等离子体浸没离子注入技术与设备研究

基于传统束线离子注入在制造器件源漏超浅结时面临的挑战,介绍了一种新的超浅结的制造方法--等离子体浸没离子注入技术,总结了该技术在制造超浅结时的优点,阐述了放电方式、线圈结构、偏压电源等系统核心部件的设计,自行设计并搭建了等离子体浸没离子注入系统.采用ESPion高级朗缪尔探针测试和计算流体力学模拟方法对比研究了等离子体的特性,结果显示,在一定功率范围内等离子体密度随放电功率增加类似线性地增加;采用二次离子质谱仪对B和P的注入样片进行深度剖析,给出了偏压为-500V时B和P的注入深度分布曲线,表明注入时间既影响注入剂量,又影响峰值的位置和注入深度.     

AlGaN-GaN和GaN上的低能Si离子注入工艺

阐述GaN注入掺杂的激活退火一直受到GaN高温分解现象的制约，高温退火的目的是恢复注入造成的晶格损伤，激活注入的原子替代晶格原子。由于在注入过程中提高衬底温度已被证明可有效减少晶格损伤并有助于提高其他半导体材料的激活效率，探讨将这种方法应用于AlGaN/GaN和GaN中的Si离子注入。仿真和实验在Al0.25Ga0.75N/GaN和GaN样品结构中，进行Si离子注入，分析实验结果。     

用等离子体浸没离子注入制作亚100nmP^＋／N结

采用等离子体浸没离子注入(PⅢ)技术,通过SiF_4预非晶化后进行BF_3掺杂制作了亚100nmP~+/n结。这种方法的掺杂率可高达10~(16)/cm~2·s。硅片浸没在SiF_4或BF_3等离子体中并加负偏压。带正电的离子由等离子体层内的电场加速后注入到硅片中。改变加在硅片支座上的负压及热退火的条件就可控制结深。     

硅片表面微粗糙度的研究进展

报道了用氦离子注入智能肃离形成ＳＯＩ结构硅片的新技术,介绍了这种技术的工艺和用剖面透射电镜研究的结果。氦离子用等离子体浸没离子注入技术注入硅片中。     

InAs/GaSb II类超晶格材料的Si离子注入研究

II类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测,而通过离子注入实现横向PN结,一方面材料外延工艺简单,同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运,且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术,研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb II类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入,外延材料由P型变为N型,超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变,晶格常数变大,且失配度随着注入能量的增大而增大,注入前失配度为-0.012%,当注入能量到200 keV时,失配度达到0.072%,超晶格部分弛豫,弛豫程度为14%,而在300 °C 60 s退火后,超晶格恢复完全应变状态,且晶格常数变小,这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。     

高速双极器件制造中的离子注入技术

本文讨论了高速双极器件制造中的离子注入技术。重点讨论在双极器件制造工艺中的离子注入掺杂技术,离子注入形成浅结技术,以及离子注入层的退火技术。根据这些要求,对离子注入设备应具有的技术性能作了一些预测。     

高能离子注入技术的应用

1 前言 最近,利用MeV级高能离子注入直接向半导体衬底的深部掺杂的技术已经在实际中应用。在提高注入的均匀性和缩短热处理周期方面都超过了以往离子注入的水平,为器件的制作带来了新的手段。高能离子注入在LSI工艺的以下几个方面开始获得应用:注入剂量为     

多晶硅膜离子注入和扩散掺杂制备浅结的研究

本文对多晶硅膜离子注入掺杂和扩散掺杂制备浅发射结进行了实验研究。针对新型薄发射极晶闸管特性改善对薄发射极参数的要求,重点研究了采用不同方法时退火条件对薄发射区掺杂剖面、结深以及杂质总量的影响。管芯研究结果表明,在适当的退火条件下,离子注入掺杂制备浅结是改善器件特性较为理想的方法。     

离子注入浅结制备技术

根据近年来的文献资料总结报道几种离子注入浅结制备技术，即：大角度偏转注入、分子离子注入、双离子注入，通过介质掩膜注入，注入固体源驱入扩散再分布、等离子体浸没离子注入（ＰＩＩＩ）和反冲离子注入等。     

SiC功率器件离子注入和退火设备及工艺验证

针对SiC功率器件工艺制程中离子注入和激活退火的技术难题,利用爱发科公司自行设计并开发的高温离子注入设备(ULVAC,IH-860DSIC)、碳膜溅射设备(ULVAC,SME-200)和高温激活退火设备(ULVAC,PFS-6000-25)。通过计算模拟、AFM对比结果、Hall电阻测定和RHEED图像分析等表征手段,研究了高温高能多步注入、碳膜覆盖技术和退火温度分别对SiC器件的物理特性、表面特性及电学特性的影响。结果表明,采用500℃Al离子注入浓度为5×1018cm-3、20 nm厚碳膜溅射技术和1 700~2 000℃激活退火技术,能够实现具有良好表面特性和电学特性的p型SiC掺杂工艺。设备的稳定性已在多条SiC生产线上用于制造SiCSBD器件和SiC-MOSFET器件完成工艺验证。     

手机用GaAs SPDT开关的全离子注入技术

对移动通信用单刀双掷开关制作工艺中的 Ga As全离子注入技术进行了实验比较和讨论 ,认为 76mmGa As圆片经光片注入 Si离子后包封 40 nm Si O2 +60 nm Si N进行快速退火再进行 B离子注入隔离和器件制作的工艺方法先进、工艺简便、表面物理性能好、产品成本低、重复性和均匀性好、成品率高及器件性能优良。     

InP（Yb）晶体结构和发光特性的研究

用离子注入法配合优化退火新技术制成了一种高效发光材料ＩｎＰ（Ｙｂ）；用高灵敏度激光光谱仪测量了该材料的发光特性（ＰＬ），并研究了离子注入和退火过程中发光特性的变化，对ＰＬ谱峰作出辨认；用Ｘ射线衍射谱（ＸＤＳ）测量分析晶格结构和注入损伤（缺陷）；研究了原材料的掺杂（Ｓｎ）对发光特性的影响；较深入地探讨了该材料的发光机制，并用一改进ＲＥ发光中心模型阐明该材料的激发发光过程。     

氮化硼薄膜的制备和离子注入掺杂

通常人们对氮化硼薄膜的S掺杂,采用的是在氮化硼制备过程中就地掺杂的方法,文中则采用S离子注入方法.氮化硼薄膜用射频溅射法制得.实验结果表明,在氮化硼薄膜中注入S,可以实现氮化硼薄膜的n型掺杂;随着注入剂量的增加,氮化硼薄膜的电阻率降低.真空退火有利于氮化硼薄膜S离子注入掺杂效果的提高.在离子注入剂量为1×1016cm-2时,在600℃的温度下退火60min后,氮化硼薄膜的电阻率为2.20×105 Ω·cm,比离子注入前下降了6个数量级.     

氮化硼薄膜的制备和离子注入掺杂

通常人们对氮化硼薄膜的S掺杂,采用的是在氮化硼制备过程中就地掺杂的方法,文中则采用S离子注入方法.氮化硼薄膜用射频溅射法制得.实验结果表明,在氮化硼薄膜中注入S,可以实现氮化硼薄膜的n型掺杂;随着注入剂量的增加,氮化硼薄膜的电阻率降低.真空退火有利于氮化硼薄膜S离子注入掺杂效果的提高.在离子注入剂量为1×1016cm-2时,在600℃的温度下退火60min后,氮化硼薄膜的电阻率为2.20×105 Ω·cm,比离子注入前下降了6个数量级.     

半绝缘GaAs中Mg~++P~+双注入研究

本文对Mg~+和P~+双离子注入半绝缘GaAs的行为进行了研究.发现不论是常规热退火还是快速热退火,共P~+注入都能有效地提高注入Mg杂质的电激活率,其效果优于共As~+注入,共P~+注入的最佳条件是其剂量与Mg~+离子剂量相同,电化学C—V测量表明,双注入样品中空穴分布与理论计算值接近,而单注入样品中则发生严重偏离,快速热退火较常规热退火更有利于消除注入损伤.     

等离子掺杂——超浅结构制作新技术

一、问题提出 在21世纪中,亚微米集成电路需要超浅结制作技术。目前,大多数采用的办法是将束线离子注入技术延伸至超低能量。尽管已演示超低能量的离子注入,但是尚不能推广到规模生产中,其主要问题是生产率很低。为解决这一问题已提出几种可用的技术,包括等离子掺杂(PD)、高温快速气相掺杂(RVD)、室温气相掺杂和气体浸没激光掺杂(GILD)。由于PD的一系列优点,如低的注入能量,高的生产率,低的设     

氮化硼薄膜的制备和离子注入掺杂

通常人们对氮化硼薄膜的S掺杂，采用的是在氮化硼制备过程中就地掺杂的方法，文中则采用S离子注入方法. 氮化硼薄膜用射频溅射法制得. 实验结果表明，在氮化硼薄膜中注入S，可以实现氮化硼薄膜的n型掺杂；随着注入剂量的增加，氮化硼薄膜的电阻率降低. 真空退火有利于氮化硼薄膜S离子注入掺杂效果的提高. 在离子注入剂量为1E16cm-2时，在600℃的温度下退火60min后，氮化硼薄膜的电阻率为2.20E5Ω·cm，比离子注入前下降了6个数量级.     

C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

利用离子注入和高温退火的方法在Si中生长了C含量为0.6%—1.0%的Si1-xCx合金,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因．如果注入的C离子剂量小于引起Si非晶化的剂量,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇,难于形成Si1-xCx合金,而预先利用Si离子注入引进损伤有利于Si1-xCx合金的形成;但如果注入的C离子可以引起Si的非晶化,预先注入产生的损伤缺陷不利于Si1-xCx合金的形成．与慢速退火工艺相比,快速热退火工艺有利于Si1-xCx合金的形成．离子注入的C原子在空间分布不均匀,退火过程中将形成应变不同的Si1-x-Cx合金区域．     

灯光退火装置及其均匀性

设计制造了快速灯光退火装置,对灯光退火装置的退火均匀性作了理论计算,将灯光退火均匀性的计算结果与作者自行设计的装置所得的实验结果进行比较.结果表明,作者应用自己提出的计算方法设计制造的灯光通火装置各项指标都达到设计要求.此装置能快速、均匀、有效地对半导体中由于离子注入造成的晶格损伤进行退火,并能用于其他半导体热处理工艺.     

As+/N2+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+/N2+组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在500～900℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用LSS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析.