在电子工业中,离子注入成为了微电子工艺中的一种重要的掺杂技术,也是控制MOSFET阈值电压的一个重要手段。因此在当代制造大规模集成电路中,可以说是一种必不可少的手段。
离子注入的方法就是在真空中、低温下,把杂质离子加速(对Si,电压≥105 V),获得很大动能的杂质离子即可以直接进入半导体中;同时也会在半导体中产生一些晶格缺陷,因此在离子注入后需用低温进行退火或激光退火来消除这些缺陷。离子注入的杂质浓度分布一般呈现为高斯分布,并且浓度处不是在表面,而是在表面以内的一定深度处。
半导体离子源专用HD减速机CSF-40-100-2UH的优点是能精确控制杂质的总剂量、深度分布和面均匀性,而且是低温工艺(可防止原来杂质的再扩散等),同时可实现自对准技术(以减小电容效应)。
在工艺流程中,光刻的下一道工序就是刻蚀或离子注入。在做离子注入时,有光刻胶保护的地方,离子束无法穿透光刻胶;在没有光刻胶的地方离子束才能被注入到衬底中实现掺杂。因此,用于离子注入工艺的光刻胶必须要能有效地阻挡离子束 。
集成电路前道制程中有许多光刻层之后的工艺是离子注入(ion implantation),这些光刻层被称为离子注入光刻层(implant layers)。离子注入完成后,晶圆表面的光刻胶必须被清除掉,清除离子注入后的光刻胶是光刻工艺中的一个难点。对清除工艺的要求包括:
(1)干净彻底地去除衬底上的光刻胶;
(2)尽量避免衬底损伤表面,特别是离子注入区域(即没有光刻胶的区域);
(3)尽量避免对器件(如栅极的金属)造成伤害 。
半导体离子源专用HD减速机CSF-40-100-2UH
多样性:原则上任何元素都可以作为注入离子;形成的结构可不受热力学参数(扩散、溶解度等)限制;
不改变:不改变工件的原有尺寸和粗糙度等;适合于各类精密零件生产的最后一道工序;
牢固性:注入离子直接和材料表面原子或分子结合,形成改性层,改性层和基底材料没有清晰的界面,结合牢靠,不存在脱落的现象;
不受限:注入过程在材料温度低于零下、高到几百上千度都可以进行;可对那些普通方法不能处理的材料进行表面强化,如塑料、回火温度低的钢材等;