离子注入工艺原理11

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离子注入工艺原理

离子注入工艺原理离子注入（Ion Implantation）是一种常用的半导体加工技术，通过将选择性的离子注入到半导体材料中，来改变其电学性质，实现各种功能。

离子注入工艺原理可以分为三个主要步骤：离子产生，离子加速以及离子注入。

首先，离子产生是离子注入过程的第一步。

离子源是离子加速的关键，通常使用离子源来产生所需的离子种类。

离子源有许多类型，包括离子脱附（sputtering）源、电离源（ionization）或者离子化（ionized）源等。

其中较为常见的是离子脱附源，通过将砷、硼等半导体材料投放在高能量粒子（如氩离子）中，来脱离砷或硼原子产生相应离子。

这些离子会进一步被加速，并被注入到半导体材料中。

接下来，是离子加速的过程。

离子会通过一种电场来加速，通常是一个加速器。

这个电场可以是一个电势差，通过与离子之间形成的电场将离子加速到高能量。

在离子注入中，通常使用的是加速电势差。

离子源中的离子在电场的作用下，获得足够的能量，从而达到所需的注入深度。

最后，是离子注入的过程。

一旦离子获得足够的能量，它们会进入到半导体材料中，并通过对材料进行注入来改变其电学性质。

离子注入的深度可以通过加速电压和荷质比等参数来控制，通过调整参数可以实现不同深度的注入。

离子注入技术的原理在于将特定的离子种类注入到半导体材料中，从而改变其性质。

原子尺寸的改变可以影响材料的电学、磁学和光学性质。

例如，将掺杂硼离子注入到硅材料中可以将其掺杂变成P类型半导体，而将掺杂磷离子注入到硅材料中可以将其掺杂变成N类型半导体。

这种通过离子注入调整材料性质的能力，使得离子注入成为了半导体工业中不可或缺的一部分。

离子注入工艺有许多应用，包括集成电路制造和半导体器件制造。

通过离子注入，可以改变材料的导电性、控制晶体中的通道形成、增加或改变半导体材料中的杂质等。

这对于集成电路芯片和其他电子元件的设计和制造至关重要，使其具有所需的电学性质和性能。

总之，离子注入工艺通过离子源的产生、离子加速和离子注入等步骤，将特定的离子注入到半导体材料中，从而改变其性质。

离子注入原理

离子注入原理
离子注入是指当真空中有一束离子束射向一块固体材料时，离子束把固体材料的原子或分子撞出固体材料表面，这个现象叫做溅射；而当离子束射到固体材料时，从固体材料表面弹了回来，或者穿出固体材料而去，这些现象叫做散射；另外有一种现象是，离子束射到固体材料以后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中的这一现象叫作离子注入。

离子注入技术又是近30年来在国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性
优点，已经在半导体材料掺杂，金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。

离子注入+最详细的课件

• 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。

离子注入工艺

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离子注入的杂质分布还与衬底晶向有关系。如果注入的离子沿规则排列的晶格方向进入硅中，离子可能要走很长一段路途才碰到硅原子，因此，进入深度就大，使杂质分布出现两个峰值，这种现象称为“ 沟道效应”。向<100>， <110>晶向注入时，往往会发生这种沟道效应，而<111> 再偏离一定角度，情况就好得多。
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离子在硅体内的注入深度和分布状态与射入时所加的电场强度、离子剂量、衬底
晶向等有关。通常，在离子剂量和轰击次数一致的前提下，注入的深度将随电场的强度增加而增加。实践表明，用离子注入方法在硅片内部形成杂质分布与扩散是完全不同的。扩散法得到的杂质分布近似为余误差函数和高斯函数分布，而用离子注入法形成的分布，其浓度最大值不在硅片表面，而是在深入硅体一定距离。这段距离大小与注入粒子能量、离子类型等有关。
第四章离子注入工艺
离子注入的特点是加工温度低，易做浅结，大面积注入杂质仍能保证均匀，掺杂种类广泛，并且易于自动化。由于采用了离子注入技术，大大地推动了半导体器件和集成电路工业的发展，从而使集成电路的生产进入了大规模及 ULSI时代。
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一．离子注入工艺设备结构
离子注入机原理图
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§4.1核碰撞和电子碰撞
LSS理论:注入离子在靶内的能量损失分为两个彼此独立的过程(1)核碰撞，（2）电子碰撞，总能量损失为它们的和。
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核碰撞和电子碰撞:
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（一）、核阻止本领

离子注入的作用和基本原理

离子注入的作用和基本原理嘿，朋友！你知道啥是离子注入不？这可是个相当厉害的技术呢！离子注入啊，简单来说，就像是给材料“打针”。

把带着特定能量和电荷的离子，强行“扎”进材料里面去。

这一“扎”可不简单，能让材料的性质发生神奇的变化。

比如说，在半导体制造中，离子注入就像是个神奇的魔法棒。

它能精确地控制半导体中的杂质浓度和分布，就好比是在雕琢一件极其精细的艺术品。

要是没有离子注入这一招，那些高性能的芯片可就没法诞生啦！那离子注入到底有啥作用呢？它能改变材料的电学性能，这难道不神奇吗？就好像原本普普通通的一块材料，经过离子注入这一“加工”，瞬间就拥有了超能力，能在电路中发挥大作用。

而且啊，离子注入还能增强材料的硬度和耐磨性。

想象一下，一块脆弱的材料，经过离子注入后，变得坚硬无比，就像穿上了一层坚不可摧的铠甲，是不是很厉害？不仅如此，离子注入还能用于材料的表面改性。

比如说，让金属材料的表面更加耐腐蚀，这不就像是给材料披上了一件隐形的防护衣嘛！再来说说离子注入的基本原理。

离子注入就像是一场精准的“射击比赛”。

首先，要有离子源产生出我们需要的离子，这离子就像是一个个准备出征的“小战士”。

然后，通过电场或者磁场的加速，让这些“小战士”获得足够的能量和速度。

接下来，这些带着能量的离子就像子弹一样，朝着目标材料飞奔而去。

在这个过程中，离子会和材料中的原子发生碰撞和相互作用。

这就好比是一场激烈的“战斗”，离子要突破重重阻碍，才能成功“驻扎”在材料内部。

离子注入的能量和剂量的控制可是非常关键的。

这就好比做饭时放盐，放多了太咸，放少了没味道。

能量和剂量控制不好，那可就达不到我们想要的效果啦！怎么样，离子注入是不是很有趣又很神奇？它就像是一个隐藏在科技世界里的神秘魔法，不断为我们创造出更多的可能。

所以啊，可别小看了这离子注入，说不定未来还有更多让我们惊叹的应用等着被发现呢！。

半导体制造工艺之离子注入原理课件

Z12
3
Z
2 2
3
m1 m2
摘自J.F. Gibbons, Proc. IEEE, Vol. 56 (3), March, 1968, p. 295
例如：磷离子Z1 = 15, m1 = 31 注入硅 Z2 = 14, m2 = 28, 计算可得：
Sn ~ 550 keV-mm2
电子阻止本领
局部电子阻止非局部电子阻止
减少沟道效应的措施
❖ 对大的离子，沿沟道轴向(110)偏离7－10o
❖用Si，Ge，F，Ar等离子注入使表面预非晶化，形成非晶层（Pre-amorphization）
❖增加注入剂量（晶格损失增加，非晶层形成，沟道离子减少）
❖表面用SiO2层掩膜
典型离子注入参数
离子：P，As，Sb，B，In，O 剂量：1011~1018 cm-2 能量：1– 400 keV 可重复性和均匀性: ±1% 温度：室温流量：1012-1014 cm-2s-1
1) 试估算注入离子的投影射程，投影射程标准偏差、峰值浓度、结深
2) 如注入时间为1分钟，估算所需束流。
【解】1) 从查图或查表得
Rp=4289 Å=0.43 mm Rp855 Å0.086 mm 峰值浓度
Cp=0.4Q/Rp=0.4×5×1014/(0.086×10-4)=2.34×1019 cm-3
110
111
100
倾斜旋转硅片后的无序方向
沿<100>的沟道效应
产生非晶化的剂量
浓度分布由于沟道效应的存在，在晶体中注入将偏
离LSS理论在非晶体中的高斯分布，浓度分布中出现一个相当长的“尾巴”
表面非晶层对于沟道效应的作用

离子注入介绍

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，
E<10Kev 刻蚀，镀膜 E:10~50Kev 曝光 E>50Kev 注入掺杂
概述
离子注入工艺是IC制造中占主导的掺杂技术
离子注入：将杂质离化，通过电场加速，将这些离化的杂质直接打入晶元中，达到掺杂的目的
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，因为熔点高或蒸气压高而无法制成单体LMIS。
根据冶金学原理，由两种或者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气压。
例如，金和硅的熔点分别为1063℃和1404℃，他们在此温度的蒸气压分别为1e-3Torr和1e-1Torr。当以适当的组分组成合金时，其熔点降为370℃，在此温度下，金和硅的蒸气压分别仅为1e22Torr和1e-19Torr。这就满足了LMIS的要求。
加速方式：先加速后分析前后加速，中间分析第二种方式比较常见
聚焦系统和中性束偏移器
5.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静电光栅扫描，适于中低束流机机械扫描，适于强束流机
离子束电流的测量
法拉第杯：捕获进入的电荷，测量离子电流注入剂量：
当一个离子的荷电量为m时，注入剂量为：
两种质量分析器的对比：
在E×B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，所需离子需要改变方向，但其优点是中性粒子束不能通过。
离子加速器
产生高压静电场，用来对离子加速。该加速能量是决定离子注入深度的一个重要参量，一般需要<1e-6Torr的真空环境

半导体制造工艺之离子注入原理

半导体制造工艺之离子注入原理引言离子注入是半导体制造工艺中的一种重要方法，广泛应用于半导体器件的加工和制造过程中。

离子注入工艺通过将高能离子注入到半导体晶体中，改变材料的物理和化学性质，实现半导体器件的特定功能和性能。

本文将详细介绍离子注入的原理以及其在半导体制造中的应用。

离子注入原理离子注入是利用离子束对半导体材料进行信息改变的过程，其原理基于以下几个关键步骤：1.离子源生成：离子注入过程首先需要一个稳定的离子源。

常见的离子源包括离子源装置和离子源材料。

离子源装置通过电离气体产生离子束，而离子源材料通常是一种固体材料，通过加热或溶解的方式释放离子。

2.离子加速：生成的离子束经过电场加速，增加其能量和速度。

加速电场的大小决定了离子注入的能量和深度。

3.汇聚和对准：离子束通过极板或磁场对准系统，确保离子束准确地注入到半导体材料的目标区域。

4.离子注入：离子束与半导体材料进行相互作用，离子穿过材料表面，在材料内部形成注入层。

离子注入的能量和剂量可以控制和调节，影响着半导体的特性和性能。

5.后续处理：注入完成后，需要进行一系列的后续处理步骤，如退火、清洗等，以恢复和优化器件的电学性能。

离子注入的应用离子注入在半导体制造中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1.掺杂：离子注入可在半导体材料中引入杂质原子，从而改变材料的电学性质。

通过控制离子注入的能量和剂量，可以实现器件中的PN结、N型、P型等区域。

2.改变表面特性：离子注入还可用于改变半导体材料表面的化学和物理特性。

例如，在CMOS制造中，通过离子注入改变材料表面的电导率，形成NMOS、PMOS等区域。

3.改善电子迁移率：离子注入还可用于改善半导体器件中电子的迁移率，提高器件的性能。

通过注入低能量离子，形成浅表层，可以减少晶格缺陷，提高电子的迁移率。

4.修复损伤：半导体材料在制造过程中往往会受到损伤，如晶格位错、空位等。

离子注入可用于修复这些损伤，提高材料的完整性和性能。

离子注入原理

离子注入原理离子注入是一种常用的半导体加工技术，它通过将离子注入半导体材料中，改变其电学性质和化学性质，从而实现对半导体材料的加工和改性。

离子注入技术在集成电路制造、光电子器件制造、材料改性等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍离子注入的原理及其在半导体加工中的应用。

离子注入的原理主要包括离子源、加速器、束流控制系统和靶材等部分。

首先，离子源会产生所需的离子种类，比如常见的硼、砷、磷等离子。

然后，这些离子会被加速器加速，形成高能离子束。

束流控制系统会控制离子束的方向和强度，使其准确地注入到靶材中。

最后，靶材会接受离子的注入，从而改变其物理和化学性质。

离子注入技术的应用非常广泛。

在集成电路制造中，离子注入常用于形成P型和N型掺杂区，从而实现晶体管的制造。

在光电子器件制造中，离子注入可以用于改变半导体材料的光学性质，提高器件的性能。

此外，离子注入还可以用于材料的表面改性，提高材料的硬度、耐腐蚀性等。

离子注入技术具有许多优点。

首先，它可以实现对半导体材料的局部改性，精度高，控制方便。

其次，离子注入可以实现对半导体材料的多种性质改变，包括电学性质、光学性质、力学性质等。

最后，离子注入可以在常温下进行，不需要高温处理，从而避免了材料的退火和晶格损伤。

然而，离子注入技术也存在一些局限性。

首先，离子注入会在材料中引入大量的杂质，从而影响材料的电学性能。

其次，离子注入过程中会产生能量损失，导致材料局部加热，从而影响材料的结构和性能。

最后，离子注入需要复杂的设备和控制系统，成本较高。

总的来说，离子注入技术是一种重要的半导体加工技术，具有广泛的应用前景。

随着半导体工艺的不断发展，离子注入技术也将不断得到改进和完善，为半导体材料的加工和改性提供更加可靠的技术支持。

离子注入

1.离子注入原理:离子是原子或分子经过离子化后形成的，即等离子体，它带有一定量的电荷。

可通过电场对离子进行加速，利用磁场使其运动方向改变，这样就可以控制离子以一定的能量进入w afer内部达到掺杂的目的。

离子注入到wafer中后，会与硅原子碰撞而损失能量，能量耗尽离子就会停在wafer中某位置。

离子通过与硅原子的碰撞将能量传递给硅原子，使得硅原子成为新的入射粒子，新入射离子又会与其它硅原子碰撞，形成连锁反应。

杂质在wafer中移动会产生一条晶格受损路径，损伤情况取决于杂质离子的轻重，这使硅原子离开格点位置，形成点缺陷，甚至导致衬底由晶体结构变为非晶体结构。

2.离子射程离子射程就是注入时，离子进入wafer内部后，从表面到停止所经过的路程。

入射离子能量越高，射程就会越长。

投影射程是离子注入wafer内部的深度，它取决于离子的质量、能量，wafer的质量以及离子入射方向与晶向之间的关系。

有的离子射程远，有的射程近，而有的离子还会发生横向移动，综合所有的离子运动，就产生了投影偏差。

3.离子注入剂量注入剂量是单位面积wafer表面注入的离子数，可通过下面的公式计算得出Q=It/enA，式中，Q是剂量；I是束流，单位是安培；t是注入时间，单位是秒；e是电子电荷，1.6×1 0-19C；n是电荷数量；A是注入面积。

4.离子注入设备离子注入机体积庞大，结构非常复杂。

根据它所能提供的离子束流大小和能量可分为高电流和中电流离子注入机以及高能量、中能量和低能量离子注入机。

离子注入机的主要部件有：离子源、质量分析器、加速器、聚焦器、扫描系统以及工艺室等。

（1）离子源离子源的任务是提供所需的杂质离子。

在合适的气压下，使含有杂质的气体受到电子碰撞而电离，最常用的杂质源有B2H6和PH3 等，（2）离子束吸取电极吸取电极将离子源产生的离子收集起来形成离子束。

电极由抑制电极和接地电极构成，电极上加了很高的电压，离子受到弧光反应室侧壁的排斥作用和抑制电极的吸引作用，被分离出来形成离子束向吸取电极运动。

半导体工艺之离子注入

半导体离子注入工艺--离子注入离子注入法掺杂和扩散法掺杂对比来说，它的加工温度低、容易制作浅结、均匀的大面积注入杂质、易于自动化等优点。

当前，离子注入法已成为超大规模集成电路制造中不可缺少的掺杂工艺。

1.离子注入原理:离子是原子或分子经过离子化后形成的，即等离子体，它带有一定量的电荷。

可通过电场对离子进行加速，利用磁场使其运动方向改变，这样就可以控制离子以一定的能量进入wafer内部达到掺杂的目的。

离子注入到wafer中后，会与硅原子碰撞而损失能量，能量耗尽离子就会停在wafer中某位置。

离子通过与硅原子的碰撞将能量传递给硅原子，使得硅原子成为新的入射粒子，新入射离子又会与其它硅原子碰撞，形成连锁反应。

2.离子射程离子射程就是注入时，离子进入wafer内部后，从表面到停止所经过的路程。

入射离子能量越高，射程就会越长。

投影射程是离子注入wafer内部的深度，它取决于离子的质量、能量，wafer的质量以及离子入射方向与晶向之间的关系。

有的离子射程远，有的射程近，而有的离子还会发生横向移动，综合所有的离子运动，就产生了投影偏差。

3.离子注入剂量注入剂量是单位面积wafer表面注入的离子数，可通过下面的公式计算得出，式中，Q 是剂量；I 是束流，单位是安培；t 是注入时间，单位是秒；e 是电子电荷，1.6×10-19C ；n 是电荷数量；A 是注入面积，单位是。

4.离子注入设备离子注入机体积庞大，结构非常复杂。

根据它所能提供的离子束流大小和能量可分为高电流和中电流离子注入机以及高能量、中能量和低能量离子注入机。

离子注入机的主要部件有：离子源、质量分析器、加速器、聚焦器、扫描系统以及工艺室等。

（1）离子源离子源的任务是提供所需的杂质离子。

在合适的气压下，使含有杂质的气体受到电子碰撞而电离，最常用的杂质源有和等，（2）离子束吸取电极吸取电极将离子源产生的离子收集起来形成离子束。

离子注入扩散掺杂技术原理及应用

离子注入扩散掺杂技术原理及应用20世纪70年代，半导体离子注入获得突破，离子注入、离子刻蚀和电子束曝光技术的结合，形成集成电路微细加工新技术，推动激光技术和红外技术飞速发展促成了今天全新的电子工业、计算机工业喝光通讯技术全面发展的新局面。

由于非半导体离子注入的材料表面处理量大，体积庞大，形状复杂，所需束流强度高，故非半导体离子注入材料改性起初发展缓慢。

随着强流氮离子注入机，特别是金属蒸发真空弧离子源( MEVV A)的问世，非半导体离子技术在20世纪80年代末期得到迅速发展。

用离子注入方法可获得高度过饱和的固溶体、亚稳定相、非晶态和平衡合金等不同组织结构形成，大大改善了工件的使用性能。

目前离子注入又与各种沉积技术、扩渗技术结合形成复合表面处理新工艺，如离子辅助沉积（IAC）、离子束增强沉积（IBED）、等离子体浸没离子注入（PSII）以及PSII—离子束混简单地说，离子注入的过程，就是在真空系统中，用经过加速的，要掺杂的原子的离子照射（注入）固体材料，从而在所选择的（即被注入的）区域形成一个具有特殊性质的表面层（注入层）。

合等，为离子注入技术开拓了更广阔的前景。

掺杂就是使杂质进入wafer内部，并在wafer中的某区域以一定浓度分布，从而改变器件的电学性能，掺入的杂质可以是IIIA族和V A族的元素。

利用掺杂技术，可以制作PN结、欧姆接触区、以及电阻等各种器件。

什么是离子注入呢？离子注入是将被注入元素利用离子注入机电离成带正电荷的离子，经过高压电场加速后高速轰击工件表面，使之注入工件表面一定浓度的真空处理工艺。

简单地说，离子注入的过程，就是在真空系统中，用经过加速的，要掺杂的原子的离子照射（注入）固体材料，从而在所选择的（即被注入的）区域形成一个具有特殊性质的表面层（注入层）。

离子注入技术的原理如图所示：离子注入是将离子源产生的离子经加速后高速射向材料表面，当离子进入表面，将与固体中的原子碰撞，将其挤进内部，并在其射程前后和侧面激发出一个尾迹。

离子注入原理

离子注入原理
离子注入是一种将离子束加速并注入到固体材料中的技术。

它通过加速器将离子加速到高速，并经过选通孔进入真空室。

在真空室中，离子束通过电场和磁场的作用被转向和聚焦，最终注入到固体材料的表面或内部。

离子注入的过程中，离子束与固体材料发生相互作用，这主要包括两种作用：电子损失和核损失。

电子损失是指离子束中的离子与固体材料中的电子相互作用，导致电子被激发或离开原子轨道。

这种相互作用导致了离子束的能量损失，使离子的路径发生弯曲。

同时，被激发或离开轨道的电子也会与固体材料中的其他原子相互作用，形成激发态或离子。

这些电子的产生和扩散过程对材料的性质和结构有着重要的影响。

核损失是指离子束中的离子与固体材料中的原子核相互作用，导致原子核被排斥或吸引。

这种相互作用导致了离子束的能量损失，并改变了离子的运动方向。

当离子的速度较高时，会产生较大的核损失，导致离子在材料中形成较深的轰击区域。

离子注入的主要应用领域包括微电子器件制造、材料改性和材料分析等。

通过调控注入离子的种类、能量和注入剂量，可以实现对材料的物理、化学和电学性质的调控和改变。

离子注入工艺课件

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衷心感谢社会各界对电建事业的明白关心和支持。2 0.8.110 7:48:36 07:48A ug-201 1-Aug-2 0
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可怕的不是失败，而是自甘堕落。。0 7:48:36 07:48:3 607:48 Tuesda y, August 11, 2020
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既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。。20.8.1 120.8.1 107:48: 3607:4 8:36August 11, 2020
（3）衬底温度低，一般保持在室温，因此，像二氧化硅、氮化硅、铝何光刻胶等都可以用来作为选择掺杂的掩蔽膜。
（4）离子注入深度是随离子能量的
增加而增加，因此掺杂深度可以通过控
制离子束能量高低来实现。另外，在注
入过程中可精确控制电荷量，从而可精
20确20/8控/11 制掺杂浓度。
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（5）离子注入是一个非平衡过程，不受杂质在衬底材料中的固溶度限制，原则上对各种元素均可掺杂。
（6）离子注入时的衬底温度低，这样就可以避免了高温扩散所引起的热缺陷。
（7）由于注入的直进性，注入杂质是按掩膜的图形近于垂直入射，因此横向效应比热扩散小的多，有利于器件特征尺寸的缩小。
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（8）离子往往是通过硅表面上的薄膜注入到硅中，因此硅表面上的薄膜起到了保护膜作用
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三、离子注入原理
“离子” 是一种经离化的原子和分子，也称
“等离子体”，它带有一定量的电荷。“等离子发生器”已广泛应用到CVD、金属镀膜、干法刻蚀、光刻胶的去除等工艺中，而在离子注入的设备中，它被用来制造工艺所要注入的离子。因为离子带电荷，可以用加速场进行加速，并且借助于磁场来改变离子的运动方向。当经加速后的离子碰撞一个固体靶面之后，离子与靶面的原子将经历各种不同的交互作用，如果离子“够重”，则大多数离子将进入固体里面去。反之，许多离子将被靶面发射。

半导体工艺之离子注入(精)

半导体离子注入工艺09电科A柯鹏程 0915221019离子注入法掺杂和扩散法掺杂对比来说，它的加工温度低、容易制作浅结、均匀的大面积注入杂质、易于自动化等优点。

当前，离子注入法已成为超大规模集成电路制造中不可缺少的掺杂工艺。

离子注入是一种将带点的且具有能量的粒子注入衬底硅的过程。

注入能量介于1eV到1MeV之间，注入深度平均可达10nm~10um。

相对扩散工艺，粒子注入的主要好处在于能更准确地控制杂质参杂、可重复性和较低的工艺温度。

1.离子注入原理:离子是原子或分子经过离子化后形成的，即等离子体，它带有一定量的电荷。

可通过电场对离子进行加速，利用磁场使其运动方向改变，这样就可以控制离子以一定的能量进入wafer内部达到掺杂的目的。

离子注入到wafer中后，会与硅原子碰撞而损失能量，能量耗尽离子就会停在wafer中某位置。

离子通过与硅原子的碰撞将能量传递给硅原子，使得硅原子成为新的入射粒子，新入射离子又会与其它硅原子碰撞，形成连锁反应。

2.离子射程离子射程就是注入时，离子进入wafer内部后，从表面到停止所经过的路程。

入射离子能量越高，射程就会越长。

投影射程是离子注入wafer内部的深度，它取决于离子的质量、能量，wafer的质量以及离子入射方向与晶向之间的关系。

有的离子射程远，有的射程近，而有的离子还会发生横向移动，综合所有的离子运动，就产生了投影偏差。

3.离子注入剂量注入剂量是单位面积wafer表面注入的离子数，可通过下面的公式计算得出 Q=It/enA ，式中，Q是剂量；I是束流，单位是安培；t是注入时间，单位是秒；e是电子电荷，1.6×10-19C；n是电荷数量；A是注入面积，单位是。

4.离子注入工艺（1）沟道效应入射离子与wafer之间有不同的相互作用方式，若离子能量够高，则多数被注入到wafer内部；反之，则大部分离子被反射而远离wafer。

半导体离子注入原理及工艺

半导体离子注入原理及工艺
半导体离子注入（Ion Implantation）是一种常用的半导体加工技术，用于在半导体材料中引入特定的离子，从而改变其电学特性。

半导体离子注入的原理是利用离子加速器将离子束加速，并从半导体材料表面射入，使离子在材料内部停止，并在特定深度形成浓度分布所需的掺杂剂。

离子束能量的选择和控制决定了离子注入的深度和浓度。

离子注入的工艺包括以下步骤：
1. 底漆处理：在半导体基片表面涂覆底漆，以保护基片并提高离子注入效果。

2. 清洗：对基片进行清洗，去除表面污染物，以确保离子注入的准确性和稳定性。

3. 吸附剂层：在基片表面涂覆吸附剂层，用于吸附离子并控制离子的深度和浓度。

4. 离子注入：将基片放置在离子加速器中，加速器通过电场引导离子束穿过吸附剂层并注入半导体材料中。

5. 后处理：对基片进行退火或其他处理，以修复可能引起的损伤和改变离子注入后的电学特性。

半导体离子注入技术在半导体制造中具有重要的应用，可用于控制器件的器件结构和电学性能，如调节掺杂浓度、改变导电型号、调整器件阈值电压等。

它已广泛应用于制造各种类型的半导体器件，如集成电路、太阳能电池、LED等。