1. Hoʻolauna
ʻO ka hoʻokomo ʻana o Ion kekahi o nā kaʻina hana nui i ka hana kaapuni hoʻohui. E pili ana ia i ke kaʻina hana o ka hoʻolalelale ʻana i ka kukuna ion i kekahi ikehu (maʻamau i ka laulā o keV a i MeV) a laila hoʻokomo ʻia i loko o ka ʻili o kahi mea paʻa e hoʻololi i nā waiwai kino o ka ʻili o ka mea. Ma ke kaʻina hana kaapuni i hoʻohui ʻia, ʻo ka mea paʻa ka mea maʻamau he silika, a ʻo nā ion impurity implanted he mau boron ions, phosphorus ions, arsenic ions, indium ions, germanium ions, etc. mea a i ʻole e hana i kahi hui PN. I ka wā i hoʻemi ʻia ai ka nui hiʻona o nā kaapuni i hoʻohui ʻia i ke au sub-micron, ua hoʻohana nui ʻia ke kaʻina hana implantation ion.
Ma ke kaʻina hana kaʻapuni i hoʻohui ʻia, hoʻohana pinepine ʻia ka implantation no nā papa kanu hohonu, hoʻohuli i nā luawai doped, ka hoʻoponopono ʻana o ka paepae, ke kumu a me ka hoʻonui ʻana i ka wai, ke kumu a me ka hoʻoulu ʻana, ka polysilicon gate doping, ka hana ʻana i nā hui PN a me nā resistors / capacitors, etc. I ke kaʻina hana o ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea substrate silicon ma luna o nā insulators, ua hoʻokumu ʻia ka papa oxide i kanu ʻia e ka ion oxygen kiʻekiʻe. hoʻokomo ʻia, a i ʻole ʻoki akamai i loaʻa i ka hoʻokomo ʻana i ka hydrogen ion implantation kiʻekiʻe.
Hana ʻia ka hoʻokomo ʻana o ka Ion e kahi implanter ion, a ʻo kāna mau kaʻina hana koʻikoʻi he dose a me ka ikehu: ʻo ka hopena e hoʻoholo i ka hopena hope, a ʻo ka ikehu e hoʻoholo i ka laulā (ʻo ia hoʻi, hohonu) o nā ion. Wahi a nā koi hoʻolālā ʻokoʻa, ua hoʻokaʻawale ʻia nā kūlana implantation i nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe kiʻekiʻe, medium-dose medium-energy, medium-dose low-energy, a i ʻole kiʻekiʻe-dose low-energy. I mea e loaʻa ai ka hopena implantation kūpono, pono e hoʻolako ʻia nā implanters ʻokoʻa no nā koi kaʻina hana like ʻole.
Ma hope o ka hoʻokomo ʻana i ka ion, pono ia e hana i kahi kaʻina hana annealing kiʻekiʻe e hoʻoponopono ai i ka pōʻino lattice i hoʻokumu ʻia e ka implantation ion a hoʻāla i nā ion haumia. I nā kaʻina hana kaapuni kuʻuna, ʻoiai he mana nui ka mahana annealing i ka doping, ʻaʻole nui ka mahana o ke kaʻina hana implantation ponoʻī. Ma nā ʻenehana ʻenehana ma lalo o 14nm, pono e hana ʻia kekahi mau kaʻina hana implantation i nā wahi wela haʻahaʻa a kiʻekiʻe paha e hoʻololi i nā hopena o ka pōʻino lattice, etc.
2. kaʻina hana implantation
2.1 Kumu Kumu
ʻO ka hoʻokomo ʻana o Ion kahi kaʻina doping i hoʻomohala ʻia i nā makahiki 1960 i ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o nā ʻenehana diffusion kuʻuna ma ka hapa nui.
ʻO nā ʻokoʻa nui ma waena o ka doping implantation ion a me ka doping diffusion kuʻuna penei:
(1) He ʻokoʻa ka puʻunaue ʻana o ka hoʻohaumia haumia ma ka ʻāina doped. Aia ka peak impurity concentration o ka implantation ion i loko o ke aniani, aʻo ka peak impurity concentration of diffusion aia ma ka ʻili o ke aniani.
(2) ʻO ka hoʻokomo ʻana i ka Ion kahi kaʻina i hana ʻia ma ka lumi wela a i ʻole ka wela haʻahaʻa, a pōkole ka manawa hana. Pono ka diffusion doping i ka mālama ʻana i ka wela kiʻekiʻe.
(3) Hiki i ka implantation Ion ke koho maʻalahi a pololei o nā mea implanted.
(4) No ka hoʻopili ʻia ʻana o nā haumia e ka diffusion thermal, ʻoi aku ka maikaʻi o ka nalu i hana ʻia e ka implantation ion i loko o ke aniani ma mua o ka nalu i hana ʻia e ka diffusion i ka aniani.
(5) Hoʻohana maʻamau ka hoʻokomo ʻana o Ion i ka photoresist ma ke ʻano he mask, akā pono ka diffusion doping i ka ulu ʻana a i ʻole ka waiho ʻana o kahi kiʻiʻoniʻoni o kahi mānoanoa e like me ka mask.
(6) Ua hoʻololi maoli ʻo Ion implantation i ka diffusion a lilo i ke kaʻina doping nui i ka hana ʻana i nā kaʻa hoʻohui i kēia lā.
I ka wā e hoʻokuʻu ʻia ai kahi pahu ion me kekahi ikehu i kahi pahu hopu paʻa (maʻa mau he wafer), e hana nā ion a me nā ʻātoma ma ka ʻili i hoʻopaʻa ʻia i nā ʻano pilina like ʻole, a hoʻololi i ka ikehu i nā ʻātoma i hoʻopaʻa ʻia ma kekahi ala e hoʻoulu ai a ionize. lakou. Hiki i nā ion ke lilo i ka nui o ka ikehu ma o ka hoʻololi ʻana i ka manawa, a ma hope e hoʻopuehu ʻia e nā ʻātoma i hoʻopaʻa ʻia a i ʻole ke kū ʻana i ka mea i hoʻopaʻa ʻia. Inā ʻoi aku ke kaumaha o nā ion i hoʻokomo ʻia, e hoʻokomo ʻia ka hapa nui o nā ion i loko o ka pahu paʻa. ʻO ka mea ʻē aʻe, inā ʻoi aku ka maʻalahi o nā ion i hoʻopaʻa ʻia, e lele ka nui o nā ion i hoʻopaʻa ʻia mai ka ʻili i hoʻopaʻa ʻia. ʻO ka mea maʻamau, ʻo kēia mau iona kiʻekiʻe i hoʻokomo ʻia i loko o ka pahu hopu e hui pū me nā ʻātoma lattice a me nā electrons i loko o ka pahu paʻa i nā pae like ʻole. Ma waena o lākou, hiki ke ʻike ʻia ka hui ʻana ma waena o nā ion a me nā ʻātoma paʻa paʻa e like me ka hui ʻana elastic no ka mea kokoke lākou i ka nuipaʻa.
2.2 Nā palena nui o ka hoʻokomo ʻana i ka ion
He hana maʻalahi ka hoʻokomo ʻana o Ion e pono e hoʻokō i ka hoʻolālā chip koʻikoʻi a me nā koi hana. ʻO nā ʻāpana implantation ion koʻikoʻi: dose, range.
ʻO ka Dose (D) e pili ana i ka helu o nā ion i hoʻokomo ʻia i kēlā me kēia ʻāpana o ka ʻili wafer silika, ma nā ʻātoma pākahi kenimika huinaha (a i ʻole nā ion no ke kenimika huinaha). Hiki ke helu ʻia ʻo D ma ke ʻano penei:
ʻO kahi D ka nui o ka implantation (ka helu o nā ion/unit area); t ka manawa implantation; ʻO wau ke au o ke kukui; ʻO q ka uku i lawe ʻia e ka ion (ʻo 1.6×1019C[1] hoʻokahi uku hoʻokahi); a ʻo S ka wahi implantation.
ʻO kekahi o nā kumu nui i lilo ai ka ion implantation i ʻenehana koʻikoʻi i ka hana ʻana i ka wafer silika, ʻo ia ka hiki ke hoʻokomo pinepine i ka nui o nā haumia i loko o nā wafer silika. Hoʻokō ka implanter i kēia pahuhopu me ke kōkua o ka hoʻopiʻi maikaʻi o nā ion. Ke hoʻokumu ʻia nā iona haumia maikaʻi i ka lāʻau ion, ua kapa ʻia kona kahe kahe ʻana ʻo ke au o ka lāʻau ion, i ana ʻia ma mA. ʻO ka laulā o nā kaha liʻiliʻi a me nā haʻahaʻa he 0.1 a 10 mA, a ʻo ka laulā o nā kaha kiʻekiʻe he 10 a 25 mA.
ʻO ka nui o ka ion beam au he mea nui i ka wehewehe ʻana i ka nui. Inā piʻi ka mea i kēia manawa, piʻi pū ka helu o nā atoms haumia i hoʻokomo ʻia i kēlā me kēia manawa. ʻO ke kiʻekiʻe o kēia manawa ke kūpono i ka hoʻonui ʻana i ka hua wafer silika (e hoʻokomo i nā ion i kēlā me kēia manawa hana), akā hoʻopilikia pū kekahi.
3. ion implantation lako
3.1 Hoʻokumu kumu
ʻO nā mea hana implantation Ion he 7 mau modules kumu:
① kumu ion a me ka absorber;
② mea hoʻoponopono nui (ʻo ia hoʻi ka magnet analytical);
③ paipu holo wikiwiki;
④ kaʻi diski;
⑤ ʻōnaehana electrostatic neutralization;
⑥ keʻena hana;
⑦ ʻōnaehana hoʻoponopono dosis.
AAia nā modula i loko o kahi pōʻaiapuni i hoʻokumu ʻia e ka ʻōnaehana vacuum. Hōʻike ʻia ke kiʻi ma lalo nei ke kiʻi kumu o ka implanter ion.
(1)Puna ion:
ʻO ka mea maʻamau i loko o ke keʻena pahu like me ka electrode suction. Pono nā mea haumia e kali nei e hoʻokomo ʻia i loko o kahi kūlana ion i mea e hoʻomalu ʻia a wikiwiki ʻia e ke kahua uila. Loaʻa ka B+, P+, As+, a me nā mea ʻē aʻe ma o ka ionizing atoms a i ʻole molekole.
ʻO nā kumu haumia i hoʻohana ʻia ʻo BF3, PH3 a me AsH3, a me nā mea ʻē aʻe, a ua hōʻike ʻia ko lākou mau hale ma ke kiʻi ma lalo. Hoʻokuʻi nā electrons i hoʻokuʻu ʻia e ka filament me nā ʻātoma kinoea e hana i nā ion. Hoʻokumu pinepine ʻia nā electron e kahi kumu filament tungsten wela. No ka laʻana, ʻo ka Berners ion source, ua hoʻokomo ʻia ka filament cathode i loko o ke keʻena arc me kahi komo kinoea. ʻO ka paia o loko o ke keʻena arc ka anode.
Ke hoʻokomo ʻia ke kumu kinoea, hele ka ʻāwī nui i ka filament, a hoʻohana ʻia ka volta o 100 V ma waena o nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole, e hoʻoulu ai i nā electrons ikaika a puni ka filament. Hoʻokumu ʻia nā iona maikaʻi ma hope o ka hui ʻana o nā electrons ikaika nui me nā molekole kinoea kumu.
Hoʻohana ka magnet o waho i kahi māla magnetic e like me ka filament e hoʻonui i ka ionization a hoʻopaʻa i ka plasma. I loko o ke keʻena arc, ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe e pili ana i ka filament, aia kahi reflector i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia e hōʻike ana i nā electrons i hope e hoʻomaikaʻi i ka hanauna a me ka pono o nā electrons.
(2)Hoʻopio:
Hoʻohana ʻia ia e hōʻiliʻili i nā ion maikaʻi i hana ʻia i loko o ke keʻena arc o ke kumu ion a hoʻolilo iā lākou i ka lāʻau ion. No ka mea, ʻo ke keʻena arc ka anode a ua hoʻoneʻe ʻia ka cathode i ka electrode suction, ʻo ke kahua uila i hana ʻia e hoʻomalu i nā ion maikaʻi, e neʻe ai lākou i ka electrode suction a huki ʻia mai ka ʻāpana ion, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo. . ʻOi aku ka ikaika o ke kahua uila, ʻoi aku ka nui o ka ikehu kinetic i loaʻa i nā ion ma hope o ka wikiwiki. Aia kekahi puʻupuʻu puʻupuʻu ma ka electrode suction e pale ai i ka hoʻopili ʻana mai nā electrons i ka plasma. I ka manawa like, hiki i ka electrode suppression ke hana i nā ion i loko o kahi kukuna ion a hoʻopaʻa iā lākou i loko o kahi kahawai ion beam like e hele ai i ka implanter.
(3)Mea hoʻoponopono nui:
Nui paha nā ʻano ion i hana ʻia mai ke kumu ion. Ma lalo o ka wikiwiki o ka volta anode, neʻe nā ion i ka wikiwiki kiʻekiʻe. Loaʻa i nā iona ʻokoʻa nā ʻāpana nui atomika like ʻole a me nā lakio mass-to-charge.
(4)Paipu holo wikiwiki:
I mea e loaʻa ai ka wikiwiki kiʻekiʻe, koi ʻia ka ikehu kiʻekiʻe. Ma waho aʻe o ke kahua uila i hāʻawi ʻia e ka anode a me ka ananaly mass, pono hoʻi kahi māla uila i hāʻawi ʻia i loko o ka pahu accelerator no ka wikiwiki. Aia ka paipu accelerator i nā pūʻulu electrodes i hoʻokaʻawale ʻia e kahi dielectric, a ʻo ka uila maikaʻi ʻole ma nā electrodes e hoʻonui i ke kaʻina ma o ka pilina moʻo. ʻO ke kiʻekiʻe o ka volta holoʻokoʻa, ʻoi aku ka nui o ka wikiwiki i loaʻa i nā ion, ʻo ia hoʻi, ʻoi aku ka nui o ka ikehu i lawe ʻia. Hiki i ka ikehu kiʻekiʻe ke ʻae i nā iona haumia e hoʻokomo hohonu i loko o ka wafer silicon e hana i kahi hui hohonu, ʻoiai hiki ke hoʻohana ʻia ka ikehu haʻahaʻa e hana i kahi hui pāpaʻu.
(5)Kiki diski
He liʻiliʻi loa ke anawaena o ka kukuna ion i hoʻopaʻa ʻia. Ma kahi o 1 knm ke anawaena o ke kaola o ka mea kanu i keia manawa, a he 3 knm ke anawaena o ka mea kanu i keia manawa. Pono e uhi ʻia ka wafer silika holoʻokoʻa e ka nānā ʻana. Hoʻoholo ʻia ka hoʻihoʻi hou ʻana o ka implantation dose ma ka nānā ʻana. ʻO ka maʻamau, ʻehā ʻano ʻōnaehana scanning implanter:
① ka nānā ʻana i ka electrostatic;
② ka nānā ʻana i nā mīkini;
③ ka nānā ʻana i nā hybrid;
④ ka nānā ʻana like.
(6)Pūnaehana hoʻokaʻawale uila:
I ka wā o ke kaʻina hana implantation, pā ka ion beam i ka wafer silicon a hoʻonui i ka uku ma ka ʻili mask. ʻO ka hopena o ka hōʻiliʻili kālā e hoʻololi i ke koena o ka hoʻopaʻa ʻana i ka beam ion, e hoʻonui ai i ke kiko o ka beam a ʻaʻole like ka hāʻawi ʻana. Hiki paha iā ia ke uhaki i ka ʻili o ka ʻili o ka ʻili a hoʻopau i ka mea hana. I kēia manawa, hoʻokomo pinepine ʻia ka wafer silicon a me ka ion beam i loko o kahi ʻano plasma paʻa kiʻekiʻe i kapa ʻia he ʻōnaehana ʻauʻau electron plasma, hiki ke hoʻomalu i ka hoʻouka ʻana o ka wafer silicon. Lawe kēia ʻano i nā electrons mai ka plasma (ʻo ia ka argon a i ʻole xenon) i loko o kahi keʻena arc aia ma ke ala ion beam a kokoke i ka wafer silicon. Hoʻopili ʻia ka plasma a hiki i nā electrons lua wale ke piʻi i ka ʻili o ka wafer silicon e hoʻopau i ka uku kūpono.
(7)Kaʻina hana:
ʻO ka hoʻokomo ʻia ʻana o nā kaola ion i loko o nā wafer silika i loko o ke keʻena hana. ʻO ke keʻena kaʻina hana he ʻāpana koʻikoʻi o ka implanter, ʻo ia hoʻi kahi ʻōnaehana scanning, kahi keʻena hoʻopaʻa me kahi laka maloʻo no ka hoʻouka ʻana a me ka wehe ʻana i nā wafer silika, kahi ʻōnaehana hoʻololi silicon wafer, a me kahi ʻōnaehana hoʻokele kamepiula. Eia kekahi, aia kekahi mau mea hana no ka nānā ʻana i nā doses a me ka mālama ʻana i nā hopena channel. Inā hoʻohana ʻia ka mīkini ʻimi ʻana, ʻano nui ke kikowaena kikowaena. Hoʻopili ʻia ka ʻōpala o ke keʻena kaʻina hana i ke kaomi lalo e koi ʻia e ke kaʻina hana e ka pauma mechanical multi-stage, ka paila turbomolecular, a me ka pauma condensation, ʻo ia ka mea maʻamau e pili ana i 1 × 10-6Torr a i ʻole.
(8)Pūnaehana hoʻoponopono dosage:
Hoʻokō ʻia ka nānā ʻana i ka nui o ka manawa maoli ma kahi implanter ion ma ke ana ʻana i ka lāʻau ion a hiki i ka wafer silika. Hoʻohana ʻia ke ʻano ion beam me ka mea ʻike i kapa ʻia he kīʻaha Faraday. Ma kahi ʻōnaehana Faraday maʻalahi, aia kahi mea ʻike i kēia manawa i ke ala ion beam e ana i ke au. Eia naʻe, he pilikia kēia, no ka mea, e hana ana ka lāʻau ion me ka mea ʻike a hoʻopuka i nā electron lua e hopena i ka heluhelu hewa ʻana. Hiki i ka ʻōnaehana Faraday ke hoʻopau i nā electrons lua me ka hoʻohana ʻana i nā māla uila a i ʻole nā magnetika e loaʻa ai ka heluhelu ʻana o ka beam maoli. Hāʻawi ʻia ka mea i ana ʻia e ka ʻōnaehana Faraday i loko o kahi mea hoʻoponopono dose uila, e hana ana ma ke ʻano he accumulator o kēia manawa (ʻo ia ka mea e hōʻiliʻili mau ai i ke ana ʻana o ka beam current). Hoʻohana ʻia ka mea hoʻoponopono e hoʻopili i ka huina o kēia manawa i ka manawa implantation e pili ana a helu i ka manawa i koi ʻia no kekahi ʻano.
3.2 Hoʻoponopono pōʻino
ʻO ka hoʻokomo ʻana o ka Ion e kīkēkē ana i nā ʻātoma mai loko mai o ka hana lattice a hōʻino i ka lattice wafer silicon. Inā nui ka maʻi implanted, e lilo ka papa implanted i amorphous. Eia kekahi, ʻaʻole i noho nā ion i hoʻokomo ʻia i nā wahi lattice o ke silika, akā noho i nā kūlana lattice gap. Hiki ke ho'ā 'ia kēia mau mea haumia interstitial ma hope o ke ka'ina hana annealing ki'eki'e.
Hiki i ka Annealing ke hoʻomehana i ka wafer silika i hoʻokomo ʻia e hoʻoponopono i nā hemahema lattice; hiki iā ia ke hoʻoneʻe i nā ʻātoma haumia i nā wahi lattice a hoʻāʻo iā lākou. ʻO ka mahana e pono ai no ka hoʻoponopono ʻana i nā hemahema lattice ma kahi o 500 ° C, a ʻo ka mahana e pono ai e hoʻāla i nā atom haumia ma kahi o 950 ° C. ʻO ka hoʻouluʻana o nā mea haumia e pili ana i ka manawa a me ka mahana:ʻo ka lōʻihi o ka manawa a me ke kiʻekiʻe o ka mahana,ʻo kaʻoi aku o ka pihaʻana o nā mea haumia. ʻElua mau ala kumu no ka hoʻopili ʻana i nā wafer silika:
① ka wela wela wela annealing;
② ka hoʻopili wela wela (RTA).
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka umu wela kiʻekiʻe: ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka umu wela kiʻekiʻe kahi hana annealing maʻamau, e hoʻohana ana i kahi umu wela wela e wela ai ka wafer silicon i 800-1000 ℃ a mālama iā ia no 30 mau minuke. Ma kēia mahana, hoʻi nā ʻātoma silika i ke kūlana lattice, a hiki i nā ʻātoma haumia ke pani i nā ʻātoma silika a komo i ka lattice. Eia nō naʻe, ʻo ka mālama ʻana i ka wela i kēlā mehana a me ka manawa e alakaʻi i ka laha ʻana o nā haumia, kahi mea i makemake ʻole ai ka ʻoihana hana IC hou e ʻike.
Hoʻopiʻi Thermal Annealing: Hoʻomaʻamaʻa ʻo Rapid thermal annealing (RTA) i nā wafer silika me ka piʻi wikiwiki loa o ka wela a me ka lōʻihi pōkole ma ka wela i manaʻo ʻia (maʻamau 1000°C). Hana ʻia ka hoʻohui ʻana o nā wafer silika i hoʻokomo ʻia i loko o kahi kaʻina hana wela me Ar a i ʻole N2. Hiki i ke kaʻina piʻi wikiwiki a me ka manawa pōkole ke hoʻoponopono i nā hemahema lattice, ka hoʻoulu ʻana i nā haumia a me ka pale ʻana i ka diffusion haumia. Hiki i ka RTA ke hōʻemi i ka hoʻomāhuahua ʻana o ka transient i hoʻonui ʻia a ʻo ia ke ala maikaʻi loa e kāohi ai i ka hohonu o ka hui ʻana i nā implants pāpaʻu.
——————————————————————————————————————————————— ———————————-
Hiki iā Semicera ke hāʻawiʻāpana graphite, palupalu/oolea manao, ʻāpana kalapona silika, ʻO nā ʻāpana carbide silika CVD, aʻāpana i uhi ʻia ʻo SiC/TaCme i loko o 30 lā.
Inā makemake ʻoe i nā huahana semiconductor i luna,mai hoʻokaʻulua e hoʻokaʻaʻike mai iā mākou i ka manawa mua.
Kelepona: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-31-2024