离子注入技术Implant共27页

离子注入技术ppt课件

Z 1 Z 2
M 1 e V c m 2
Z 1 23 Z 2 23M 1 M 2
忽略外围电子屏蔽作用，注入
离子与靶内原子之间势函数：
M——原子序数
下标1——离子下标2——靶
整理版课件
10
核碰撞
考虑电子屏蔽时离子
与靶核之间相互作用势函数
最简屏蔽函数
f
r
表面非晶层对于沟道效应的作用
Boron implant into SiO2
Boron implant into Si
整理版课件
27
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）
1
R bM
2
M1
b ——E 和R 的缓慢变化函数
RP
2 M1M2 3整M理1版课件M2
RP
M1>M2; b=1/3
19
纵向分布
离子注入的实际浓度分布用高斯函数表示
n(x) 2QT Rpexp12xRRpp2
高斯分布只在峰值附近与实际分布符合较好
n(Rp)Nmax
QT
2Rp
单位面积注入的离子总数 QT 2NmaxRp
离子注入的基本过程
❖ 将某种元素的原子或携带该元素的分子经离化变成带电的离子
❖ 在强电场中加速，获得较高的动能
❖ 注入材料表层（靶）以
改变这种材料表层的物
理或化学性质
整理版课件
3
离子注入特点
➢ 各种杂质浓度分布与注入浓度可通过精确控制掺杂剂量（1011-1017 cm-2）和能量（5-500 keV）来达到

离子注入技术(Implant)

4、离子注入系统复杂昂贵。
3
离子注入的应用
半导体掺杂工艺：大规模集成电路固体材料表面改性：抗腐蚀、硬度、耐磨、润滑光波导: 光纤传感器太阳能电池
离子注入机设备与发展
中束流 μA 350D
NV6200A
NV10-80
大束流 mA NV10-160 NV10-160SD NV10-180
离子注入过程：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。离子浓度呈高斯分布。
x
y
0
z
注入离子分布(高斯型)
RP：投影射程，射程的平均值
2.3 退火工艺
• 注入离子会引起晶格损伤ห้องสมุดไป่ตู้一个高能离子可以引起数千个晶格原子位移）。 • 离子注入后需要将注入离子激活。
基本结构：离子注入系统（传统）
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：不同离子具有不同的电荷质量比，因而在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（离子能量为100keV量级)。中性束偏移器：利用偏移电极和偏移角度分离中性原子。
4 总结
未来电子技术发展水平的瓶颈；
未来高精工艺的发展方向；
未来尖端技术如航空航天、军事等领域所必须的基础。
Thank you!
各向同性
可以独立控制结深和浓不能独立控制结深和离子注入与扩散的比较 3 度浓度
一言以蔽之：可控性好
离子注入的缺点

离子注入技术.ppt

•损伤主要与注入离子质量、能量、剂量、剂量率有关；与靶温有关。 •损伤峰值非常接近投影射程的75% •损伤造成半导体电学特性衰退：载流子迁移率下降；少子寿命变短；pn结反向漏电。
一个B，E0≈80KeV，Rp ≈ 250nm，480个Si移位，
6.4.2简单晶格损伤损伤原子约0.4％
质量较靶原子轻的离子传给靶原子能量较小，被散射角度较大，只能产生数量较少的位移靶原子，因此，注入离子运动方向的变化大，产生的损伤密度小，不重叠，但区域较大。呈锯齿状。
微
电子
第6章离子注入
工
艺
[5]
田丽
内容
6.1 概述 6.2离子注入原理 6.3注入离子在靶中的分布 6.4注入损伤 6.5退火 6.6离子注入设备与工艺 6.7离子注入的其它应用
6.1 概述
什么是离子注入
离化后的原子在强电场的加速作用下，注射进入靶材料的表层，以改变这种材料表层的物理或化学性质
射程终点（EOR）处晶格损伤大
表面处晶格损伤较小
EOR damage
Courtesy Ann-Chatrin Lindberg (March 2002).
6.3注入离子在靶中的分布
6.3.1 纵向分布
注入离子在靶内受到的碰撞是随机的，所以杂质分布也是按几率分布的。
离子进入非晶层（穿入距离）的分布接近高斯分布。
As,P,B在硅中核、电子阻止本领与能量关系计算值
低能区
中能区
高能区
核阻止本领和电子阻止本领曲线
(1)低能区：Sn(E)占主要地位，Se(E)可忽略 (2)中能区：Sn(E)和Se(E)同等重要 (3)高能区：Se(E) 占主要地位， Sn(E) 可忽略

离子注入技术（Implant）

离⼦注⼊技术（Implant）离⼦注⼊技术摘要离⼦注⼊技术是当今半导体⾏业对半导体进⾏掺杂的最主要⽅法。

本⽂从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及⼀些具体⼯艺等⾓度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的⼀些新的应⽤领域。

关键字离⼦注⼊技术半导体掺杂1 绪论离⼦注⼊技术提出于上世纪五⼗年代，刚提出时是应⽤在原⼦物理和核物理究领域。

后来，随着⼯艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造⾏业。

离⼦注⼊技术有很多传统⼯艺所不具备的优点，⽐如：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。

离⼦注⼊技术的应⽤，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超⼤规模时代（ULSI ）。

由此看来，这种技术的重要性不⾔⽽喻。

因此，了解这种技术进⾏在半导体制造⾏业以及其他新兴领域的应⽤是⼗分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离⼦注⼊是对半导体进⾏掺杂的⼀种⽅法。

它是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，注⼊到硅中⽽实现掺杂。

离⼦具体的注⼊过程是：⼊射离⼦与半导体（靶）的原⼦核和电⼦不断发⽣碰撞，其⽅向改变，能量减少，经过⼀段曲折路径的运动后，因动能耗尽⽽停⽌在某处。

在这⼀过程中，涉及到“离⼦射程”、“”等⼏个问题，下⾯来具体分析。

2.1.1 离⼦射程xpy pz图2.1.1（a ）离⼦射程模型图图2.1.1（a ）是离⼦射⼊硅中路线的模型图。

其中，把离⼦从⼊射点到静⽌点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在⼊射⽅向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

⼊射离⼦能量损失是由于离⼦受到核阻挡与电⼦阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：n n xdE S d =（1）ee dE S k dx== （2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0n ed d d d d R E E E ER x E x S S ===+?（4）n S 的计算⽐较复杂，⽽且⽆法得到解析形式的结果。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术可以用于改善材料表面的耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能，广泛应用于机械、化工、
能源等领域。
新能源
离子注入技术在太阳能电池、燃料电池等新能源领域中也有广泛应用，通过优化材料表面的性能，提高新能源器件的效率和稳定性。
离子注入技术的发展历程
起源
离子注入技术最早起源于20世纪 50年代的美国贝尔实验室，最初是为了解决半导体材料的掺杂问题而发明的。
注入机的结构
注入机通常由离子束控制装置、注入室、注入了材料夹具等组成，以实现精确控制和高效注入。
检测与控制系统
检测与控制系统的作用
检测与控制系统用于实时监测离子注入的过程和结果，同时对设备进行精确控制，确保工艺参数的一致性和稳定性。
检测与控制系统的组成
检测与控制系统通常包括传感器、信号处理电路、控制电路和显示面板等组成，以实现实时监测和控制。
离子注入技术(Implant)
• 离子注入技术概述 • 离子注入技术的基本原理 • 离子注入技术的主要设备 • 离子注入技术在半导体制造中的应
用 • 离子注入技术的挑战与未来发展
01
离子注入技术概述
定义与特点
定义
离子注入技术是一种将离子化的物质注入到固体材料表面的工艺，通过改变材料表面的成分和结构，实现材料改性或制造出新材料的表面工程技术。
真空系统的组成
真空系统通常包括真空室、机械泵、扩散泵、分子泵等组成，以实现高真空的获得和维持。
注入机
01
02
03
注入机的作用
注入机是离子注入技术的关键设备之一，它能够将离子束按照预设的参数注入到材料表面。
注入方式
注入机通常采用定点注入、扫描注入和均匀注入等方式，以满足不同材料和工艺的需求。

离子注入技术(Implant)

基本结构：离子注入系统（传统）
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：不同离子具有不同的电荷质量比，因而在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（离子能量为100keV量级)。中性束偏移器：利用偏移电极和偏移角度分离中性原子。
GSD/200E2离子注入机技术指标 1.离子束能量
80KeV 形式：2 - 80KeV（也可选90KeV）
160KeV形式：5 – 160KeV(也可选180KeV)
2.80KeV注入机的最大束流
GSD/200E2离子注入机技术指标 3.160KeV注入机的最大束流
离子注入机设备与发展
离子注入机设备与发展
目前最大的几家IMP设备厂商是VARIAN（瓦里安）, AXCELIS, AIBT（汉辰科技）, 而全球最大的设备厂商AMAT（应用材料）基本退出了IMPLANTER的领域，高能离子注入机以AXCELIS为主，主要为批量注入，而 Varian则占领了Single的市场。
22nm以下的离子注入机
LMIS 的类型、结构和发射机理
针尖的曲率半径为 ro = 1 ~ 5 m，改变 E2 可液态金属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，钨针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。
2.2 注入离子浓度分布
基本结构：离子注入系统（传统）
聚焦系统：用来将加速后的离子聚集成直径为数毫米的离子束。偏转扫描系统：用来实现离子束 x、 y 方向的一定面积内进行扫描。工作室：放置样品的地方，其位置可调。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。

离子注入最详细的PPT课件

两种质量分析器的比较在 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，所需离子要改变方向，但其优点是中性粒子束不能通过。
第29页/共131页
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
第32页/共131页
扫描系统
第33页/共131页
全电扫描和混合扫描系统示意
全电扫描
第34页/共131页
混合扫描
六、工作室（靶室）放置样品的地方，其位置可调。
第35页/共131页
七、离子束电流的测量
Sampling slit in disk
ayt 2
从上式消去时间 t ，并将 ay 代入，得
第23页/共131页
y
1 2
qs
B
2qsVa
1 2
qs
Vf d
z2 2qsVa
1 z2 4 Va
B
2qsVa
1
2
Vf d
由此可得偏转量 Db 为 Db y(Lf ) y(Lf )Ld
B
2qsVa
1 2
Vf d
1 4
L2f Va
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
第13页/共131页
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。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。

离子注入技术.ppt

射程终点（EOR）处晶格损伤大
表面处晶格损伤较小
EOR damage
Courtesy Ann-Chatrin Lindberg (March 2002).
6.3注入离子在靶中的分布
6.3.1 纵向分布
注入离子在靶内受到的碰撞是随机的，所以杂质分布也是按几率分布的。
离子进入非晶层（穿入距离）的分布接近高斯分布。
QT
2 Rp
单位面积注入的离子总数 QT 2 NmaxRp
6.3.2横向效应
• 横向效应指的是注入离子在垂直于入射方向平面内的分布情况
由LSS理论计算得到的硼、磷和砷入射到无定形硅靶中 ΔR┴与入射能量的关系如图所示
横向分布
f
(x,
y, z)

(2 )3
63325临界角硅中常用杂质发生沟道效应的临界角对每种杂质上面曲线表示111衬底下面对应100衬底26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产生非晶化的剂量沿110的沟道效应27表面非晶层对于沟道效应的作用boronimplantboronimplant用sigefar等离子注入使表面预非晶化形成非晶层preamorphization增加注入剂量晶格损失增加非晶层形成沟道离子减少29111硅一般采取偏离晶向7平行偏转15的注入方法实际上高能离子入射到衬底时一小部分与表面晶核原子弹性散射而从衬底表面反射回来未进入衬底这叫背散射现象
砷等重离子和硼轻离子的分布正好相反。
注入离子的真实分布
锑
真实分布非常复杂，不服从严格的高斯分布当轻离子硼（B）注入到硅中，会有较多的硼离子受到大

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1 绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI ）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1 离子射程xpy pz图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：n n xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0n ed d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而且无法得到解析形式的结果。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。

离子注入技术(Implant)

离子注入技术摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。

本文从对该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍，同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂1绪论离子注入技术提出于上世纪五十年代，刚提出时是应用在原子物理和核物理究领域。

后来，随着工艺的成熟，在1970年左右，这种技术被引进半导体制造行业。

离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点，比如：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。

离子注入技术的应用，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超大规模时代（ULSI）。

由此看来，这种技术的重要性不言而喻。

因此，了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构2.1 基本原理离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。

它是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，注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体（靶）的原子核和电子不断发生碰撞，其方向改变，能量减少，经过一段曲折路径的运动后，因动能耗尽而停止在某处。

在这一过程中，涉及到“离子射程”、“”等几个问题，下面来具体分析。

2.1.1离子射程图2.1.1（a ）离子射程模型图图2.1.1（a ）是离子射入硅中路线的模型图。

其中，把离子从入射点到静止点所通过的总路程称为射程；射程的平均值，记为R ，简称平均射程；射程在入射方向上的投影长度，记为p x ,简称投影射程；投影射程的平均值，记为p R ，简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。

定义在位移x 处这两种能量损失率分别为n S 和e S ：nn xdE S d =（1）ee e dE S k E dx==（2）则在dx 内总的能量损失为：()n e n e dE dE dE S S dx =+=+（3）P0000P 0nd d d d d R E E E ER x E x S S ===+⎰⎰⎰（4）n S 的计算比较复杂，而yxpx py pz d Ed E且无法得到解析形式的结果。