離子注入ppt課件(2)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-06-04 08:07:44 本頁(yè)面
【正文】 1 5 32 l n1903 556 2 l n 10 104450j P P M A X Bx R R N NA A c m c mA?????? ? ?? 離子注入效應(yīng) 1. 溝道效應(yīng) 2. 注入損傷 3. 離子注入退火 ? 溝道效應(yīng) 當(dāng)注入離子未與硅原子碰撞減速，而是穿透了晶格間隙時(shí)（見(jiàn)下圖）就發(fā)生了溝道效應(yīng)。 沿 110晶向的硅晶格視圖 ? 控制溝道效應(yīng)的方法 1. 傾斜硅片 ：保證很短距離發(fā)生碰撞 常用方法，一般 MOS工藝傾斜 7o 陰影效應(yīng)、橫向摻雜、超淺結(jié)注入不起作用 2. 緩沖氧化層 ：離子通過(guò)氧化層后，方向隨機(jī)。 可同時(shí)減小離子注入損傷 產(chǎn)生不需要的氧注入 有效性與厚度、注入能量、方向、雜質(zhì)種類(lèi)相關(guān) ? 控制溝道效應(yīng)的方法 3. 硅預(yù)非晶化 ：高能 Si注入提前破壞晶格結(jié)構(gòu) 低能量（ 1KEV）淺注入應(yīng)用非常有效 4. 使用質(zhì)量較大的原子 ：形成非晶層 ? 注入損傷 高能雜質(zhì)離子轟擊硅原子將產(chǎn)生晶格損傷 （ a）輕離子損傷情況 （ b）重離子損傷情況 ? 離子注入退火 ? 工藝目的： 消除晶格損傷，并且使注入的雜質(zhì)轉(zhuǎn)入替位位置從而實(shí)現(xiàn)電激活。 1. 高溫爐退火 通常的退火溫度：＞ 950℃ ，時(shí)間： 30分鐘左右 缺點(diǎn)： 高溫會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)的再分布。 2 . 快速熱退火 采用 RTP，在較短的時(shí)間（ 10－ 3～ 10－ 2 秒）內(nèi)完成退火。 優(yōu)點(diǎn)： 雜質(zhì)濃度分布基本不發(fā)生變化 離子注入的應(yīng)用 ? 在先進(jìn)的 CMOS 工藝中，離子注入的應(yīng)用： 1. 深埋層注入 2. 倒摻雜阱注入 3. 穿通阻擋層注入 4. 閾值電壓調(diào)整注入 5. 輕摻雜漏區(qū)（ LDD）注入 6. 源漏注入 7. 多晶硅柵摻雜注入 8. 溝槽電容器注入 9. 超淺結(jié)注入 10. 絕緣體上的硅（ SOI）中的氧注入 ? 閂鎖效應(yīng)（ LatchUp） ? 深埋層注入 ? 高能（大于 200KEV）離子注入，深埋層的作用：減小襯底橫向寄生電阻，控制 CMOS的閂鎖效應(yīng) ? 倒摻雜阱注入 ? 高能量離子注入使阱中較深處雜質(zhì)濃度較大，倒摻雜阱改進(jìn) CMOS器件的抗閂鎖和穿通能力。 ? 穿通阻擋層注入 ? 作用： 防止亞微米及以下的短溝道器件源漏穿通，保證源漏耐壓。 ? 閾值電壓調(diào)整注入 ? NMOS閾值電壓公式： QBm＝ qNBX dm， QBm為表面耗盡層單位面積上的電荷密度 ? 輕摻雜漏（ LDD： Lightly Doped Drain ）注入 ? 作用： 減小最大電場(chǎng)，增強(qiáng)抗擊穿和熱載流子能力。 ? 源漏注入 ? 多晶硅柵摻雜注入 ? 溝槽電容器注入 LPCVD多晶硅具有非常好的臺(tái)階覆蓋共形性 ? 超淺結(jié)注入：大束流低能注入 ? 作用： 抑制短溝道效應(yīng) ? 絕緣體上的硅（ SOI）中的氫、氧注入 SOI： IBM（ 2022）、 AMD（ 130nm以下） SOI結(jié)構(gòu) SEM照片 Smart Cut Si Si H Oxidation Hydrogen Implantation Substrate Flip and Bonding SiO2 SiO2 SiO2 Si Substrate Cut and CMP SiO2 Si SIMOX ? 鍺注入形成鍺硅源漏區(qū) Si O Oxygen Implantation Si High Temperature Annealing SiO2 離子注入設(shè)備 ? 離子注入機(jī)主要由以下 5個(gè)部分組成 1. 離子源 2. 引出電極（吸極）和離子分析器 3. 加速管 4. 掃描系統(tǒng)
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