半导体制造工艺_09离子注入(上).pptx

有关扩散方面的主要内容;实际工艺中二步扩散;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 ;离子注入特点;磁分析器;源（Source）：在半导体应用中，为了操作方便， 一般采用气体源，如 BF3，BCl3，PH3，AsH3等。如用固体或液体做源材料，一般先加热，得到它们的蒸汽，再导入放电区。 b) 离子源（Ion Source）：灯丝（filament）发出的自由电子在电磁场作用下，获得足够的能量后撞击源分子或原子，使它们电离成离子，再经吸极吸出，由初聚焦系统聚成离子束，射向磁分析器;离子注入过程是一个非平衡过程，高能离子进入靶后不断与原子核及其核外电子碰撞，逐步损失能量，最后停下来。停下来的位置是随机的，大部分不在晶格上，因而没有电活性。;注入离子如何在体内静止？; 核阻止本领与电子阻止本领-LSS理论;-dE/dx：能量随距离损失的平均速率 E：注入离子在其运动路程上任一点x处的能量 Sn(E)：核阻止本领/截面 (eVcm2) Se(E)：电子阻止本领/截面（eVcm2) N: 靶原子密度 ～5?1022 cm-3 for Si;核阻止本领;12;电子阻止本领;总阻止本领（Total stopping power）;离子 E2 B 17 keV P 150 keV As, Sb 500 keV;表面处晶格损伤较小;R：射程（range） 离子在靶内的总路线长度 Rp：投影射程（projected range） R在入射方向上的投影;?Rp;投影射程Rp:;注入离子的浓度分布;Q：为离子注入剂量（Dose）, 单位为 ions/cm2，可以从测量积分束流得到;Q可以精确控制;常用注入离子在不同注入能量下的特性;已知注入离子的能量和剂量， 估算注入离子在靶中的 浓度和结深 问题：140 keV的B+离子注入到直径为150 mm的硅靶中。 注入 剂量Q=5×10 14/cm2（衬底浓度2×1016 /cm3） 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 ?=0.43 mm ?Rp=855 ?=0.086 mm 峰值浓度 Cp=0.4Q/?Rp=0.4×5×1014/(0.086×10-4)=2.34×1019 cm-3 衬底浓度CB＝2×1016 cm-3 ?xj=0.734 mm 2) 注入的总离子数 Q＝掺杂剂量×硅片面积 ＝5×1014×[?(15/2)2]=8.8×1016 离子数 I＝qQ/t ＝[(1.6×10－19C)(8.8×1016)]/60 sec=0.23 mA;注入离子的真实分布;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;35 keV As注入;注入掩蔽层——掩蔽层应该多厚？;解出所需的掩膜层厚度：;离子注入退火后的杂质分布;离子注入的沟道效应;110;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;减少沟道效应的措施;典型离子注入参数;本节课主要内容;1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。5月-205月-20Sunday, May 24, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。12:30:4212:30:4212:305/24/2020 12:30:42 PM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2012:30:4212:30May-2024-May-20 4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。12:30:4212:30:4212:30Sunday, May 24, 2020 5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-205月-2012:30:4212:30:42May 24, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。24 五月 202012:30:42 下午12:30:425月-20 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。五月 2012:30 下午5月-2012:30May 24, 2020 8、业余生活要有意义，不要越轨。2020/5/24 12:30:4212:30:4224 May 2020 9