离子注入+最详细的课件
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• 离子束电流 > 10 mA ，大注入到达 25 mA. • 离子束能量小于 <120 keV. • 大多数情况下离子束固定，硅片扫描. • 超浅结源/漏注入，超低能束流 (<4keV down to 200 eV).
另外，若固定 r 和 Va ，通过连续改变 B ，可使具有不同 荷质比的离子依次通过光阑 2，测量这些不同荷质比的离子束 流的强度，可得到入射离子束的质谱分布。
两种质量分析器的比较
在 EB质量分析器中，所需离子不改变方向，但在输出
的离子束中容易含有中性粒子。磁质量分析器则相反，所需离 子要改变方向，但其优点是中性粒子束不能通过。
Y-axis deflection
High frequency Xaxis deflection
Wafer
X-axis deflection
Twist Tilt
扫描系统
全电扫描和混合扫描系统示意
全电 扫描
混合 扫描
六、工作室（靶室） 放置样品的地方，其位置可调。
七、离子束电流的测量
Sampling slit in disk
共晶合金 LMIS
通常用来对各种半导体进行离子注入掺杂的元素因为熔点 高或蒸汽压高而无法制成单体 LMIS 。
根据冶金学原理，由两种或多种金属组成的合金，其熔点 会大大低于组成这种合金的单体金属的熔点，从而可大大降低 合金中金属处于液态时的蒸汽压。
例如，金和硅的熔点分别为 1063 oC 和 1404 oC，它们在此 温度时的蒸汽压分别为 10-3 Torr 和 10-1 Torr。当以适当组分组 成合金时，其熔点降为 370 oC ，在此温度下，金和硅的蒸汽压 分别仅为 10-19 Torr 和 10-22 Torr。这就满足了 LMIS 的要求。
A/cm2.sr。
聚焦方式则需要高亮度小束斑离子源，当液态金属离子源 （LMIS）出现后才得以顺利发展。LMIS 的典型有效源尺寸为
5 ~ 500 nm，亮度为 106 ~ 107 A/cm2.sr 。
1、等离子体型源 这里的 等离子体 是指部分电离的气体。虽然等离子体中的 电离成分可能不到万分之一，其密度、压力、温度等物理量仍 与普通气体相同，正、负电荷数相等，宏观上仍为电中性，但 其电学特性却发生了很大变化，成为一种电导率很高的流体。
+100 kV
100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW
四、聚焦系统 和 中性束偏移器 用来将加速后的离子聚集成直径为数毫米的离子束，并利 用偏移电极和偏移角度分离中性原子。
Analyzing Magnet
Focussing Neutral
anode
beam trap
Neutral beam path
E3 E1 是主高压，即离子束的
加速电压；E2 是针尖与引出极 之间的电压，用以调节针尖表
引
E2
面上液态金属的形状，并将离
出 极
E1 子引出；E3 是加热器电源。
针尖的曲率半径为 ro = 1 ~ 5 m，改变 E2 可以调节针尖与 引出极之间的电场，使液态金属在针尖处形成一个圆锥，此圆 锥顶的曲率半径 仅有 10 nm 的数量级，这就是 LMIS 能产生小 束斑离子束的关键。
y
Vf
v
OB
d
E
Fe Fm
光阑
j
D
Db z
i
k
Lf
Ld
将前面的 B 的表达式
代入 Db ，得
B
Vf
1
d (2 qoVa ) 2
Db1 2V VfaL df LdL 2f
qs qo
1
G
qs qo
1
G
讨论
(1) 为屏蔽荷质比为 qs 的离子，光阑半径 D 必须满足
D G
qs qo
三、加速器 产生高压静电场，用来对离子束加速。该加速能量是决定 离子注入深度的一个重要参量。
Electrode
Ion beam
From analyzing magnet
+100 kV +80 kV +60 kV +40 kV +20 kV 0 kV
Ion beam
To process chamber
Beam scan
Mask xj
Mask
Silicon substrate
b) 高掺杂浓度与深结
聚焦方式的优点是不需掩模，图形形成灵活。缺点是 生产 效率低，设备复杂，控制复杂。聚焦方式的关键技术是
1、高亮度、小束斑、长寿命、高稳定的离子源； 2、将离子束聚焦成亚微米数量级细束并使之偏转扫描的 离子光学系统。
E < 10 KeV ，刻蚀、镀膜
E = 10 ~ 50 KeV ，曝光
E > 50 KeV ，注入掺杂
离子束加工方式 1、掩模方式（投影方式） 2、聚焦方式（扫描方式，或聚焦离子束 (FIB) 方式） 掩模方式是对整个硅片进行均匀的地毯式注入，同时象 扩散工艺一样使用掩蔽膜来对选择性区域进行掺杂。扩散工 艺的掩蔽膜只能是 SiO2 膜 ，而离子注入的掩蔽膜可以是 SiO2 膜 ，也可以是光刻胶等其他薄膜。 掩模方式用于掺杂与刻蚀时的优点是生产效率高，设备 相对简单，控制容易，所以应用比较早，工艺比较成熟。缺 点是 需要制作掩蔽膜。
对所引出的离子再进行 质量分析，就可获得所需的离子。
LMIS 的主要技术参数 (1) 亮度 亮度的物理意义为 单位源面积发射的进入单位立体角内的 离子束电流 。LMIS 的主要优点之一就是亮度高 ，其典型值为 β= 106 ~ 107 A/cm2.sr 。
(2) 能散度
能散度是 离子束能量分布的半高宽度 。LMIS 的主要缺点 是能散度大，这将引起离子光学系统的色散，使分辨率下降。
离子注入
Ion implanter
Dopant ions Beam scan
Low energy Low dose Fast scan speed
Mask xj
Mask
Silicon substrate
a) 低掺杂浓度与浅结
Ion implanter
High energy High dose Slow scan speed
当 E2 增大到使电场超过液态 金属的场蒸发值（ Ga 的场蒸发值
E3
为 15.2V/nm）时，液态金属在圆
锥顶处产生场蒸发与场电离，发射
金属离子与电子。其中电子被引出
极排斥，而金属离子则被引出极拉
引 出
E2
出，形成离子束。
极
E1
若改变 E2 的极性 ，则可排斥
离子而拉出电子，使这种源改变成
电子束源。
第 5 章 离子注入
离子注入是另一种对半导体进行掺杂的方法。将杂 质电离成离子并聚焦成离子束，在电场中加速而获得极 高的动能后，注入到硅中（称为 “靶” ）而实现掺杂。
离子束的性质 离子束是一种带电原子或带电分子的束状流，能被电场或 磁场偏转，能在电场中被加速而获得很高的动能。 离子束的用途 掺杂、曝光、刻蚀、镀膜、退火、净化、改性、打孔、切 割等。不同的用途需要不同的离子能量 E ，
1
(2) 若 D 固定，则具有下列荷质比的离子可被屏蔽，
qsqo1G D2 或qsqo1G D2
而满足下列荷质比的离子均可通过光阑，
qo1G D2qs qo1G D2 以上各式可用于评价 EB质量分析器的分辨本领。
2、磁质量分析器
光阑1
v
B
Fm r
光阑2
1
Fm
qvBqB
2qVa m
2
为向心力，使离子作圆周运动，其
中性束偏移器：利用偏移电极和偏移角度分离中性原子。 聚焦系统：将离子聚集成直径为数毫米的离子束。 偏转扫描系统：使离子束沿 x、y 方向扫描。 工作室（靶室）：放置样品的地方，其位置可调。
Ion source
Plasma Extraction assembly Analyzing magnet Ion beam
j ),
Fm qv B qvB( j )
1
由 qV a1 2m v2得 v 2q m V a 2,代 入 F m,得 ： 1
Fm
qB
2qVa m
2
(
j)
1
当 F eF m时 ， 即 当 qV df qB 2q m V a 2时 ，
离子不被偏转。由此可解得不被偏转的离子的 荷质比 qo 为
Grounded collector plate
Source
Accelerator
Ion beam
Y-axis deflection
X-axis deflection Wafer
五、偏转扫描系统 用来使离子束沿 x、y 方向在一定面积内进行扫描。
Low frequency Yaxis deflection
qo
q m
Vf2 2d2B2Va
对于荷质比为 qo 的所需离子，可通过调节偏转电压 Vf 或 偏转磁场 B，使之满足下式，就可使这种离子不被偏转而通过
光阑。
1
Vf d B (2 q oV a ) 2 ,
或 B
Vf
1
d (2 q oV a ) 2
通常是调节 Vf 而不是调节 B。
下面计算当荷质比为 qo 的离子不被偏转时，具有荷质比为 qs = q/ms 的其它离子被偏转的程度。该种离子在 y 方向受到的 加速度为
1
a yF m m sF em q sB 2 m q V sa 2 m q sV d f q sB 2 q sV a1 2 q sV d f
该种离子在受力区域（0 ~ Lf ）内的运动方程为 1
z
vzt
2qVa ms
2
t
2qsVa
1
2
t
y
1 2
ayt 2
从上式消去时间 t ，并将 ay 代入，得
LMIS 的类型、结构和发射机理
V形
针形 螺旋形
类 型
同轴形
毛细管形
液态金属 钨针
对液态金属的要求 (1) 与容器及钨针不发生任何反应； (2) 能与钨针充分均匀地浸润； (3) 具有低熔点低蒸汽压，以便在真空中及不太高的温度 下既保持液态又不蒸发。 能满足以上条件的金属只有 Ga、In、Au、Sn 等少数几种， 其中 Ga 是最常用的一种。
5.1 离子注入系统
离子源：用于离化杂质的容器。常用的杂质源气体有 BF3、 AsH3 和 PH3 等。
质量分析器：不同的离子具有不同的质量与电荷，因而在 质量分析器磁场中偏转的角度不同，由此可分离出所需的杂质 离子，且离子束很纯。
加速器：为高压静电场，用来对离子束加速。该加速能量 是决定离子注入深度的一个重要参量。
Ion beam
Scanning disk with wafers
Suppressor aperture
Faraday cup
Current integrator
Scanning direction
离子注入机的种类
注入系统分类
描述和应用
中、低电流 大电流 高能 氧注入机
• 高纯离子束，电流 <10 mA. • 束流能量 < 180 keV. • 多数情况下硅片固定，扫描离子束. • 穿通注入专用.
y 1 2 q s B 2 q s V a1 2 q sV d f 2 q z s 2 V a 1 4 V z a 2 B 2 q s V a1 2 V d f
由此可得偏转量 Db 为 Dby(Lf)y(Lf)Ld
B2qsVa12V df 14V La2f 12LV dL af
产生等离子体的方法有热电离、光电离和电场加速电离。 大规模集成技术中使用的等离子体型离子源，主要是由电场加 速方式产生的，如直流放电式、射频放电式等。
离子源
灯丝
放电腔
磁铁 Gas
吸极
2、液态金属离子源（LMIS） LMIS 是近几年发展起来的一种 高亮度小束斑 的离子源， 其离子束经离子光学系统聚焦后，可形成 纳米量级 的小束斑离 子束，从而使得聚焦离子束技术得以实现。此技术可应用于离 子注入、离子束曝光、离子束刻蚀等。
Acceleratio n column
Process chamber
Scanning disk
一、离子源 作用：产生所需种类的离子并将其引出形成离子束。 分类：等离子体型离子源、液态金属离子源（LMIS）。
掩模方式需要大面积平行离子束源，故一般采用等离子体
型离子源，其典型的有效源尺寸为 100 m ，亮度为 10 ~ 100
1
1
半径为
r
m qBv2qmBV2a
2
q2oVBa2
2
从上式可知，满足荷质比
qo
2V a r2B2
的离子可通过光阑 2。
或者对于给定的具有荷质比为 qo 的离子，可通过调节磁场 B 使
之满足下式，从而使该种离子通过光阑 2，
1
B
2V a qor 2
2
其余的离子则不能通过光阑 2，由此达到分选离子的目的。
注入离子将能量转移给晶格原子注入离子将能量转移给晶格原子产生自由原子间隙原子空位产生自由原子间隙原子空位缺陷对缺陷对自由原子与其它晶格原子碰撞自由原子与其它晶格原子碰撞使更多的晶格原子成为自由原子使更多的晶格原子成为自由原子直到所有自由原子均停止下来损伤才停止直到所有自由原子均停止下来损伤才停止一个高能离子可以引起数千个晶格原子位移一个高能离子可以引起数千个晶格原子位移轻离子重离子离子与晶格原子碰撞使其脱离晶格格点离子与晶格原子碰撞使其脱离晶格格点衬底注入区变为无定型结构衬底注入区变为无定型结构注入前注入后7575杂质原子必须杂质原子必须处于单晶结构中处于单晶结构中并并与四个与四个sisi原子形成共价键原子形成共价键才能被激活才能被激活donordonorntypetype或或acceptoracceptorptypetype高温热能帮助无定型原子恢复单晶结构高温热能帮助无定型原子恢复单晶结构晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子退火前退火后rtarta高温下高温下退火退火超越超越扩散扩散rtartprtartp广泛用于注入后退火广泛用于注入后退火rtarta很快很快小于小于11分钟分钟更好的片间更好的片间wtwwtw均匀性均匀性最小最小化杂质扩散化杂质扩散rtartartp退火炉退火高温炉的温度为什么不能象高温炉的温度为什么不能象rtarta系统那样快系统那样快速升温和降温
(3) 离子束斑尺寸
通常为 5 ~ 500 nm。
二、质量分析系统
1、 EB质量分析器
由一套静电偏转器和一套磁偏转器组成 ，E 与 B 的方向 相互垂直。
y
Vf
v
OB
d
E
Fe Fm
光阑
j
D
Db z
i
k
Lf
Ld
y
Vf
v
OB
d
E
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光阑
j
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Db z
i
k
Lf
Ld
Fe
qE
q Vf d
(
另外，若固定 r 和 Va ，通过连续改变 B ，可使具有不同 荷质比的离子依次通过光阑 2，测量这些不同荷质比的离子束 流的强度，可得到入射离子束的质谱分布。
两种质量分析器的比较
在 EB质量分析器中，所需离子不改变方向，但在输出
的离子束中容易含有中性粒子。磁质量分析器则相反，所需离 子要改变方向，但其优点是中性粒子束不能通过。
Y-axis deflection
High frequency Xaxis deflection
Wafer
X-axis deflection
Twist Tilt
扫描系统
全电扫描和混合扫描系统示意
全电 扫描
混合 扫描
六、工作室（靶室） 放置样品的地方，其位置可调。
七、离子束电流的测量
Sampling slit in disk
共晶合金 LMIS
通常用来对各种半导体进行离子注入掺杂的元素因为熔点 高或蒸汽压高而无法制成单体 LMIS 。
根据冶金学原理，由两种或多种金属组成的合金，其熔点 会大大低于组成这种合金的单体金属的熔点，从而可大大降低 合金中金属处于液态时的蒸汽压。
例如，金和硅的熔点分别为 1063 oC 和 1404 oC，它们在此 温度时的蒸汽压分别为 10-3 Torr 和 10-1 Torr。当以适当组分组 成合金时，其熔点降为 370 oC ，在此温度下，金和硅的蒸汽压 分别仅为 10-19 Torr 和 10-22 Torr。这就满足了 LMIS 的要求。
A/cm2.sr。
聚焦方式则需要高亮度小束斑离子源，当液态金属离子源 （LMIS）出现后才得以顺利发展。LMIS 的典型有效源尺寸为
5 ~ 500 nm，亮度为 106 ~ 107 A/cm2.sr 。
1、等离子体型源 这里的 等离子体 是指部分电离的气体。虽然等离子体中的 电离成分可能不到万分之一，其密度、压力、温度等物理量仍 与普通气体相同，正、负电荷数相等，宏观上仍为电中性，但 其电学特性却发生了很大变化，成为一种电导率很高的流体。
+100 kV
100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW
四、聚焦系统 和 中性束偏移器 用来将加速后的离子聚集成直径为数毫米的离子束，并利 用偏移电极和偏移角度分离中性原子。
Analyzing Magnet
Focussing Neutral
anode
beam trap
Neutral beam path
E3 E1 是主高压，即离子束的
加速电压；E2 是针尖与引出极 之间的电压，用以调节针尖表
引
E2
面上液态金属的形状，并将离
出 极
E1 子引出；E3 是加热器电源。
针尖的曲率半径为 ro = 1 ~ 5 m，改变 E2 可以调节针尖与 引出极之间的电场，使液态金属在针尖处形成一个圆锥，此圆 锥顶的曲率半径 仅有 10 nm 的数量级，这就是 LMIS 能产生小 束斑离子束的关键。
y
Vf
v
OB
d
E
Fe Fm
光阑
j
D
Db z
i
k
Lf
Ld
将前面的 B 的表达式
代入 Db ，得
B
Vf
1
d (2 qoVa ) 2
Db1 2V VfaL df LdL 2f
qs qo
1
G
qs qo
1
G
讨论
(1) 为屏蔽荷质比为 qs 的离子，光阑半径 D 必须满足
D G
qs qo
三、加速器 产生高压静电场，用来对离子束加速。该加速能量是决定 离子注入深度的一个重要参量。
Electrode
Ion beam
From analyzing magnet
+100 kV +80 kV +60 kV +40 kV +20 kV 0 kV
Ion beam
To process chamber
Beam scan
Mask xj
Mask
Silicon substrate
b) 高掺杂浓度与深结
聚焦方式的优点是不需掩模，图形形成灵活。缺点是 生产 效率低，设备复杂，控制复杂。聚焦方式的关键技术是
1、高亮度、小束斑、长寿命、高稳定的离子源； 2、将离子束聚焦成亚微米数量级细束并使之偏转扫描的 离子光学系统。
E < 10 KeV ，刻蚀、镀膜
E = 10 ~ 50 KeV ，曝光
E > 50 KeV ，注入掺杂
离子束加工方式 1、掩模方式（投影方式） 2、聚焦方式（扫描方式，或聚焦离子束 (FIB) 方式） 掩模方式是对整个硅片进行均匀的地毯式注入，同时象 扩散工艺一样使用掩蔽膜来对选择性区域进行掺杂。扩散工 艺的掩蔽膜只能是 SiO2 膜 ，而离子注入的掩蔽膜可以是 SiO2 膜 ，也可以是光刻胶等其他薄膜。 掩模方式用于掺杂与刻蚀时的优点是生产效率高，设备 相对简单，控制容易，所以应用比较早，工艺比较成熟。缺 点是 需要制作掩蔽膜。
对所引出的离子再进行 质量分析，就可获得所需的离子。
LMIS 的主要技术参数 (1) 亮度 亮度的物理意义为 单位源面积发射的进入单位立体角内的 离子束电流 。LMIS 的主要优点之一就是亮度高 ，其典型值为 β= 106 ~ 107 A/cm2.sr 。
(2) 能散度
能散度是 离子束能量分布的半高宽度 。LMIS 的主要缺点 是能散度大，这将引起离子光学系统的色散，使分辨率下降。
离子注入
Ion implanter
Dopant ions Beam scan
Low energy Low dose Fast scan speed
Mask xj
Mask
Silicon substrate
a) 低掺杂浓度与浅结
Ion implanter
High energy High dose Slow scan speed
当 E2 增大到使电场超过液态 金属的场蒸发值（ Ga 的场蒸发值
E3
为 15.2V/nm）时，液态金属在圆
锥顶处产生场蒸发与场电离，发射
金属离子与电子。其中电子被引出
极排斥，而金属离子则被引出极拉
引 出
E2
出，形成离子束。
极
E1
若改变 E2 的极性 ，则可排斥
离子而拉出电子，使这种源改变成
电子束源。
第 5 章 离子注入
离子注入是另一种对半导体进行掺杂的方法。将杂 质电离成离子并聚焦成离子束，在电场中加速而获得极 高的动能后，注入到硅中（称为 “靶” ）而实现掺杂。
离子束的性质 离子束是一种带电原子或带电分子的束状流，能被电场或 磁场偏转，能在电场中被加速而获得很高的动能。 离子束的用途 掺杂、曝光、刻蚀、镀膜、退火、净化、改性、打孔、切 割等。不同的用途需要不同的离子能量 E ，
1
(2) 若 D 固定，则具有下列荷质比的离子可被屏蔽，
qsqo1G D2 或qsqo1G D2
而满足下列荷质比的离子均可通过光阑，
qo1G D2qs qo1G D2 以上各式可用于评价 EB质量分析器的分辨本领。
2、磁质量分析器
光阑1
v
B
Fm r
光阑2
1
Fm
qvBqB
2qVa m
2
为向心力，使离子作圆周运动，其
中性束偏移器：利用偏移电极和偏移角度分离中性原子。 聚焦系统：将离子聚集成直径为数毫米的离子束。 偏转扫描系统：使离子束沿 x、y 方向扫描。 工作室（靶室）：放置样品的地方，其位置可调。
Ion source
Plasma Extraction assembly Analyzing magnet Ion beam
j ),
Fm qv B qvB( j )
1
由 qV a1 2m v2得 v 2q m V a 2,代 入 F m,得 ： 1
Fm
qB
2qVa m
2
(
j)
1
当 F eF m时 ， 即 当 qV df qB 2q m V a 2时 ，
离子不被偏转。由此可解得不被偏转的离子的 荷质比 qo 为
Grounded collector plate
Source
Accelerator
Ion beam
Y-axis deflection
X-axis deflection Wafer
五、偏转扫描系统 用来使离子束沿 x、y 方向在一定面积内进行扫描。
Low frequency Yaxis deflection
qo
q m
Vf2 2d2B2Va
对于荷质比为 qo 的所需离子，可通过调节偏转电压 Vf 或 偏转磁场 B，使之满足下式，就可使这种离子不被偏转而通过
光阑。
1
Vf d B (2 q oV a ) 2 ,
或 B
Vf
1
d (2 q oV a ) 2
通常是调节 Vf 而不是调节 B。
下面计算当荷质比为 qo 的离子不被偏转时，具有荷质比为 qs = q/ms 的其它离子被偏转的程度。该种离子在 y 方向受到的 加速度为
1
a yF m m sF em q sB 2 m q V sa 2 m q sV d f q sB 2 q sV a1 2 q sV d f
该种离子在受力区域（0 ~ Lf ）内的运动方程为 1
z
vzt
2qVa ms
2
t
2qsVa
1
2
t
y
1 2
ayt 2
从上式消去时间 t ，并将 ay 代入，得
LMIS 的类型、结构和发射机理
V形
针形 螺旋形
类 型
同轴形
毛细管形
液态金属 钨针
对液态金属的要求 (1) 与容器及钨针不发生任何反应； (2) 能与钨针充分均匀地浸润； (3) 具有低熔点低蒸汽压，以便在真空中及不太高的温度 下既保持液态又不蒸发。 能满足以上条件的金属只有 Ga、In、Au、Sn 等少数几种， 其中 Ga 是最常用的一种。
5.1 离子注入系统
离子源：用于离化杂质的容器。常用的杂质源气体有 BF3、 AsH3 和 PH3 等。
质量分析器：不同的离子具有不同的质量与电荷，因而在 质量分析器磁场中偏转的角度不同，由此可分离出所需的杂质 离子，且离子束很纯。
加速器：为高压静电场，用来对离子束加速。该加速能量 是决定离子注入深度的一个重要参量。
Ion beam
Scanning disk with wafers
Suppressor aperture
Faraday cup
Current integrator
Scanning direction
离子注入机的种类
注入系统分类
描述和应用
中、低电流 大电流 高能 氧注入机
• 高纯离子束，电流 <10 mA. • 束流能量 < 180 keV. • 多数情况下硅片固定，扫描离子束. • 穿通注入专用.
y 1 2 q s B 2 q s V a1 2 q sV d f 2 q z s 2 V a 1 4 V z a 2 B 2 q s V a1 2 V d f
由此可得偏转量 Db 为 Dby(Lf)y(Lf)Ld
B2qsVa12V df 14V La2f 12LV dL af
产生等离子体的方法有热电离、光电离和电场加速电离。 大规模集成技术中使用的等离子体型离子源，主要是由电场加 速方式产生的，如直流放电式、射频放电式等。
离子源
灯丝
放电腔
磁铁 Gas
吸极
2、液态金属离子源（LMIS） LMIS 是近几年发展起来的一种 高亮度小束斑 的离子源， 其离子束经离子光学系统聚焦后，可形成 纳米量级 的小束斑离 子束，从而使得聚焦离子束技术得以实现。此技术可应用于离 子注入、离子束曝光、离子束刻蚀等。
Acceleratio n column
Process chamber
Scanning disk
一、离子源 作用：产生所需种类的离子并将其引出形成离子束。 分类：等离子体型离子源、液态金属离子源（LMIS）。
掩模方式需要大面积平行离子束源，故一般采用等离子体
型离子源，其典型的有效源尺寸为 100 m ，亮度为 10 ~ 100
1
1
半径为
r
m qBv2qmBV2a
2
q2oVBa2
2
从上式可知，满足荷质比
qo
2V a r2B2
的离子可通过光阑 2。
或者对于给定的具有荷质比为 qo 的离子，可通过调节磁场 B 使
之满足下式，从而使该种离子通过光阑 2，
1
B
2V a qor 2
2
其余的离子则不能通过光阑 2，由此达到分选离子的目的。
注入离子将能量转移给晶格原子注入离子将能量转移给晶格原子产生自由原子间隙原子空位产生自由原子间隙原子空位缺陷对缺陷对自由原子与其它晶格原子碰撞自由原子与其它晶格原子碰撞使更多的晶格原子成为自由原子使更多的晶格原子成为自由原子直到所有自由原子均停止下来损伤才停止直到所有自由原子均停止下来损伤才停止一个高能离子可以引起数千个晶格原子位移一个高能离子可以引起数千个晶格原子位移轻离子重离子离子与晶格原子碰撞使其脱离晶格格点离子与晶格原子碰撞使其脱离晶格格点衬底注入区变为无定型结构衬底注入区变为无定型结构注入前注入后7575杂质原子必须杂质原子必须处于单晶结构中处于单晶结构中并并与四个与四个sisi原子形成共价键原子形成共价键才能被激活才能被激活donordonorntypetype或或acceptoracceptorptypetype高温热能帮助无定型原子恢复单晶结构高温热能帮助无定型原子恢复单晶结构晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子晶格原子杂质原子退火前退火后rtarta高温下高温下退火退火超越超越扩散扩散rtartprtartp广泛用于注入后退火广泛用于注入后退火rtarta很快很快小于小于11分钟分钟更好的片间更好的片间wtwwtw均匀性均匀性最小最小化杂质扩散化杂质扩散rtartartp退火炉退火高温炉的温度为什么不能象高温炉的温度为什么不能象rtarta系统那样快系统那样快速升温和降温
(3) 离子束斑尺寸
通常为 5 ~ 500 nm。
二、质量分析系统
1、 EB质量分析器
由一套静电偏转器和一套磁偏转器组成 ，E 与 B 的方向 相互垂直。
y
Vf
v
OB
d
E
Fe Fm
光阑
j
D
Db z
i
k
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