24.Сущность процесса ионной имплантации; схема рабочей камеры.

Источник ионов (1) имеет спец. камеру для иониз. примеси. Имеется спец. зонд для вытяг. ионов и формирования потока. Пучок ускор. с помощью ускор. системы (7) до энергии необх. для внедр. ионов в КР (20-200кэВ). Затем ионы проходят через масс – сепаратор. Он позволяет разделить ионы по массе, что способствует оч. эф-му очищ. потока от загрязн. примесеи. Есть система сканирования и фокусировки (5) и есть приемник ионов с установл. подложками (4). При ионной имплантации атомы легирующей примеси ионизируются в сильном электрическом поле и потоком ионов бомбардируется поверхность полупроводниковой пластины с подготовленной заранее массой. Процесс идет при комнатной температуре. Затем производится «отжиг» на тем-ре t=300…400 С, а потом охлаждение. Лямбда средняя –средняя длинна пробега атома в кристалле кремния. Достоинства: - позволяет получать любые профили распр. примесей, -снижает темпер. проведения процесса, -примеси можно вводить вплоть до предельной растворимости, -примеси оч. хорошо очищаются с помощью масс-сепаратора, - не приводит к изменению параметров ранее сформированных слоев, -т.к. ионный пучок параллелен пластине, - размеры легированной области точно соответствуют размерам окна в оксидной маске, - процесс можно совместить в ед. технол. процесс, - кол-во введенной примеси точно дозируется, т.е контролируется в процессе облучения. Недостатки:- наличие темпер. отжига, - высокая стоим. оборудования, - исп. высокое напряжение, - необх. обеспечить радиац. защиту персонала, -(!!!в лекциях нету) при постоянной энергии ионов невозможно пролучить глубоко залегающие р-п переход с одновременным присутствием примеси на поверхности. Оборудование: магнитрон, вакуумный колпак, магнитный сепаратор

Для устранения недостатков применяют 2 метода:

1)Ступенчатый процесс- когда непрерывное глубокое распределение примеси от поверхности до р-п – перехода обеспечивается несколькими ступенями лигирования при различных энергиях, причем первый глубокий профиль обеспечивает заданную глубину р-п – перехода, а последующий – необходимую поверхностную концентрацию.

2)Комбинированный метод- имплантационная загонка примеси при низкой энергии обеспечивает необходимую дозу легирования Q и присутствия примеси на поверхности. А диффузная разгонка заданную глубину залегания p-n перехода(Xn). Имплантация – введение примеси в виде ионов.

25.Физические основы процесса ионной имплантации, характер торможения ионов при ионной имплантации, эффект каналирования; необходимость отжига

Т ехнология ионного внедрения так же известна как ионная имплантация, имплантация кислорода, ионный синтез захороненных диэлектрических слоев и SIMOX (англ. Separation by IMplantation of OXygen). При использовании данной технологии монолитная кремниевая пластина подвергается интенсивному насыщению кислородом путём бомбардировки поверхности пластины его ионами с последующим отжигом при высокой температуре, в результате чего образуется тонкий поверхностный слой кремния на слое оксида. Глубина проникновения ионов примеси зависит от уровня их энергии, а поскольку технология КНИ подразумевает достаточно большую толщину изолирующего слоя, то при производстве подложек приходится использовать сложные сильноточные ускорители ионов кислорода. Это обусловливает высокую цену подложек, изготовленных по этой технологии, а большая плотность дефектов в рабочих слоях является серьёзным препятствием при массовом производстве полупроводниковых приборов.

Источник ионов (1) имеет спец. камеру для иониз. примеси. Имеется спец. зонд для вытяг. ионов и формирования потока. Пучок ускор. с помощью ускор. системы (7) до энергии необх. для внедр. ионов в КР (20-200кэВ). Затем ионы проходят через масс – сепаратор. Он позволяет разделить ионы по массе, что способствует оч. эф-му очищ. потока от загрязн. примесеи. Есть система сканирования и фокусировки (5) и есть приемник ионов с установл. подложками (4). При ионной имплантации атомы легирующей примеси ионизируются в сильном электрическом поле и потоком ионов бомбардируется поверхность полупроводниковой пластины с подготовленной заранее массой. Процесс идет при комнатной температуре. Затем производится «отжиг» на тем-ре t=300…400 С, а потом охлаждение. Лямбда средняя –средняя длинна пробега атома в кристалле кремния. Достоинства: - позволяет получать любые профили распр. примесей, -снижает темпер. проведения процесса, -примеси можно вводить вплоть до предельной растворимости, -примеси оч. хорошо очищаются с помощью масс-сепаратора, - не приводит к изменению параметров ранее сформированных слоев, -т.к. ионный пучок параллелен пластине, - размеры легированной области точно соответствуют размерам окна в оксидной маске, - процесс можно совместить в ед. технол. процесс, - кол-во введенной примеси точно дозируется, т.е контролируется в процессе облучения. Недостатки:- наличие темпер. отжига, - высокая стоим. оборудования, - исп. высокое напряжение, - необх. обеспечить радиац. защиту персонала, -(!!!в лекциях нету) при постоянной энергии ионов невозможно пролучить глубоко залегающие р-п переход с одновременным присутствием примеси на поверхности. Оборудование: магнитрон, вакуумный колпак, магнитный сепаратор

Для устранения недостатков применяют 2 метода:

1)Ступенчатый процесс- когда непрерывное глубокое распределение примеси от поверхности до р-п – перехода обеспечивается несколькими ступенями лигирования при различных энергиях, причем первый глубокий профиль обеспечивает заданную глубину р-п – перехода, а последующий – необходимую поверхностную концентрацию.

2)Комбинированный метод- имплантационная загонка примеси при низкой энергии обеспечивает необходимую дозу легирования Q и присутствия примеси на поверхности. А диффузная разгонка заданную глубину залегания p-n перехода(Xn). Имплантация – введение примеси в виде ионов.