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          離子注入機:半導體晶圓制造等領域的關鍵設備之一

          • 發布日期:2022-04-27 13:31:59 訪問次數:1356

                 在半導體晶圓制造中,由于純凈硅的導電性能很差,需要加入少量雜質使其結構和電導率發生改變,從而變成一種有用的半導體,這個過程稱為摻雜。目前摻雜主要有高溫熱擴散法和離子注入法兩種,離子注入占據著地位。
                 高溫熱擴散法:將摻雜氣體導入放有硅片的高溫爐中,將雜質擴散到硅片內的方法。由于熱擴散存在精度較難控制、高熱熱缺陷等缺點,在現在的工藝中已經較少采用。
                 離子注入法:通過離子注入機的加速和引導,將要摻雜的離子以離子束形式入射到材料中去,離子束與材料中的原子或分子發生一系列理化反應,入射離子逐漸損失能量,并引起材料表面成分、結構和性能發生變化,最后停留在材料中,實現對材料表面性能的優化或改變。離子注入具備控制能量和劑量、摻雜均勻性好、純度高、低溫摻雜、不受注射材料影響等優點,目前已經成為0.25um特征尺寸以下和大直徑硅片制造的標準工藝。
                 離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜機并稱四大核心裝備,開發難度僅次于光刻機。
                 由于集成電路制程向14nm及以下繼續縮小,源漏極的結深相應減小,為了實現淺層摻雜,低能大束流(高劑量/淺度摻雜)日漸成為主流,其技術難度也高,根據浦東投資的統計,目前低能大束流占有離子注入機市場的55%。
                 按下游領域分類,目前離子注入機可用于眾多領域,包括集成電路與IGBT制造 領域、太陽能電池生產領域、AMOLED面板制造等。
                 離子注入機主要由離子源、磁分析器、加速管或減速管、聚焦和掃描系統、工藝腔(靶室和后臺處理系統)五部分組成。設備工作時,從離子源引出的離子經過磁分析器選擇出需要的離子,分析后的離子經加速或減速以改變離子的能量,再經過兩維偏轉掃描器使離子束均勻的注入到材料表面,用電荷積分儀可測量注入離子的數量,調節注入離子的能量可控制離子的注入深度。

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