1. Okwu mmalite
Ịkụnye ion bụ otu n'ime usoro isi na mmepụta sekit agbakwunyere. Ọ na-ezo aka na usoro nke ịgbatị ion beam na ike ụfọdụ (n'ozuzu na nso nke keV na MeV) wee gbanye ya n'elu ihe siri ike iji gbanwee ihe anụ ahụ nke elu nke ihe. N'ime usoro sekit jikọtara ọnụ, ihe siri ike na-abụkarị silicon, na ion adịghị ọcha a na-etinye na-abụkarị boron ion, ion phosphorus, ion arsenic, ion indium, ion ion germanium, wdg. ihe ma ọ bụ mepụta njikọ PN. Mgbe njirimara nke sekit agbakwunyere belatara na oge sub-micron, a na-eji usoro ntinye ion eme ihe n'ọtụtụ ebe.
N'ime usoro mmepụta sekit agbakwunyere, a na-ejikarị ntinye ion mee ihe maka akwa ndị e liri, tụgharịa olulu mmiri doped, ngbanwe voltaji ọnụ ụzọ, ntinye ntinye na igbapu, ntinye na ntinye mmiri, polysilicon ọnụ ụzọ doping, na-eme njikọ PN na resistors / capacitors, wdg. N'ime usoro nke ịkwadebe ihe mkpụrụ osisi silicon na insulators, oyi akwa oxide e liri na-etolite site na ntinye ikuku oxygen dị elu, ma ọ bụ igbutu ọgụgụ isi site na ntinye hydrogen ion dị elu.
A na-eme ntinye ion site na ntinye ion, na usoro usoro ya kachasị mkpa bụ dose na ume: dose na-ekpebi ntinye ikpeazụ, na ike na-ekpebi oke (ntụgharị, omimi) nke ion. Dị ka ihe dị iche iche chọrọ imewe ngwaọrụ, a na-ekewa ọnọdụ ntinye n'ime ike dị elu nke ike dị elu, nke na-eme ka ọ dị elu, ike dị ala, ma ọ bụ obere ike. Iji nweta mmetụta ntinye nke ọma, ihe ntinye dị iche iche kwesịrị ịkwado maka usoro dị iche iche chọrọ.
Mgbe etinyere ion ion, ọ dị mkpa ka a na-eme usoro nkwụsị nke okpomọkụ dị elu iji rụkwaa mmebi lattice nke ntinye ion kpatara ma mee ka ion adịghị ọcha rụọ ọrụ. Na usoro sekit agbakwunyere omenala, ọ bụ ezie na okpomọkụ na-ekpo ọkụ nwere mmetụta dị ukwuu na doping, okpomọkụ nke usoro ntinye ion n'onwe ya adịghị mkpa. N'ọnụ ọnụ teknụzụ dị n'okpuru 14nm, ọ dị mkpa ka a rụọ ụfọdụ usoro ntinye ion na mpaghara dị ala ma ọ bụ dị elu iji gbanwee mmetụta nke mmebi lattice, wdg.
2. ion usoro ntinye
2.1 Ụkpụrụ bụ isi
Ịkụnye ion bụ usoro doping emepụtara na 1960 nke ka usoro mgbasa ozi ọdịnala n'ọtụtụ akụkụ.
Isi ihe dị iche n'etiti ion implantation doping na omenala mgbasa doping bụ ndị a:
(1) Nkesa nke ịta ahụhụ adịghị ọcha na mpaghara doped dị iche. Ọnụ ọgụgụ kachasị elu nke adịghị ọcha nke ntinye ion dị n'ime kristal, ebe njedebe adịghị ọcha nke mgbasa dị n'elu kristal.
(2) Ntinye ion bụ usoro a na-eme na ụlọ okpomọkụ ma ọ bụ ọbụna obere okpomọkụ, na oge mmepụta dị mkpụmkpụ. Doping mgbasa ozi chọrọ ọgwụgwọ okpomọkụ dị ogologo ogologo.
(3) Ntinye ion na-enye ohere maka mgbanwe na nhọrọ ziri ezi nke ihe ndị etinyere.
(4) Ebe ọ bụ na mgbasa ọkụ na-emetụta ihe ndị na-adịghị ọcha, ụdị waveform nke a na-emepụta site na ntinye ion na kristal dị mma karịa nke a na-emepụta site na mgbasa na kristal.
(5) Ntinye ion na-ejikarị photoresist dị ka ihe nkpuchi, mana doping mgbasa na-achọ itolite ma ọ bụ ntinye ihe nkiri nke ụfọdụ ọkpụrụkpụ dị ka ihe nkpuchi.
(6) Ntinye ion ejirila dochie anya mgbasa wee bụrụ usoro doping bụ isi na imepụta sekit jikọtara ọnụ taa.
Mgbe ihe omume ion beam na ụfọdụ ume na-atụ bọmbụ siri ike (na-abụkarị wafer), ion na atom ndị dị n'elu ebe a na-eche ihu ga-enwe mmekọrịta dị iche iche, ma nyefee ike na atom ndị a na-eche n'echiche n'ụzọ ụfọdụ iji kpalie ma ọ bụ ionize. ha. Ion ahụ nwekwara ike tufuo ụfọdụ ume site na mbufe ngwa ngwa, na n'ikpeazụ ga-agbasasịa site na atom ndị ezubere iche ma ọ bụ kwụsị n'ime ihe ezubere iche. Ọ bụrụ na ion ndị ahụ agbanyere dị arọ karị, a ga-agbanye ọtụtụ ion n'ime ihe mgbaru ọsọ siri ike. N'ụzọ megidere nke ahụ, ọ bụrụ na ion ndị a na-agbanye dị ọkụ, ọtụtụ n'ime ion ndị a gbanyere ga-esi n'elu ebupụta. N'ụzọ bụ isi, ion ndị a nwere ike ịgbanye n'ime ebumnuche ga-adaba na atom lattice na eletrọn na ebumnuche siri ike ruo ogo dị iche iche. N'ime ha, nkukota dị n'etiti ion na atom ndị siri ike lekwasịrị anya nwere ike were dị ka nkuku na-agbanwe agbanwe n'ihi na ha nọ nso na oke.
2.2 Isi akụkụ nke ntinye ion
Ịtinye ion bụ usoro na-agbanwe agbanwe nke ga-emezurịrị imewe mgbawa na mmepụta ihe achọrọ. Ihe dị mkpa maka ntinye ion bụ: dose, oke.
Dose (D) na-ezo aka ọnụ ọgụgụ ion ndị a gbanyere n'otu mpaghara mpaghara nke elu silicon wafer, na atom kwa centimita square (ma ọ bụ ions kwa centimita square). Enwere ike gbakọọ D site na usoro a:
Ebe D bụ ntinye ntinye (ọnụọgụ ions / mpaghara mpaghara); t bụ oge ntinye; Mu onwem bu ebili-miri; q bụ ụgwọ nke ion na-ebu (otu ụgwọ bụ 1.6 × 1019C[1]); na S bụ mpaghara etinyere.
Otu n'ime isi ihe kpatara ntinye ion ji bụrụ teknụzụ dị mkpa n'ichepụta silicon wafer bụ na ọ nwere ike ịkụnye otu ụdị adịghị ọcha ugboro ugboro n'ime wafer silicon. Ihe ntinye na-enweta ihe mgbaru ọsọ a site n'enyemaka nke ụgwọ dị mma nke ions. Mgbe ion adịghị ọcha dị mma na-etolite ion beam, a na-akpọ ọsọ ọsọ ya ion beam current, nke a tụrụ na mA. Oghere nke ọkara na nke dị ala bụ 0.1 ruo 10 mA, na oke mmiri dị elu bụ 10 ruo 25 mA.
Ogo nke ion beam current bụ mgbanwe dị mkpa n'ịkọwa dose ahụ. Ọ bụrụ na nke ugbu a na-abawanye, ọnụ ọgụgụ nke atọm adịghị ọcha etinyere n'otu nkeji oge na-abawanye. Ugbu a dị elu na-enyere aka ịbawanye mkpụrụ nke silicon wafer (ịnye ọtụtụ ion kwa oge mmepụta otu unit), mana ọ na-ebutekwa nsogbu otu.
3. ion ntinye akụrụngwa
3.1 Ntọala ntọala
Ngwa ntinye nke ion gụnyere modul 7 bụ isi:
① ion isi iyi na absorber;
② mass analyzer (ya bụ, magnetik nyocha);
③ osooso tube;
④ nyocha diski;
⑤ electrostatic neutralization usoro;
⑥ ụlọ usoro;
⑦ usoro nchịkwa dose.
All modul dị na oghere oghere nke sistemu agụụ hibere. E gosipụtara eserese nhazi ntọala nke ion implanter na foto dị n'okpuru.
(1)Isi mmalite ion:
Na-emekarị n'otu ọnụ ụlọ agụụ ahụ dị ka electrode mmiri ara. Ihe ndị na-adịghị ọcha na-echere ịgbanye ga-adịrịrị na steeti ion ka ọkụ eletrik na-achịkwa ma mee ngwa ngwa. A na-enweta B+, P+, As+, wdg nke a na-ejikarị eme ihe site na ionizing atọm ma ọ bụ molecules.
Isi mmalite adịghị ọcha ejiri bụ BF3, PH3 na AsH3, wdg, na ihe owuwu ha ka egosiri na foto dị n'okpuru. Eletrọn ndị ahụ filament tọhapụrụ na-adaba na atom gas iji mepụta ion. A na-emepụtakarị eletrik site na isi iyi tungsten filament na-ekpo ọkụ. Dịka ọmụmaatụ, isi iyi Berners ion, a na-etinye cathode filament n'ime ụlọ arc na ntinye gas. Mgbidi dị n'ime nke ụlọ arc bụ anode.
Mgbe a na-ebute isi iyi gas, nnukwu ugbu a na-agafe na filament, a na-etinyekwa voltaji nke 100 V n'etiti electrodes dị mma na nke na-adịghị mma, nke ga-emepụta electrons dị elu na gburugburu filament. A na-emepụta ion ndị dị mma mgbe electrons nwere ike dị elu dakọtara na ụmụ irighiri gas isi iyi.
Igwe ndọta dị n'èzí na-etinye oghere magnetik yiri filament iji mee ka ionization dịkwuo elu ma mee ka plasma kwụsie ike. N'ime ụlọ arc, na njedebe nke ọzọ gbasara filament, enwere ihe ngosi na-adịghị mma nke na-egosipụta electrons azụ iji meziwanye ọgbọ na arụmọrụ nke electrons.
(2)Absorption:
A na-eji ya na-anakọta ion dị mma emepụtara n'ime ụlọ arc nke isi iyi ion wee mee ka ha bụrụ ion ion. Ebe ọ bụ na ụlọ arc bụ anode na cathode na-arụ ọrụ na-adịghị mma na electrode suction, ọkụ eletrik na-emepụta na-achịkwa ion ndị dị mma, na-eme ka ha gaa na electrode suction ma wepụ ya na ion slit, dị ka egosiri na foto dị n'okpuru. . Ka ike ọkụ eletrik dị ukwuu, ka ike nke kinetic ka ion na-enweta mgbe osooso. Enwekwara voltaji suppression na electrode mmiri iji gbochie ndabichi sitere na electrons na plasma. N'otu oge ahụ, electrode suppression nwere ike ịmepụta ions n'ime ion beam ma tinye ha n'ime iyi iyi ion beam yiri ya ka ọ na-agafe na ntinye.
(3)Mass analyzer:
Enwere ike inwe ọtụtụ ụdị ion sitere na isi iyi ion. N'okpuru osooso nke voltaji anode, ions na-agagharị na oke ọsọ. Ion dị iche iche nwere nkeji uka atọm dị iche iche yana oke nha-na-ụcha dị iche iche.
(4)tube ngwa ngwa:
Iji nweta ọsọ ọsọ dị elu, achọrọ ike dị elu. Na mgbakwunye na ọkụ eletrik na-enye site na anode na mass analyzer, a na-achọkwa ọkụ eletrik na-enye na tube ngwa ngwa maka ngwa ngwa. Ngwa ngwa ngwa ngwa nwere usoro electrodes dịpụrụ adịpụ site na dielectric, na voltaji na-adịghị mma na electrodes na-abawanye n'usoro site na njikọ usoro. Ọnụ ọgụgụ dị elu nke ngụkọta voltaji, ka ọsọ na-enweta site na ions, ya bụ, ka ike na-ebu. Ike dị elu nwere ike ime ka ion adịghị ọcha gbanye n'ime mmiri nke silicon wafer iji mepụta njikọ dị omimi, ebe ike dị ala nwere ike iji mee nkwụsị nke na-emighị emeri.
(5)Nyocha diski
Oghere ion lekwasịrị anya na-adịkarị obere na dayameta. Dayameta ntụpọ beam nke onye na-etinye ọkụ na-acha ọkụ ọkụ ugbu a dị ihe dịka 1 cm, na nke nnukwu ihe nkwụnye ọkụ ugbu a bụ ihe dịka 3 cm. A ga-ekpuchirịrị wafer silicon niile site na nyocha. A na-ekpebi ịdịghachi nke ntinye dose site na nyocha. Ọtụtụ mgbe, e nwere ụdị anọ nke sistemu nyocha nke implanta:
① nyocha nke electrostatic;
② nyocha igwe;
③ nyocha ngwakọ;
④ nyocha yiri ya.
(6)Sistemụ neutralization ọkụ eletrik:
N'oge usoro ntinye, ion beam na-akụtu silicon wafer na-eme ka ụgwọ na-agbakọta n'elu ihe nkpuchi. Mkpokọta ụgwọ a na-esi na ya pụta na-agbanwe nguzozi ụgwọ na ion beam, na-eme ka ntụpọ ahụ buru ibu ma na-ekesa dose ahụ enweghị isi. O nwedịrị ike ịgbaji n'elu oxide oyi akwa wee bute ọdịda ngwaọrụ. Ugbu a, a na-edobe silicon wafer na ion beam n'ime ebe plasma dị elu kwụsiri ike nke a na-akpọ sistemu ịsa ahụ elektrọn plasma, nke nwere ike ijikwa chaja nke silicon wafer. Usoro a na-ewepụta electrons na plasma (na-emekarị argon ma ọ bụ xenon) n'ime ụlọ arc nke dị na ion beam ụzọ na nso silicon wafer. A na-enyocha plasma ahụ ma naanị eletrọn nke abụọ nwere ike iru n'elu wafer silicon iji wepụ ụgwọ dị mma.
(7)Usoro oghere:
Ntụtụ nke ion ibé n'ime silicon wafer na-eme n'ime ụlọ nhazi. Ụlọ usoro a bụ akụkụ dị mkpa nke ihe ntinye, gụnyere usoro nyocha, ọdụ ọdụ nke nwere mkpọchi oghere maka ịkwanye na ịkwatu ihe ndị na-esi ísì ụtọ, usoro nnyefe silicon wafer, na usoro njikwa kọmputa. Na mgbakwunye, enwere ụfọdụ ngwaọrụ maka nlekota doses na ịchịkwa mmetụta ọwa. Ọ bụrụ na a na-eji nyocha igwe arụ ọrụ, ọdụ ọdụ ga-adịtụ nnukwu. A na-agbanye oghere nke ụlọ usoro ahụ na nrụgide ala nke usoro a chọrọ site na mgbapụta igwe multi-stage, mgbapụta turbomolecular, na mgbapụta condensation, nke bụ ihe dịka 1 × 10-6Torr ma ọ bụ obere.
(8)Usoro nchịkwa onunu ogwu:
A na-emecha nleba anya dose ozugbo n'ime ihe ntinye ion site na ịlele ion beam na-erute wafer silicon. A na-atụ ion beam current site na iji ihe mmetụta akpọrọ Faraday cup. Na usoro Faraday dị mfe, enwere ihe mmetụta dị ugbu a na ụzọ ion beam nke na-atụle ihe dị ugbu a. Otú ọ dị, nke a na-eweta nsogbu, dị ka ion beam na-emeghachi omume na ihe mmetụta ma na-emepụta electrons nke abụọ nke ga-eme ka ọgụgụ dị ugbu a na-ezighị ezi. Usoro Faraday nwere ike igbochi electrons nke abụọ site na iji ọkụ eletrik ma ọ bụ magnetik iji nweta ezigbo ọgụgụ ọkụ ugbu a. A na-enye nri nke usoro Faraday tụrụ ugbu a n'ime ihe njikwa ọnụọgụ eletrọnịkị, nke na-arụ ọrụ dị ka onye na-achịkọta ihe ugbu a (nke na-agbakọba n'ụkpụrụ ọkụ a tụrụ atụ). A na-eji njikwa ahụ ejikọta mkpokọta ugbu a na oge ntinye nke kwekọrọ na oge ma gbakọọ oge achọrọ maka ụfọdụ dose.
3.2 Mmezi mmebi
Ịkụnye ion ga-akụpụ atọm n'ụdị lattice ma mebie lattice silicon wafer. Ọ bụrụ na dose etinyere buru ibu, oyi akwa etinyere ga-aghọ amorphous. Na mgbakwunye, ion ndị etinyere anaghị etinye isi ihe silicon, mana nọrọ n'ọnọdụ oghere oghere. Enwere ike ime ka adịghị ọcha ndị a dị n'etiti ya rụọ ọrụ naanị mgbe usoro mgbakasị ahụ dị elu.
Annealing nwere ike ikpo ọkụ silicon wafer a na-etinye iji rụkwaa ntụpọ lattice; ọ nwekwara ike ibugharị atọm adịghị ọcha gaa n'ọnụ ọnụ lattice ma rụọ ọrụ ha. Okpomọkụ a chọrọ iji mezie ntụpọ lattice dị ihe dị ka 500 Celsius, yana okpomọkụ achọrọ iji mee ka atom adịghị ọcha dị ihe dịka 950 Celsius. Ịkwalite ihe ndị na-adịghị ọcha na-ejikọta oge na okpomọkụ: ogologo oge na okpomọkụ dị elu, otú ahụ ka a na-arụ ọrụ nke ọma n'ụzọ zuru ezu. Enwere ụzọ abụọ bụ isi maka igbachi wafer silicon:
① ọkụ ọkụ na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ;
② ngwa ngwa ọkụ ọkụ (RTA).
Igwe ọkụ dị elu na-ekpo ọkụ: Igwe ọkụ ọkụ dị elu bụ usoro mgbakasị ọdịnala, nke na-eji nnukwu ọkụ ọkụ na-ekpo ọkụ na silicon wafer na 800-1000 ℃ ma debe ya maka nkeji 30. N'oge okpomọkụ a, atom silicon na-alaghachi azụ n'ọnọdụ lattice, na atom adịghị ọcha nwekwara ike dochie atom silicon ma banye na lattice. Otú ọ dị, ọgwụgwọ okpomọkụ na okpomọkụ na oge dị otú ahụ ga-eduga na mgbasa nke adịghị ọcha, nke bụ ihe ụlọ ọrụ mmepụta ihe IC nke oge a na-achọghị ịhụ.
Ọkụkụ ọkụ ọkụ ngwa ngwa: Annealing thermal ngwa ngwa (RTA) na-agwọ wafer silicon na oke okpomoku dị oke ọsọ na ogologo oge na ọnọdụ okpomọkụ (na-abụkarị 1000°C). A na-arụkarị mkpochapụ nke wafer silicon ndị etinyere n'ime ngwa ngwa thermal processor na Ar ma ọ bụ N2. Usoro ịrị elu okpomọkụ ngwa ngwa na oge dị mkpirikpi nwere ike ịkwalite mmezi nke ntụpọ lattice, ịgbalite adịghị ọcha na mgbochi nke mgbasa adịghị ọcha. RTA nwekwara ike ibelata mgbasawanye na-adịru nwa oge ma bụrụkwa ụzọ kachasị mma isi chịkwaa omimi nkwụsịtụ n'ime ihe ntinye na-emighị emi.
———————————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera nwere ike inyeakụkụ graphite, mmetụta dị nro / siri ike, akụkụ silicon carbide, Akụkụ CVD silicon carbide, naAkụkụ SiC/TaC mkpuchin'ime ụbọchị 30.
Ọ bụrụ na ị nwere mmasị na ngwaahịa semiconductor ndị a,biko egbula oge ịkpọtụrụ anyị na oge mbụ.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Oge nzipu: Ọgọst-31-2024