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半导体工艺与制造篇3 离子注入

半导体工艺与制造篇3 离子注入

离子注入工艺

一般掺杂的杂质类别,包括:提供载流子的施主杂质和受主杂质;产生复合中心的重金属杂质 离子注入往往需要生成井well,其中井的定义:晶圆与杂质之间形成的扩散层或杂质与杂质之间形成的扩散层 离子注入的目的:用掺杂改变电导率,一般用于较小制程下 离子注入的优点:可控、低温 离子注入的缺点:晶格损伤

离子注入的各项指标

离子剂量

离子剂量的定义:单位面积硅片表面注入的离子数 离子束电流也称为束流,其定义:离子注入机中正杂质离子形成离子束后的流量

射程

射程的定义:离子注入硅片的总距离 射程的特点:离子注入机能量越高射程越大

投影射程

投影射程的定义:注入离子在硅片中的穿行距离 投影射程取决于离子质量、离子能量、靶的质量、离子束相对晶体结构的方向 投影射程的特性:原子序数越大,原子尺寸越大,存在遮蔽层,则投影射程越小 为什么射程会有极限呢?因为存在离子阻滞 阻滞机制有两种:核阻滞,产生原因是与原子核碰撞;电子阻滞,产生原因是与电子发生反应

核阻止是短程作用,在低能量时主导,效果是有明显的散射;电子阻滞是长程作用,在高能量时主导,效果是离子基本沿原方向运动

沟道效应

沟道效应的产生原因:由于硅长程有序,注入离子未经碰撞穿透了晶格 沟道效应的影响效果:正常情况下,杂质射程应呈正态分布,沟道效应打破了这个分布 沟道效应的抑制方法: 1.遮蔽氧化层也称为掩蔽氧化层牺牲氧化层 2.晶圆倾斜,如<100>方向的晶圆,倾斜角7度 晶圆倾斜的缺点:可能会导致机器件性能不对称 改进方法则是:经常旋转晶圆 3.单晶硅预非晶化 单晶化预非晶化的实现方法:破坏晶圆表面薄膜的晶格原子 缺点:需额外注入高能量的硅或锗,且更加耗时

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