离子注入原理和应用(一)

本文对离子注入技术进行了比较系统的阐述,试图通过它来帮助半导体器件设计和工艺人员对离子注入机的基本原理、离子注入的物理过程、注入工艺参数的设计和选择、以及为什么目前在半导体领域中纷纷采用这门技术等问题有一个基本的了解。同时,也试图与离子注入机的设计和制造人员探讨一个问题:即从半导体器件工艺角度出发,为什么对离子注入机要提出一些特殊的要求。     

一台专用强流氧离子注入机的研制

制备SOI材料的SIMOX技术因其工艺简单、易控制、重复性好、成本低、易向商业化过渡等优点而引起了S0I材料界更为广泛的关注。SIMOX技术所需要的最关键的设备就是大束流专用氧离子注入机。专用氧离子注入机与常规离子注入机有较大的区别：注氧时间长，注入剂量大，注入过程中要求晶片保持600℃左右的高温，金属污染非常低。本文着重介绍一台专用强流氧离子注入机主要结构单元的研制方法及工艺试验结果分析。     

硅探测器加工中的离子注入工艺设计与控制

应用离子注入工艺可制备获得线性电流大、窗口死层薄的硅pin辐射探测器。首先简要介绍了离子注入工艺形成pn结的原理,重点根据技术要求进行了离子注入工艺设计和计算,分别得到了注入能量为40 keV和注入剂量为4×1014/cm2的两个重要控制参数。同时分析了在离子注入工艺中存在的影响因素和相应处理方法,对生产具有良好的指导作用。采用所设计的工艺参数制备获得的硅pin辐射探测器各项技术指标均满足要求,验证了离子注入工艺设计与参数控制的有效性。     

用等离子体浸没氦离子注入实现智能剥离

报道了用氦离子注入智能剥离形成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。     

砷化镓中的离子注入

在半导体器件制造工艺中,离子注入技术日益广泛地得到应用。特别是在硅器件中,利用离子注入制作MOS器件和双极晶体管以及MOS集成电路等都已投入大量生产。预计在1975～1980年将实现全注入MOS及双极大规模集成电路。在化合物半导体中的离子注入技术也在进行广泛研究,特别是在砷化镓方面的研究已取得较大成果,正逐步应用于器件制造中。     

小角度注入条件下离子束水平角度偏差对掺杂分布影响研究

半导体器件离子注入工艺中角度控制是一项关键要求.为保证离子精确地注入到器件结构中,离子束注入角度必须进行精确测量及校正.当半导体器件特征尺寸逐渐缩小,小角度离子注入越来越多的被使用.本文阐述了离子注入角度检测及控制方式,小角度注入条件下沟道效应对掺杂分布影响,通过分析及实验验证,由于位置校准及结构安装等因素导致的水平角...     

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。     

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     

硼离子注入退火过程对表面迁移率及薄层电阻的影响

本文利用与退火条件有关的离子注入杂质分布,得到了在硅中硼离子注入退火条件对载流子表面迁移率的影响。还得到了硼离子注入薄层电阻与注入条件及退火情况的关系。在这些关系中,注入剂量对迁移率及薄层电阻有最主要的影响。这些结果可在设计和制造VLSI中用以确定工艺条件。     

碲镉汞离子注入温度研究

作为pn结成型的重要参数,离子注入温度对晶格缺陷和材料扩散的影响较大。在碲镉汞的离子注入过程中,注入温度很大程度上影响着注入区的尺寸与光刻掩膜的形貌。从离子注入工艺的温度控制出发,研究了该工艺中的束流、注入能量、接触面粗糙度等因素;结合器件的I-V曲线,探究了注入温度对碲镉汞红外探测器性能的影响。结果表明,较低的注入束流、冷却温度以及良好的导热面,可以保证实际注入温度低于光刻胶的耐受温度,从而提高工艺过程的成品率。同时,较低的注入温度对于减小暗电流及注入区扩散面积起到了一定的作用,提高了碲镉汞红外探测器光敏元的性能。     

Lithographyless ion implantation technology for agile fab

A new type of ion implanter developed for an agile fab can eliminate the processes concerned. with photoresist lithography from the ion implantation process. This new ion implantation technology can reduce the raw process time, footprint, and the cost of ownership to less than one-half that of conventional ion implantation technology. The authors are making further developments on this ion implanter and evaluating technical issues related to ion implantation. This technique is suitable for manufacturing submicron node IC devices. Based on the results of evaluating the prototype machine, we will produce the next /spl beta/-machine.     

离子注入模型

本文结合我们的科研工作,阐述了半导体器件工艺模拟中的离子注入模型,并指出,由于离子注入具有能精确控制工艺参数,并能在较大面积上形成薄而均匀的掺杂层等特点,因此在工艺模拟中选用合适的离子注入模型对于提高工艺模拟的精确性是十分重要的。     

拉通型硅基APD保护环工艺研究

研究了离子注入后推结与扩散两种掺杂方式制作保护环对拉通型硅基雪崩光电二极管(Si-APD)器件成品率的影响,对比在不同工艺条件下器件反向击穿电压、暗电流的变化情况.研究结果表明,采用离子注入后推结的方式,在注入后3 h@1 100℃条件下的成品率为94％;采用扩散掺杂方式,器件成品率不超过65％.两种方式对器件反向击穿电压影响较小且暗电流抑制效果相当.离子注入后推结制备保护环的方式更适合Si-APD制程.     

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。     

Effects of incident energy and angle on carbon cluster ions implantation on silicon substrate:a molecular dynamics study

Carbon cluster ion implantation is an important technique in fabricating functional devices at micro/nanoscale. In this work, a numerical model is constructed for implantation and implemented with a cutting-edge molecular dynamics method. A series of simulations with varying incident energies and incident angles is performed for incidence on silicon substrate and correlated effects are compared in detail. Meanwhile, the behavior of the cluster during implantation is also examined under elevated temperatures. By mapping the nanoscopic morphology with variable parameters, numerical formalism is proposed to explain the different impacts on phrase transition and surface pattern formation. Particularly, implantation efficiency (IE) is computed and further used to evaluate the performance of the overall process. The calculated results could be properly adopted as the theoretical basis for designing nano-structures and adjusting devices'' properties.     

提高金属材料离子注入效益的一条新途径

本文评述了在金属材料领域中应用离子注入技术的现状;阐明了提高离子注入效益的一条新途径:不仅以离子注入技术改变工模具的性能,延长其使用寿命,而且以离子注入技术来显著提高金属产品的质量。文末还对进一步发展离子注入的前景做了展望。     

Si MOSFET fabrication using focused ion beams

Submicrometer focused ion beams have been used both for the maskless ion implantation of p-channel depletion-mode Si MOSFET's and for the gate lithography of n-channel enhancement-mode Si MOSFET's. B-Pt and Au-Si liquid-metal-alloy ion sources were utilized in a single-lens focusing column for the implantation and lithography steps, respectively. An 800-Å-thick Al stopping layer was used at the target to separate the lighter ions from the heavier ion species in the beams. Reasonable dc electrical characteristics were measured for the chosen device process parameters.     

HEMT集成电压比较器

本文从HEMT器件的基本结构、工作机理入手,对HEMT器件的设计进行了探讨。根据实际HEMT器件I-V特性曲线,建立了实际工艺条件下HEMT器件I-V特性计算模型。利用该模型对CML集成电压比较器进行模拟分析,确定了元件各种电参数及结构参数。采用离子注入技术进行器件的隔离,分别用HEMT和PHEMT材料,研制出了增强型、低功耗集成电压比较器,在1GSPS取样速率时,电压分辨率为30mV,功耗为27mW。     

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。