半导体离子注入设备课件 (一)
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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(PDF课件)
2010-5 -12 7
Z1 Z 2 M1 2 2 1 ( Z1 3 Z 2 3 ) 2 M1 M2
(eV • cm )
2
硅靶核阻止能量损失率
dE dR
2010-5 -12
n
196
Z 1Z 2 M1 2 2 1 (Z1 3 14 3 ) 2 M 1 28
(keV/ m)
可见，核阻挡本领与核阻止能量损失率均与能量E无关。 无关 。
公用工艺 1. 增强扩散 2. 损伤吸杂 3. 增速腐蚀 ( 利用损伤)
XAUT
2
主 要 内 容
5-1 1 离子注入系统（ 离子注入系统（5.5 ） 5-2 2 能量损失机构（ 能量损失机构（5.2 ） 核碰撞和电子碰撞 离子注入的特征量 5-3 3 离子在非晶靶、单晶靶和双层靶中的分布 * 离子在非晶靶中的分布 离子在单晶靶中的分布 离子在双层靶中的分布 注入损伤与退火特性（ 5.3 ～ 5.4） 5-4 4 注入损伤与退火特性（ 注入损伤 退火特性 5-5 5 离子注入工艺参数的计算与工艺设计* * 离子注入工艺参数的计算 离子注入工艺的设计 5-6 6 掺杂技术小结
— —— — 称为 称为核阻止能量损失率 核阻止能量损失率。 。
根据能量守恒定律和库仑引力的屏蔽作用得到 得到 核阻挡本领为： 核阻挡本领为：
S n S0 2 .8 10
15
假设入射离子的原子序数为 Z1 ，质量为M M1，能量为 能量为E； ； 1， 固体靶的原子密度为N N、原子序数为 原子序数为Z Z2、质量为M2； 入射离子进入靶内经过一个微小的位移段dR， ，该入射离 子和NdR个靶核碰撞而失去的能量为 个靶核碰撞而失去的能量为-dE|n dE|n，则 ，则平均每个 平均每个 靶原子对入射离子的核阻挡作用称为阻挡本领 S(E)：
Z1 Z 2 M1 2 2 1 ( Z1 3 Z 2 3 ) 2 M1 M2
(eV • cm )
2
硅靶核阻止能量损失率
dE dR
2010-5 -12
n
196
Z 1Z 2 M1 2 2 1 (Z1 3 14 3 ) 2 M 1 28
(keV/ m)
可见，核阻挡本领与核阻止能量损失率均与能量E无关。 无关 。
公用工艺 1. 增强扩散 2. 损伤吸杂 3. 增速腐蚀 ( 利用损伤)
XAUT
2
主 要 内 容
5-1 1 离子注入系统（ 离子注入系统（5.5 ） 5-2 2 能量损失机构（ 能量损失机构（5.2 ） 核碰撞和电子碰撞 离子注入的特征量 5-3 3 离子在非晶靶、单晶靶和双层靶中的分布 * 离子在非晶靶中的分布 离子在单晶靶中的分布 离子在双层靶中的分布 注入损伤与退火特性（ 5.3 ～ 5.4） 5-4 4 注入损伤与退火特性（ 注入损伤 退火特性 5-5 5 离子注入工艺参数的计算与工艺设计* * 离子注入工艺参数的计算 离子注入工艺的设计 5-6 6 掺杂技术小结
— —— — 称为 称为核阻止能量损失率 核阻止能量损失率。 。
根据能量守恒定律和库仑引力的屏蔽作用得到 得到 核阻挡本领为： 核阻挡本领为：
S n S0 2 .8 10
15
假设入射离子的原子序数为 Z1 ，质量为M M1，能量为 能量为E； ； 1， 固体靶的原子密度为N N、原子序数为 原子序数为Z Z2、质量为M2； 入射离子进入靶内经过一个微小的位移段dR， ，该入射离 子和NdR个靶核碰撞而失去的能量为 个靶核碰撞而失去的能量为-dE|n dE|n，则 ，则平均每个 平均每个 靶原子对入射离子的核阻挡作用称为阻挡本领 S(E)：
离子注入工艺培训课件(ppt 53页)
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。
•1
一．离子注入工艺设备结构
离子注入机原理图
•2
•3
二、离子注入工艺的特点
2ln
1 Ns
2Rp NB
•25
(二）横向效应
•26
横向系数: B >Sb,约0.5但比热扩散小 (0.75~0.85)
•27
(三)．沟道注入
1、入射离子的阻挡作用与晶体取向 有关,
2、可能沿某些方向由原子列包围成 直通道－－沟道，离子进入沟道时，沿 沟道前进阻力小，射程要大得多。
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。
•38
． §4.4 热退火
退火：将注入离子的硅片在一定温度和真空或 氮、氩等高纯气体的保护下，经过适当时间的 热处理，
部分或全部消除硅片中的损伤，少数载流子的 寿命及迁移率也会不同程度的得到恢复，
电激活掺入的杂质 分为普通热退火、硼的退火特性、磷的退火特
性、扩散效应、快速退火
•39
•13
离子注入时，由于受到高能量杂质离子的轰击， 硅片内许多晶格被破坏而出现晶格缺陷，严重时会 出现非晶层。这种缺陷一定要经过退火处理来消除， 所以退火工艺在离子注入工艺中是必不可少的。
•1
一．离子注入工艺设备结构
离子注入机原理图
•2
•3
二、离子注入工艺的特点
2ln
1 Ns
2Rp NB
•25
(二）横向效应
•26
横向系数: B >Sb,约0.5但比热扩散小 (0.75~0.85)
•27
(三)．沟道注入
1、入射离子的阻挡作用与晶体取向 有关,
2、可能沿某些方向由原子列包围成 直通道－－沟道，离子进入沟道时，沿 沟道前进阻力小，射程要大得多。
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。
•38
． §4.4 热退火
退火：将注入离子的硅片在一定温度和真空或 氮、氩等高纯气体的保护下，经过适当时间的 热处理，
部分或全部消除硅片中的损伤，少数载流子的 寿命及迁移率也会不同程度的得到恢复，
电激活掺入的杂质 分为普通热退火、硼的退火特性、磷的退火特
性、扩散效应、快速退火
•39
•13
离子注入时，由于受到高能量杂质离子的轰击， 硅片内许多晶格被破坏而出现晶格缺陷，严重时会 出现非晶层。这种缺陷一定要经过退火处理来消除， 所以退火工艺在离子注入工艺中是必不可少的。
第4章IC工艺之离子注入ppt课件
Beam scan
Mask xj
Mask
Silicon substrate
a) Low dopant concentration (n–, p–) and shallow junction (xj)
Mask xj
Mask
Silicon substrate
b) High dopant concentration (n+, p+) and deep junction (xj)
Scanning disk with wafers
Suppressor aperture
Faraday cup
Ion beam
Current integrator
Scanning direction
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
( dE dx
） nuel
( dE dx
） e
R p ( E )
E 0
dE ( dE tot
）
E 0
dE S (E
)
dx
E
dE
0 Sn(E) Se(E)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
– 4.3. 注入离子的激活与辐照损伤的消除
P.103~112 1）注入离子未处于替位位置 2）晶格原子被撞离格点
ET(M 4M i iM M tt） E0f()Ea
Ea为原子的位移阈能 大剂量——非晶化 临界剂量（P。111） 与什么因素有关？ 如何则量？
半导体离子注入PPT
离子注入
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，用以调节针尖表面上液态金属 的形状，并将离子引出；E3 是加热器电源。
引 出 极
E2
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
离子注入
等离子体 是指部分电离的气体。当被加热到足够高的温度或其他原因，外层电子摆脱
原子核的束缚成为自由电子，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均 匀的“浆糊”，是不同于固体、液体和气体的物质第四态。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
离子注入
掺入的杂质主要有两类： 1 第一类是提供载流子的受主杂质或施主杂质（如 Si中的B、P、As）； 第二类是产生复合中心的重金属杂质（如Si中的Au）。
离子束 离子注入的特点（与热扩散相比）
优点： 1.杂质纯度高且在真空环境中进行，污染降至最低； 2.晶片的掺杂完全处于受控状态，并精确控制掺入基片内杂质的浓度分布和注入深度；适宜 于高浓度、浅结掺杂或者低浓度、具有特殊浓度分布的掺杂(特别是突变型分布)；
离子注入
当荷质比为 qo 的离子不被偏转时，具有荷质比为qs = q/ms 的其它离子的偏转量 Db 为
1
Db y Lf y Lf Ld B 2 qsVa
1 2
Vf d
2 L 1 1 Ld Lf f 4 V 2 V a a
1
2Va B 2 qo r
离子注入法介绍PPT课件
（2）已知离子注入时的注入束流I，靶面积A，注入时解第3步
计算杂质最大浓度：
求解第4步
写出杂质浓度分布公式：
第21页/共32页
4、根据离子注入条件计算杂质浓度的分布
（3）假设衬底为反型杂质，且浓度为NB，计算PN结结深 由N(xj)=NB 可得到结深计算公式：
第22页/共32页
4、根据离子注入条件计算杂质浓度的分布
（4）根据分布公式，计算不同深度位置的杂质浓度
第23页/共32页
5、实际杂质分布偏差描述的改善
■ 对于低浓度区的偏差，采用高斯分布的高次矩描述：
■ 对于硼的分布，采用Pearson IV分布描述。
■ 用蒙特卡洛法模拟杂质分布在 离子注入计算机模拟工具中十 分常见。
（2）质量分析器：
选择注入所需的杂质成分(B+)
■ 分析磁铁：磁场方向垂直于离子束的速度方向
离子运动路径：
离子运动速率：
质量m+m的离子产生的位移量
■ 出口狭缝：只允许一种(m/q)的离子离开分析仪
第8页/共32页
第9页/共32页
（3）加速管：
加速离子，获得所需能量；高真空(<10-6 Torr)
第3页/共32页
二、离子注入工艺设备及其原理
1、离子注入技术的三大基本要素：
(1) 离子的产生 (2) 离子的加速 (3) 离子的控制
2、离子注入系统的三大组成部分：
(1) 离子源——杂质离子的产生 (2) 加速管——杂质离子的加速 (3) 终端台——离子的控制
第4页/共32页
第5页/共32页
（1）离子源：
图5.8 常见杂质的Sn和Se与注入能量的关系
第16页/共32页
离子注入工艺原理ppt课件
降速度越来越快。
7
硅中离子注入能量(KeV)与射程(Å)的对 应关系
入射能量
杂质
B
RP
RP
P
RP
RP
As
RP
RP
20
714 276 255 90 151 34
40
1413 443 488 161 263 59
60
80
100 120 140 160
180
2074 2695 3275 3802 4284 4745 5177
溶解度的限制
4
离子注入的ห้องสมุดไป่ตู้论描述
在离子注入过程中被掺杂的材料一般称为靶，离子轰击靶时， 其中一部分离子在靶的表面被折射出，不能进入靶内，这部 分离子叫做散射离子，进入的部分离子叫做注入离子，为了 精确控制注入的深度，避免沟道效应，往往使靶片的晶轴方 向与入射离子束的方向由一定的角度。
核碰撞 注入离子与靶内原子核之间的相互碰撞 电子碰撞 注入离子与靶内自由电子以及束缚电子之间的碰
(2) 注入剂量增大，靶的晶格损伤越严重。
移位原子 移位阈能 能量淀积过程
12
由于轻离子和重离子引起的晶格损伤
轻离子冲击
重离子冲击
13
（三）、离子注入参数 1、剂量
Q It qnA
Q : 剂量，原子数 / cm2 ；I : 束流，库仑 / 秒 n：每个离子的电荷数；A：注入面积
2、射程：离子穿越硅片的总距离
缺点：缺陷不能完全消除，而且容易产生二次缺陷，杂质 电激活率不高，容易增加表面污染，高温容易导致杂质再分 布，破坏了离子注入的优点。
19
快速退火
优点：通过降低退火温度，缩短退火时间 脉冲激光退火
7
硅中离子注入能量(KeV)与射程(Å)的对 应关系
入射能量
杂质
B
RP
RP
P
RP
RP
As
RP
RP
20
714 276 255 90 151 34
40
1413 443 488 161 263 59
60
80
100 120 140 160
180
2074 2695 3275 3802 4284 4745 5177
溶解度的限制
4
离子注入的ห้องสมุดไป่ตู้论描述
在离子注入过程中被掺杂的材料一般称为靶，离子轰击靶时， 其中一部分离子在靶的表面被折射出，不能进入靶内，这部 分离子叫做散射离子，进入的部分离子叫做注入离子，为了 精确控制注入的深度，避免沟道效应，往往使靶片的晶轴方 向与入射离子束的方向由一定的角度。
核碰撞 注入离子与靶内原子核之间的相互碰撞 电子碰撞 注入离子与靶内自由电子以及束缚电子之间的碰
(2) 注入剂量增大，靶的晶格损伤越严重。
移位原子 移位阈能 能量淀积过程
12
由于轻离子和重离子引起的晶格损伤
轻离子冲击
重离子冲击
13
（三）、离子注入参数 1、剂量
Q It qnA
Q : 剂量，原子数 / cm2 ；I : 束流，库仑 / 秒 n：每个离子的电荷数；A：注入面积
2、射程：离子穿越硅片的总距离
缺点：缺陷不能完全消除，而且容易产生二次缺陷，杂质 电激活率不高，容易增加表面污染，高温容易导致杂质再分 布，破坏了离子注入的优点。
19
快速退火
优点：通过降低退火温度，缩短退火时间 脉冲激光退火
集成电路工艺基础——离子注入课件
2
通过离子注入技术，可以在光学材料中制造出各 种光电子器件，如激光器、光放大器、光调制器 等。
3
离子注入技术还可以用于制造光子晶体、光子集 成电路等新型光电子器件，提高光电子器件的性 能和集成度。
离子注入在传感器中的应用
传感器是实现智能化、自动化 的重要器件，离子注入技术在 传感器制造中也有着重要的应 用。
通过离子注入技术，可以在传 感器材料中制造出各种敏感元 件，如压力传感器、温度传感 器、气体传感器等。
离子注入技术还可以用于制造 生物传感器、化学传感器等新 型传感器，提高传感器的灵敏 度和稳定性。
CHAPTER
04
离子注入的未来发展
新型离子注入设备的研究
研发更高效、精确的 离子注入设备是未来 的重要研究方向。
与硅材料相比，化合物半导体材 料的离子注入工艺较为复杂，需
要更高的技术和设备条件。
离子注入化合物半导体材料在光 电子器件、高速电子器件和微波 器件等领域具有广泛的应用前景
。
离子注入金属材料
金属材料在集成电路制造中主要用于 互连线、电极和引脚的制造，离子注 入金属材料可以改变其表面特性和导 电性能。
离子注入硅材料的方法具有较高的精度和可重复性，可以实现对硅材料的微细加工 。
离子注入硅材料还可以提高硅材料的机械性能和化学稳定性，使其更适应于集成电 路制造中的各种工艺条件。
离子注入化合物半导体材料
化合物半导体材料是集成电路制 造中的另一种重要材料，离子注 入化合物半导体材料可以改变其
电子结构和光电性能。
开发具有自主知识产 权的离子注入设备， 打破国外技术垄断。
利用新材料和新技术 提高设备的稳定性和 可靠性，降低生产成 本。
离子注入与其他微纳加工技术的结合
离子注入设备简介演示
03
离子注入设备的工作原理
离子源与离子束分析器
离ห้องสมุดไป่ตู้源
离子源是产生离子束的装置，通常采用气体放电或电子束激发等方法产生离子 。离子源产生的离子束经过电场和磁场的作用，形成稳定的离子束流。
离子束分析器
离子束分析器用于对离子束进行质量分析，通过电场和磁场的作用，将不同质 量的离子束分开，以便后续的加速和聚焦。
注入材料中，提高芯片性能。
智能化控制技术
离子注入设备需要更加智能化的 控制系统，以实现更精确的离子
注入和更高效的设备运行。
集成化技术
为了提高生产效率和降低成本， 离子注入设备需要实现更高的集 成化程度，包括设备内部各个部 件的集成以及设备与生产线其他
设备的集成。
市场发展趋势
市场规模不断扩大
定制化服务需求增加
按离子源类型分
电离式离子源
通过电离气体或液体产生离子，通常用于低能离子注入。
磁控式离子源
通过磁场控制电子运动，产生高能离子束流，通常用于高能 离子注入。
按离子注入机结构分
直线式离子注入机
离子束流沿直线运动，通过调整注入 角度和位置实现不同区域的注入。
扫描式离子注入机
离子束流沿扫描路径运动，可以实现 大面积的均匀注入。
成本压力
随着市场竞争的加剧，离子注入设备制造商面临越来越大的成本压力。解决方案：通过优 化生产流程、提高设备利用率等方式降低成本，同时加强与芯片制造商的合作，共同降低 成本。
人才短缺
随着技术的发展和市场竞争的加剧，离子注入设备领域的人才短缺问题日益严重。解决方 案：加强人才培养和引进，提高员工素质和技能水平，同时加强与高校、科研机构的合作 ，共同培养人才。
半导体制造技术--离子注入工艺PPT课件( 134页)
• 引起一个不是想得到的掺杂物分部轮廓
多数的碰撞
非常少的碰撞
31
通道离子
碰撞离子
q
晶圆表面
通道效应
晶格原子
32
碰撞后的通道效应
碰撞的
通道的
碰撞的
q
晶圆表面
33
碰撞后的通道效应
碰撞
通道
碰撞
掺杂物浓度
到表面的距离
34
注入制程：通道效应
• 避免通道效应的方法
– 晶圆倾斜, 通常倾斜角度是7° – 屏蔽氧化层 – 硅或锗的非晶态注入制程
8
沉积掺杂氧化层
沉积掺杂氧化层 二氧化硅 硅基片
9
氧化
二氧化硅 硅基片
10
驱入
二氧化硅 硅基片
掺杂接面
11
剥除和清洗
二氧化硅 硅基片
掺杂接面
12
掺杂半导体：离子注入
• 用在原子和核的研究 • 1950年代观念便已被提出 • 在1970年代中期才被引进到半导体制造.
13
掺杂半导体：离子注入
• 离子能量控制接面深度 • 掺杂物浓度是非等向性
19
离子注入的应用
应用
掺杂
预先非晶化 深埋氧化层 多晶阻挡层
离子 N 型: 磷, 砷,锑 硅或锗
氧
氮
P 型: 硼
20
其他的应用
• 氧离子注入为了硅覆盖绝缘层(SOI)组件 • 锗预先非晶化注入在钛薄膜为较好的退
火 • 锗预先非晶化注入在硅基片做为轮廓控
• 阴影效应
– 离子被结构阻挡
• 藉旋转晶圆或在注入后退火期间的小量 掺杂物扩散解决阴影效应
35
阴影效应
离子束
多晶硅 基片
多数的碰撞
非常少的碰撞
31
通道离子
碰撞离子
q
晶圆表面
通道效应
晶格原子
32
碰撞后的通道效应
碰撞的
通道的
碰撞的
q
晶圆表面
33
碰撞后的通道效应
碰撞
通道
碰撞
掺杂物浓度
到表面的距离
34
注入制程：通道效应
• 避免通道效应的方法
– 晶圆倾斜, 通常倾斜角度是7° – 屏蔽氧化层 – 硅或锗的非晶态注入制程
8
沉积掺杂氧化层
沉积掺杂氧化层 二氧化硅 硅基片
9
氧化
二氧化硅 硅基片
10
驱入
二氧化硅 硅基片
掺杂接面
11
剥除和清洗
二氧化硅 硅基片
掺杂接面
12
掺杂半导体：离子注入
• 用在原子和核的研究 • 1950年代观念便已被提出 • 在1970年代中期才被引进到半导体制造.
13
掺杂半导体：离子注入
• 离子能量控制接面深度 • 掺杂物浓度是非等向性
19
离子注入的应用
应用
掺杂
预先非晶化 深埋氧化层 多晶阻挡层
离子 N 型: 磷, 砷,锑 硅或锗
氧
氮
P 型: 硼
20
其他的应用
• 氧离子注入为了硅覆盖绝缘层(SOI)组件 • 锗预先非晶化注入在钛薄膜为较好的退
火 • 锗预先非晶化注入在硅基片做为轮廓控
• 阴影效应
– 离子被结构阻挡
• 藉旋转晶圆或在注入后退火期间的小量 掺杂物扩散解决阴影效应
35
阴影效应
离子束
多晶硅 基片
半导体离子注入设备资料课件PPT
八、离子注入技术相关资料
8.1 离子注入机的主要技术指标
加速能量范围 最大扫描束流 可分析的最大原子质量数 加工晶片尺寸 每小时生产能力 注入均匀性和重复性 真空度、装片台洁净度 安全性能
8.2 真空的分类
初真空 0.1 Torr--760 Torr 中真空 10-4 Torr--10-1 Torr 高真空 10-8 Torr--10-4 Torr 超高真空 < 10-8 Torr
1、离子注入的发展回顾
◆ 1952年，美国贝尔实验室开始研究。 ◆ 1954年，Shockley提出采用离子注入技术能够制造半导体器件。 ◆ 1955年，英国科学家发现硼离子轰击鍺片时，可在N型材料上形成P型。 ◆ 1960年，完成离子射程、计量计算、辐射损伤效应以及沟道效应等方面研究。 ◆ 1972年以后，离子注入技术逐步被人们使用。 目前已经普遍使用，已成为超大规模集成电路制造中不可缺少的掺杂工艺。
离子注入机设备简介
目录
一、离子注入技术的发展回顾及特点 二、离子注入机设备结构及其作用 三、离子注入工艺技术 四、离子注入损伤与退火 五、离子注入工艺技术的质量测量 六、离子注入机的检查及故障的排出 七、离子注入机的安全操作 八、离子注入技术相关数据资料 九、离子注入的应用及展望
一、离子注入技术的发展回顾及特点
KE＝ nv ＝ （1）（60kv） ＝ 60kev
２、沟道效应
抑制沟道效应的方法：
⑴倾斜硅片
⑵掩蔽氧化层
⑶ 硅预非晶化
⑷使用质量较大的原子
⑴ 倾斜硅片
沿（110）轴的晶格视图
这种方法是最常用的方法，（100）硅片常用的角度是偏离垂直方向7度，保证
了杂质离子在进入硅中很短的时间内就会发生碰撞。
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半导体离子注入设备课件 (一)
半导体离子注入设备课件
半导体离子注入设备是半导体工业中的重要设备，它能够将高能量离子注入到半导体晶体中，从而改变它们的电学特性，实现器件加工和微电子器件制造。
下面我们来了解一下半导体离子注入设备的相关知识。
一、半导体离子注入设备的组成
半导体离子注入设备主要由加速器、注入室、密封室等组成。
其中加速器是用来加速离子的，注入室是将离子注入到半导体晶体的主要工作区域，密封室是将本体密封，并保持真空状态的区域。
加速器部分:
加速器主要有静电加速器和磁聚焦加速器两种。
其中静电加速器是由电极和绝缘体组成，电极和绝缘体之间形成高电场，从而加速离子。
磁聚焦加速器则是通过磁场对离子进行聚焦，从而达到加速的目的。
注入室部分:
注入室是将离子注入到半导体晶体的主要工作区域，通常由加速器发射离子的开口、准直器、扫描磁铁和样品台组成。
注入室需要保持高真空状态，以防止离子被空气与杂质所散射。
密封室部分:
密封室是将本体密封并保持真空状态的区域，它主要由靠桶、密封室壳体、水冷板、电子阱等组成。
二、半导体离子注入技术
半导体离子注入技术是一种利用离子轰击半导体晶体的方法来改变它们的电学特性的技术。
它是半导体加工过程中的重要工艺之一，主要用于晶体生长、器件加工等方面。
半导体离子注入技术能够实现如下功能：
1. 通过选择离子种类和注入剂量，可以改变半导体的导电性和光电性能。
2. 可以通过选择不同的控制电压，实现对器件加工过程中晶体表面的加工。
3. 可以用于芯片掺杂，用于制造各种半导体器件，如MOS器件、CMOS 器件等。
总之，半导体离子注入技术是半导体加工过程中不可或缺的一环，它能够实现对半导体材料及器件性能的精确控制，使得芯片的性能得到了极大提高。
三、半导体离子注入设备的主要应用领域
半导体离子注入设备主要应用于半导体领域，涉及半导体材料性质的调整、器件制造等方面。
半导体离子注入设备的主要应用领域包括：
1. 芯片掺杂：用于控制半导体芯片中各种元素的浓度和深度，从而实现对器件性质的调整。
2. MOS器件加工：用于制备MOS器件，并实现对MOS器件主体、栅氧等的加工。
3. CMOS器件制造：用于CMOS器件的制造，包括NPNP器件、PNP器件等。
半导体离子注入设备作为半导体加工过程中不可缺少的一环，它在半导体制造领域中扮演了至关重要的角色。
未来随着新一代半导体器件的不断涌现，半导体离子注入设备的应用也必将得到更广泛的应用。