离子注入技术(Implant)

离子注入培训教程上帝在调情发表于: 2010-5-28 10:45 来源: 半导体技术天地1．什么是离子注入?离子注入（Ion Implant）是一种把高能量的掺杂元素的离子注入半导体晶片中，以得到所需要的掺杂浓度和结深的方法。

2．离子注入安全操作应注意什么?1）本工艺所接触的固源、气源的安全操作固体磷、固体砷、三氟化硼气体均为有毒有害化学品，进行一切与之发生接触的操作维护时，都必须戴好防毒面具、乳胶手套、袖套、围裙等安全防护用品，在通风柜中进行。

2）设备安全操作①离子注入机在高电压下工作，维护维修时必须关闭电源，拔下操作面板钥匙，防止有人误操作，打开设备门，用放电棒对离子源气柜、离子源头部件、高压电缆、灯丝电极等部位放掉高压静电，并将放电棒挂在源法兰上，才可进行维护维修操作。

②离子注入机工作时有少量放射线产生，注片过程中严禁打开门，或过分接近设备后部，更不能进入注入机下面的格栅。

③离子注入机离子源工作时产生高温，必须等离子源部件降温后才可进行维护维修操作。

3．请写出离子注入常用源材料、常用离子种类及其AMU（原子质量单位）数值。

离子注入常用源材料：固体磷、固体砷、三氟化硼气体、氩气常用离子种类：B+—11，BF2+—49，P+—31，As+—75，Ar+—404．哪些工艺在大束流注入机上进行生产? 哪些工艺在中束流注入机上进行生产? 试举例说明。

注入剂量大于5e14cm-2的注入工艺在大束流注入机上进行生产，如MOS电路的源漏注入、电容注入、多晶互连注入等。

注入剂量小于1e14cm-2的注入工艺在中束流注入机上进行生产，如MOS电路的阱注入、场注入、PT注入、LDD注入、VT注入等等。

5．产品流程单规定的注入工艺参数有哪些?产品流程单规定的注入工艺参数有注入离子种类（AMU）、能量（Energy）、剂量（Dose）、倾斜角（TiltAngle）等。

6．注入前的来片检查应注意什么?注入前的来片检查应确认产品批号、片数与流程单一致，上道工序已完成，圆片无破损，如有异常应向带班人员报告。

fab 离子注入在现代科学技术的改变下，我们可以利用一些特殊的技术来对一些材料进行加工处理以改变其性质。

其中，“fab离子注入”就是一种非常有用的材料加工技术，因为它可以改变材料的电学性质，并且被广泛应用于微电子、光电子、传感器等现代领域。

下面，我将分步骤阐述“fab离子注入”技术：第一步：制备样品在进行“fab离子注入”之前，我们需要先准备样品。

这个样品可以是石英、硅、蓝宝石等，而且这个样品应该在进行处理时具有一些特定的电学特性，例如具有一定的导电能力和材料的光学性质。

第二步：制备离子束装置离子束装置是用于“fab离子注入”的一种装置，它可以用于在样品上进行精确的注入操作。

在制备离子束装置时，我们需要准备一台特殊的机器，即离子注入机（ION IMPLANTER），并且安装离子注入机需要一些特殊的技术。

第三步：细节处理在进行样品处理时，我们需要进行一些特殊的设置。

通过使用计算机控制离子束速度和能量，我们可以把离子注入到样品的特定厚度和深度中，这样就可以在材料的结构中形成一种特殊的离子掺杂区域。

第四步：特殊处理“fab离子注入”在进行过程中，我们需要进行一些特殊的处理以确保注入效果的到位。

例如，在注入时我们可能需要对样品进行加热或避免样品因为离子注入而产生损伤等。

第五步：测试样品样品处理完成之后，我们需要进行测试，以确保所进行的离子注入结果符合要求，如果离子注入出现了问题则需要重新制备样品，再次进行离子注入。

总结：通过“fab离子注入”技术，我们可以在样品中形成一种掺杂区域，从而改变材料的导电性能和光学性质，使得材料更加适用于微电子、光电子和传感器等现代领域，同时也为材料的研究和进一步开发提供了一种新的方法和技术。

I m p l a n t关键词汇及术语IMP Ion Implantation 离子植入(注入)1.Antimony(Sb)锑2. Argon(Ar)氩3. Arsenic(As)砷4. Arsenic trioxide(As2O3)三氧化二砷5. Arsine(AsH3)砷烷6. Beam Current 离子束电流7.Cycle time：晶片做完某段工艺或设定工艺段所需要的时间。

通常用来衡量流通速度的快慢。

8. Damage：损伤。

对于单晶体来说，有时晶格缺陷在表面处理后形成无法修复的变形也可以叫做损伤。

9.die(singular or plural单数或复数)：硅片中一个很小的单位，包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域。

10.DIW De-Ionized water 去离子水11.Dose （搀杂的）剂量12. Dopant 搀杂物13.能量(Energy)：决定注入杂质的深度；14.束流(Beam Current)：决定注入时间；在注入剂量一定的情况下，束流大，注入时间短，束流小，注入时间长；15.剂量(Dose)：决定注入的杂质浓度，剂量与注入时间和束流的乘积成正比；16.注入角度：一般为7度，防止产生沟道效应；17.电子浴设定：防止因电荷积累而产生的Charge-up现象，因高电流的注入剂量较大，束流较大，注入时间较长，因此多采用电子浴。

18.真空度：离子注入须在高真空的环境下进行，如果注入Chamber存在残余气体分子，则会由于与注入离子的碰撞而产生其它种类的离子，引起Faraday对注入剂量的误判，造成过注入。

19.Dummy Wafer擋片,假片，通常放在批次式機台內部特定位置用以控制全批產品的均勻性或是补填禁Run產品的位置.20.Exhaust 排气21.Four Point Probe 四點探針是量測晶片片阻值(Sheet Resistance)Rs的儀器。

低能大束流离子注入机原理低能大束流离子注入机（Low Energy High Current Ion Implanter）是一种用于半导体器件制造的关键设备，其原理基于离子注入技术。

离子注入是一种将离子束直接注入到半导体材料中的方法，以改变材料的导电性和其他性能。

低能大束流离子注入机的原理可以分为以下几个关键步骤：1. 离子生成：首先，离子源产生所需的离子种类。

常见的离子源包括离子源炉、离子源发生器等。

离子源炉通常包含一个加热器和一个含有离子源材料的容器。

加热器将离子源材料加热至高温，使其释放出离子。

2. 离子加速：生成的离子通过一个加速系统，如电场加速器或磁场加速器，获得高速度和高能量。

加速系统中的电场或磁场对离子施加力，使其获得所需的能量。

3. 离子束形成：加速的离子通过一个束流形成系统，如孔径、准直器等，以形成一个稳定的离子束。

束流形成系统用于控制离子束的直径和形状，以确保注入到半导体材料中的离子分布均匀。

4. 离子注入：形成的离子束通过一个注入系统，如注入器和注入电极，将离子注入到半导体材料中。

注入系统控制离子的注入剂量和能量，以满足所需的半导体器件特性。

5. 离子分布控制：在离子注入过程中，离子的深度和浓度分布对于半导体器件的性能至关重要。

通过控制离子注入的能量、剂量和角度，可以实现所需的离子分布。

同时，还可以使用掩膜技术，在注入之前覆盖部分区域，以控制离子的分布范围。

总之，低能大束流离子注入机的原理是通过离子生成、离子加速、离子束形成、离子注入和离子分布控制等步骤，将离子注入到半导体材料中，以改变其电学特性和性能。

这种技术在半导体器件制造中具有广泛的应用，例如制备晶体管、电容器和电阻器等。

专题-6：UnitProcess–Implantation（离子植入）（转）今天比较累，10点刚下班。

还是写吧，马上要周末了。

主题依然是单向工艺，离子植入(Ion Implantation)。

我们一直在讲P-Si和N-Si，里面掺了硼或者磷。

那么这些掺杂的东西怎么进去的？早期都是扩散进去的，把掺杂的东西涂在wafer表面，然后丢进管子。

这个很古老，而且剂量/深度什么的都不好控制。

后来才有了implant，才能够精准的把指定数量的掺杂原子利用所需要的能量在特定的角度打入到Si的晶格中，所以剂量和数量都是精确可控的。

可以说implant直接决定了半导体器件的电性特征，因为所有的掺杂都是它打进去的，这就是为什么每次device一跑掉第一个找implant了。

这就是宿命啊！Implant三要素：掺杂原子，能量/剂量，角度。

1) 掺杂原子当然就是第三族的B、BF2、In等P-type元素，还有第五族的P, As, Sb等N-type元素。

这些原子量要记住，因为他们决定了原子质量，将来做元素筛选用的。

2) 能量、剂量: 这个决定了打入Silicon衬底的深度(Project depth)，一般根据在器件结构的作用分为三种，a. 高能(high energy) 200KeV~MeV，主要用于Well、DNW等等很深的注入。

b. 中束流(Median Current)一般能量从几KeV到200KeV之间，剂量E14 ion/cm2之内，主要用于Vt、LDD、APT、等注入。

c. 大束流(High Current)：这个主要偏重剂量，一般都在E15以上，主要用于Source/Drain implant，但energy都不高，想想如果高的话会怎么样？3) 角度(Tilt)：T00或者T07或者T45。

这个决定了后面拖尾或者doping profile。

但是大角度注入容易有阴影效应(shielding effect)，在光阻角落打不到，所以需要旋转注入(rotation)。