硅片充電的等離子電子噴淋 負偏置 孔徑 Ion beam 中性化 原子 硅片掃描方向 電流 (劑量 ) 監(jiān)測計 等離子電 子噴淋腔 氬氣入口 電子 發(fā)射 腔壁 + + + + + + + + S N S N + + + 167。 橫向效應(yīng) 橫向系數(shù) BSb，約 ，比熱擴散?。?～ ） 溝道效應(yīng) ? 入射離子的阻擋作用與晶體取向有關(guān)。 碰撞后產(chǎn)生的溝道效應(yīng) 常用角度是偏離垂直方向 70。 解決方案： 陰影效應(yīng) 退火后分布 167。 Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si X射線 電子碰撞 原子碰撞 被移動的硅原子 攜能雜 質(zhì)離子 硅晶格 移位原子數(shù)的估算 當(dāng)注入離子的起始能量為 E0時，在碰撞過程中可以使靶內(nèi)原子位移的數(shù)目粗略估計為： Ed為位移一個靶原子所需的能量，對于硅來說， Ed一般取 14ev～ 15ev。 損傷區(qū)的分布 輕離子與靶原子碰撞時，傳遞給靶原子的能量較小， 散射角較大，位移原子數(shù)量少 ；輕離子的能量很大部分通過與電子碰撞而損失掉。 重離子形成的損傷區(qū) 重離子與靶原子碰撞時，傳遞給靶原子的能量較大，散射角較小，位移原子數(shù)量大 ；注入離子的射程較短，其能量大部分與靶原子核碰撞傳給晶格，所以在相當(dāng)小的體積內(nèi)有 很大的損傷 。 ? 作用： ? ； ? 。 根據(jù)損傷的不同，以及各種器件對電學(xué)參數(shù)恢復(fù)的程度地要求不同，退火條件和方式也不同。 硼的退火特性 劑量越大，所需退火溫度越高。 高溫爐退火 特點： 簡單、價廉 ； 清除缺陷不完全，注入雜質(zhì)激活不高，退火溫度 高、時間長，導(dǎo)致雜質(zhì)再分布。 生降溫速率： 典型幾十 0C/sec， 雙面加熱可達到 2500C/sec 設(shè)備： 通常在通入 Ar或 N2的快速處理機（ RTP）中進行。 挑戰(zhàn)： 溫度均勻性。 快速熱退火（ RTA） 快速熱退火和高溫爐退火造成的橫向擴散 快速熱退火 高溫爐退火 以先進的 MOS制造為例 ? 深埋層 ? 倒摻雜阱 ? 穿通阻擋層 ? 閾值電壓調(diào)整 ? 輕摻雜漏區(qū) (LDD) ? 源漏注入 ? 多晶硅柵 ? 溝槽電容器 ? 超淺結(jié) ? 絕緣體上硅 (SOI) 167。 柵氧化層厚度 54 nm 砷注入層 多晶硅柵 絕緣體上硅 (SOI) CMOS 晶體管 nwell pwell Epi layer Silicon substrate 具有埋氧化層的 CMOS晶體管 nwell pwell 注入二氧化硅 Silicon substrate Silicon substrate
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