集成电路工艺基础——离子注入学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:53 大小:3.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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集成电路(jíchéng-diànlù)工艺基础——离子注入离子注入离子注入应用(yìngyòng)使带电粒子偏转(piānzhuǎn),分出中性粒子流离子(lízǐ)源是产生离子(lízǐ)的部件。将被注入物质的气体注入离子(lízǐ)源,在其中被电离形成正离子(lízǐ),经吸极吸出,由初聚焦系统,聚成离子(lízǐ)束,射向磁分析器。吸极是一种直接引出离子(lízǐ)束的方法,即用一负电压(几伏到几十千伏)把正离子(lízǐ)吸出来。产生离子(lízǐ)的方法有很多,目前常用的利用气体放电产生等离子(lízǐ)体。从离子源吸出的离子束中,包括多种离子。如对BCl3气体源,一般包括H+、B+、Cl+、O+、C+等。在磁分析器中,利用不同荷质比的离子在磁场中的运动(yùndòng)轨迹不同,可以将离子分离,并选出所需要的一种杂质离子。被选离子通过可变狭缝,进入加速管。离子源通过加热分解气体源如BF3或AsH3成为带正电离子(B+或As+)。加上约40KeV左右的负电压,引导这些带正电离子移出离子源腔体并进入磁分析器。选择磁分析器的磁场,使只有质量/电荷比符合要求的离子得以(déyǐ)穿过而不被过滤掉。被选出来的离子接着进入加速管,在管内它们被电场加速到高能状态。被掺杂的材料称为靶。由加速管出来的离子先由静电聚焦透镜进行聚焦,再进行x、y两个方向的扫描,然后通过偏转系统(xìtǒng)注入到靶上。扫描目的:把离子均匀注入到靶上。偏转目的:使束流传输过程中产生的中性离子不能到达靶上。注入机内的压力维持低于10-4Pa以下,以使气体分子散射降至最低。离子注入的优缺点离子注入的优缺点4.1核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)低能量时,核阻止本领随能量的增加而线性增加,Sn(E)会在某一中等能量时达到最大值。高能量时,由于高速粒子没有足够的时间和靶原子进行有效的能量交换(jiāohuàn),所以Sn(E)变小。电子(diànzǐ)阻止本领核碰撞(pènɡzhuànɡ)和电子碰撞(pènɡzhuànɡ)4.2注入(zhùrù)离子在无定形靶中的分布注入离子(lízǐ)在无定形靶中的分布注入离子(lízǐ)在无定形靶中的分布高斯分布只在峰值(fēnɡzhí)附近与实际分布符合较好。轻离子/重离子入射对高斯分布的影响实践中,用高斯分布快速估算注入离子在靶材料中的分布。随能量增加,投影射程增加能量一定(yīdìng)时,轻离子比重离子的射程深。以上讨论(tǎolùn)的是无定形靶的情形。无定形材料中原子排列无序,靶对入射离子的阻止作用是各向同性的一定能量的离子沿不同方向射入靶中将会得到相同的平均射程。实际的硅片——单晶在单晶靶中,原子是按一定规律周期地重复排列,而且晶格具有一定的对称性。靶对入射离子的阻止作用将不是各向同性的,而与晶体取向有关。**离子注入的沟道效应**离子注入的沟道效应射程分布与注入(zhùrù)方向的关系怎么(zěnme)解决???怎么(zěnme)解决???浅结的形成(xíngchéng)注入(zhùrù)后发生了什么………注入(zhùrù)损伤轻离子注入重离子注入(zhùrù)非晶层的形成(xíngchéng)注入(zhùrù)后需要做什么……注入后需要(xūyào)做什么……注入(zhùrù)后需要做什么……硼的退火(tuìhuǒ)特性电激活(jīhuó)比例虚线表示的是注入损伤区还没有变成非晶区的退火特性(剂量从3×1012/cm2增加到3×1014/cm2)电激活比例随温度上升(shàngshēng)而增加。剂量升高时,退火温度相应升高,才能消除更为复杂的无规则损伤。实线表示的是非晶区的退火特性(剂量大于1015/cm2),退火温度降低为600℃左右非晶层的退火机理是与固相外延再生长过程相联系在再生长过程中,Ⅴ族原子实际上与硅原子难以区分,它们在再结晶的过程当中,作为替位原子被结合在晶格位置上。所以在相对很低的温度下,杂质可被完全激活。电激活(jīhuó)比例热退火过程中的扩散(kuòsàn)效应热退火过程中的扩散(kuòsàn)效应热退火过程(guòchéng)中的扩散效应快速(kuàisù)热退火(RTA)快速(kuàisù)热退火(RTA)快速(kuàisù)热退火(RTA)作业(zuòyè):2.离子注入掺杂纯度高,是因为().A.杂质源的纯度高B.注入离子是通过(tōngg