Общие принципы процесса ионной имплантации

Ионной имплантацией называют процесс внедрения ускоренных в электромагнитном поле ионов в пластину полупроводника. Глубина проникновения легирующей примеси при этом зависит от типа бомбардирующих ионов, их энергии и кристаллической структуры мишени. Процесс внедрения ионов в мишень обычно приводит к образованию нарушений кристаллической структуры полупроводниковой пластины, которые затем частично устраняются во время отжига.

Высокая доза имплантируемых ионов может привести к сильному повреждению приповерхностного слоя и образованию в результате последующего отжига мелкозернистых поликристаллических слоев. Тем не менее метод позволяет формировать легированные области в полупроводнике с концентрацией примесей до 1021 см-1. Возможность легкого управления профилем легирования внедренных ионов по глубине определяет основное преимущество метода ионной имплантации. Длина пробега внедренных в пластину ионов связана с их энергией и не превышает 1 мкм.

Схема установки ионного легирования
Рис. 1. Схема установки ионного легирования: 1—ионный источник; 2 — вытягивающий электрод; 3 — фокусирующая система с ускорителем; 4—система коррекции электронного пучка; 5—диафрагмы для пропускания сфокусированного пучка; 6 — электромагнитный сепаратор; 8—система электромагнитного сканирования пучка ионов; 9—облучаемый образец; 10—держатель;11—высоковольтный ускоритель; 12—предварительный ускоритель

Технология ионной имплантации позволяет получать тонкие легированные слои с точностью залегания по глубине порядка 0,02 мкм, а также управлять их концентрацией, начиная с диапазона 1014—1016 см-3. Другим преимуществом процесса ионного легирования является возможность формирования практически любого профиля распределения примеси с помощью варьирования энергии и дозы вводимых ионов. Энергия бомбардируемых ионов находится обычно в диапазоне от десятков килоэлектронвольт.до единиц мегаэлектронвольт. На рис. 1 представлена схема установки ионного легирования. В ионном источнике происходит ионизация паров или газа, содержащих атомы примеси. Вытянутый из источника, сфокусированный и ускоренный ионный пучок разделяется по массе ионов в электромагнитном сепараторе. Перед попаданием на поверхность пластины он расфокусируется до требуемых размеров элементов ИС и сканируется по ее поверхности с помощью электромагнитной отклоняющей системы 8.


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru