1. Fampidirana
Ion implantation dia iray amin'ireo dingana lehibe amin'ny famokarana circuit integrated. Izy io dia manondro ny dingan'ny fanafainganana ny taratra ion mankany amin'ny angovo iray (amin'ny ankapobeny ao amin'ny salan'isa keV mankany MeV) ary avy eo manindrona azy eo amin'ny velaran'ny akora mivaingana mba hanovana ny toetra ara-batana amin'ny akora. Ao amin'ny dingana Integrated Circuit, ny fitaovana mafy dia matetika silisiôma, ary ny nambolena ion loto dia matetika boron ion, phosphore ion, arsenika ion, indium ion, germanium ion, sns Ny nambolena ion dia afaka manova ny conductivity ny ambonin'ny mafy. fitaovana na mamorona PN junction. Rehefa nahena ho amin'ny vanim-potoan'ny sub-micron ny haben'ny endri-javatra amin'ny circuit integrated, dia nampiasaina betsaka ny fizotran'ny implantation.
Ao amin'ny dingan'ny famokarana faritra mitambatra, ny implantation ion dia matetika ampiasaina amin'ny sosona lalina nalevina, lava-drano doped, fanitsiana malefaka tokonam-baravarana, fametrahana fanitarana loharano sy tatatra, implantation loharano sy tatatra, doping polysilicon gate, mamorona PN junctions sy resistors / capacitors, sns. Ao amin'ny dingan'ny fanomanana silisiôma substrate fitaovana amin'ny insulators, ny nalevina sosona oksizenina dia tena miforona amin'ny avo-concentration oksizenina ion. implantation, na manan-tsaina fanapahana dia tratra amin'ny avo-concentration hydrogène ion implantation.
Ion implantation dia tanterahan'ny ion implanter, ary ny dingana lehibe indrindra dia ny fatra sy ny angovo: ny fatra no mamaritra ny fifantohana farany, ary ny angovo no mamaritra ny elanelana (izany hoe ny halalin'ny) ny ion. Araka ny fepetra takian'ny famolavolana fitaovana samihafa, ny fepetra implantation dia mizara ho angovo avo lenta avo lenta, angovo antonony antonony antonony, angovo ambany fatra antonony, na angovo ambany fatra avo lenta. Mba hahazoana ny vokatra implantation tsara indrindra, ny implantera samihafa dia tokony ho fitaovana amin'ny fepetra takian'ny dingana samihafa.
Taorian'ny implantation ion, amin'ny ankapobeny dia ilaina ny mandalo dingana annealing amin'ny hafanana avo mba hanamboarana ny fahasimban'ny lattice vokatry ny implantation ion sy hampavitrika ion loto. Ao amin'ny fizotry ny circuit integrated nentim-paharazana, na dia misy fiantraikany lehibe amin'ny doping aza ny mari-pana fanalefahana, dia tsy zava-dehibe ny hafanan'ny fizotran'ny implantation. Ao amin'ny node teknolojia ambanin'ny 14nm, ny fizotran'ny implantation ion sasany dia mila atao amin'ny tontolo ambany na ambony mba hanovana ny vokatry ny fahasimban'ny lattice, sns.
2. ion implantation dingana
2.1 Fitsipika fototra
Ny implantation Ion dia dingana doping novolavolaina tamin'ny taona 1960 izay ambony noho ny teknika fanaparitahana nentim-paharazana amin'ny ankamaroan'ny lafiny.
Ny fahasamihafana lehibe eo amin'ny doping implantation ion sy ny doping diffusion nentim-paharazana dia toy izao manaraka izao:
(1) Tsy mitovy ny fizarana ny fifantohan'ny loto ao amin'ny faritra doped. Ao anatin'ny kristaly ny fatran'ny fahalotoana ambony indrindra amin'ny fametrahana ion, raha eo amin'ny eny ambonin'ny kristaly kosa ny fatran'ny diffusion faratampony.
(2) Ion implantation dia dingana atao amin'ny mari-pana amin'ny efitrano na ny mari-pana ambany aza, ary fohy ny fotoana famokarana. Ny doping diffusion dia mitaky fitsaboana amin'ny hafanana avo kokoa.
(3) Ion implantation dia mamela ny fifantenana mora kokoa sy mazava kokoa ny singa nambolena.
(4) Satria ny loto dia misy fiantraikany amin'ny fiparitahan'ny hafanana, ny onjam-peo noforonin'ny implantation ion ao amin'ny kristaly dia tsara kokoa noho ny onjam-peo noforonin'ny diffusion ao amin'ny kristaly.
(5) Ion implantation mazàna mampiasa photoresist ho fitaovana saron-tava, fa ny doping diffusion dia mitaky ny fitomboana na ny fametrahana sarimihetsika amin'ny hatevin'ny sasany ho saron-tava.
(6) Ion implantation no tena nisolo ny diffusion ary lasa ny doping dingana lehibe amin'ny fanamboarana ny Integrated circuits ankehitriny.
Rehefa misy taratra ion misy angovo sasany manapoaka baomba mivaingana (mazàna ny wafer), ny ion sy ny atôma eo amin'ny velarana kendrena dia hiharan'ny fifaneraserana isan-karazany, ary hamindra angovo mankany amin'ireo atôma kendrena amin'ny fomba iray mba hampientanentana na hionona. azy ireo. Ny ion koa dia mety hamoy angovo betsaka amin'ny alàlan'ny fifindrana, ary amin'ny farany dia miparitaka amin'ny atôma kendrena na mijanona ao amin'ny fitaovana kendrena. Raha mavesatra kokoa ny ion natsindrona, ny ankamaroan'ny ion dia atsipy ao amin'ny tanjona mafy. Mifanohitra amin'izany kosa, raha maivana kokoa ny ion natsindrona, dia maro amin'ireo ion'ny tsindrona no hitsambikina eny amin'ny faritra kendrena. Amin'ny ankapobeny, ireo ion mahery vaika ampidirina ao amin'ny kendrena ireo dia hifandona amin'ireo atôma makarakara sy elektrôna ao amin'ny kendrena mafy amin'ny ambaratonga samihafa. Anisan'izany, ny fifandonana eo amin'ny ion sy ny atôma kendrena mafy dia azo raisina ho toy ny fifandonana elastika satria akaiky ny faobe.
2.2 Ireo masontsivana lehibe amin'ny fametrahana ion
Ny implantation Ion dia dingana mora vidy izay tsy maintsy mahafeno ny fepetra henjana amin'ny famolavolana chip sy ny famokarana. Ny masontsivana implantation ion manan-danja dia: dosie, faritra.
Ny fatra (D) dia manondro ny isan'ny ion natsindrona isaky ny velaran'ny velarana silisiôna, amin'ny atoma isaky ny santimetatra toradroa (na ion isaky ny santimetatra toradroa). D dia azo kajy amin'ny alàlan'ny formula manaraka:
Aiza ny D dia ny fatra implantation (isan'ny ion/ny faritra); t ny fotoana implantation; Izaho no fikorianan'ny taratra; q dia ny fiampangana entin'ny ion (ny fiampangana tokana dia 1.6×1019C[1]); ary S no faritra implantation.
Ny iray amin'ireo antony lehibe mahatonga ny implantation ion ho lasa teknolojia manan-danja amin'ny famokarana wafer silisiôma dia ny ahafahany mampiditra imbetsaka ny fatran'ny loto mitovy amin'ny wafers silisiôma. Ny implanter dia mahatratra io tanjona io miaraka amin'ny fanampian'ny fiampangana tsara ny ion. Rehefa mamorona taratra ion ny ion tsy madio tsara, ny taham-pidirany dia antsoina hoe courant ion beam, izay refesina amin'ny mA. Ny salan'isa antonony sy ambany dia 0.1 hatramin'ny 10 mA, ary ny salan'isa avo dia 10 hatramin'ny 25 mA.
Ny halehiben'ny ion beam current dia fari-pahalalana lehibe amin'ny famaritana ny fatra. Raha mitombo ny ankehitriny, dia mitombo ihany koa ny isan'ny atôma fahalotoana ambolena isan-kerinandro. Ny tondra-drano avo dia manampy amin'ny fampitomboana ny vokatra vita amin'ny silisiôma (fanindronana ion bebe kokoa isaky ny vanim-potoana famokarana), fa miteraka olana amin'ny fitoviana ihany koa.
3. ion implantation fitaovana
3.1 Rafitra fototra
Ny fitaovana implantation Ion dia misy modules fototra 7:
① ion loharano sy absorber;
② mpandinika faobe (izany hoe andriamby famakafakana);
③ accelerator fantsona;
④ scanning kapila;
⑤ rafitra neutralization electrostatic;
⑥ efitrano fizotry;
⑦ rafitra fanaraha-maso fatra.
AIreo modules dia ao anaty tontolo banga napetraky ny rafitra banga. Ny kisary fototra ara-drafitra ny ion implanter dia aseho amin'ny sary etsy ambany.
(1)Loharanon'ny Ion:
Matetika ao amin'ny efitrano banga mitovy amin'ny electrode suction. Ny loto miandry tsindrona dia tsy maintsy misy amin'ny fanjakana ion mba hifehezana sy hanafaingana ny sehatry ny herinaratra. Ny B+, P+, As+, sns izay ampiasaina matetika indrindra dia azo amin'ny atôma na molekiola.
Ny loharanon'ny loto ampiasaina dia BF3, PH3 ary AsH3, sns., ary ny firafiny dia aseho amin'ny sary etsy ambany. Mifandona amin'ny atôma gasy ny elektrôna avoakan'ny filamenta mba hamokarana ions. Ny elektrôna dia matetika novokarin'ny loharano filamenta tungstène mafana. Ohatra, ny loharanon'ny ion Berners, ny filamenta cathode dia napetraka ao amin'ny efitrano arc miaraka amin'ny fidirana entona. Ny rindrina anatiny amin'ny efitrano arc dia ny anode.
Rehefa ampidirina ny loharanon'ny entona, dia mandalo amin'ny filamenta ny komandy lehibe, ary ny voltase 100 V dia ampiharina eo anelanelan'ny electrodes tsara sy ratsy, izay hiteraka elektronika mahery vaika manodidina ny filamenta. Miforona ny ion tsara rehefa avy nifandona tamin'ny molekiolan'ny gazy loharano ny elektrôna mahery vaika.
Ny andriamby ivelany dia mampihatra sahan'andriamby mifanitsy amin'ny filamenta mba hampitombo ny ionization sy hampitony ny plasma. Ao amin'ny efitranon'ny arc, amin'ny faran'ny iray hafa mifandraika amin'ny filamenta, dia misy reflector misy fiampangana ratsy izay maneho ny elektrôna miverina mba hanatsarana ny famokarana sy ny fahombiazan'ny elektronika.
(2)hisakana ny fiasan'ireny:
Izy io dia ampiasaina hanangonana ion tsara vokarina ao amin'ny efitrano arc amin'ny loharano ion ary mamorona azy ireo ho taratra ion. Koa satria ny efitrano arc dia ny anode ary ny cathode dia voatsindry ratsy amin'ny electrode suction, ny sahan'ny herinaratra vokarina dia mifehy ny ion tsara, ka mahatonga azy ireo hifindra mankany amin'ny electrode suction ary voasintona avy amin'ny slit ion, araka ny aseho amin'ny sary etsy ambany. . Ny lehibe kokoa ny herin 'ny saha elektrika, ny lehibe kokoa ny angovo kinetika azon'ny ion aorian'ny fanafainganana. Misy ihany koa ny fanerena malefaka eo amin'ny suction electrode mba hisorohana ny fitsabahan'ny elektronika ao amin'ny plasma. Amin'izay fotoana izay ihany koa, ny electrode fanafoanana dia afaka mamorona ion ho taratra ion ary mampifantoka azy ireo amin'ny reniranon'ny taratra ion parallèle ka mandalo amin'ny implanter.
(3)Mpanadihady faobe:
Mety misy karazana ion maro azo avy amin'ny loharano ion. Eo ambanin'ny hafainganam-pandehan'ny anode malefaka, ny ion dia mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha avo. Ny ion samihafa dia manana singa atomika samihafa ary samy hafa ny tahan'ny mass-to-charge.
(4)Tube accelerator:
Mba hahazoana hafainganam-pandeha ambony kokoa dia ilaina ny angovo ambony kokoa. Ho fanampin'ny saha elektrika omen'ny anode sy mpandinika faobe, ny saha elektrika omena ao amin'ny fantsona accelerator dia ilaina ihany koa amin'ny fanafainganana. Ny fantsona accelerator dia ahitana andiana electrodes mitoka-monina amin'ny dielectric, ary ny tosidra ratsy eo amin'ny electrodes dia mitombo amin'ny filaharana amin'ny alàlan'ny fifandraisana andiam-pifandraisana. Arakaraky ny avoakan'ny tontalin'ny volt, ny hafainganam-pandeha azon'ny ion, izany hoe ny angovo entina. Ny angovo avo dia afaka mamela ny ion fahalotoana hiditra lalina ao amin'ny wafer silisiôma mba hamorona fihaonan-dàlana lalina, raha toa kosa ny angovo ambany dia azo ampiasaina hanaovana fihaonan-dàlana marivo.
(5)Scanning disk
Ny taratra ion mifantoka matetika dia tena kely ny savaivony. Tokony ho 1 sm eo ho eo ny savaivony amin'ny implanter amin'ny taratra antonony, ary eo amin'ny 3 cm ny savaivony amin'ny taratra lehibe. Ny wafer silisiôma manontolo dia tsy maintsy rakotra amin'ny scanning. Ny fiverimberenan'ny implantation fatra dia voafaritra amin'ny alalan'ny scan. Matetika, misy karazany efatra ny rafitra scanning implanter:
① scanning electrostatic;
② fitiliana mekanika;
③ fitiliana hybrid;
④ scan parallèle.
(6)Ny rafitra neutralization herinaratra static:
Mandritra ny dingan'ny implantation, ny taratra ion dia mamely ny wafer silisiôma ary mahatonga ny fiangonany eo amin'ny saron-tava. Ny fitambaran'ny fiampangana aterak'izany dia manova ny fifandanjan'ny fiampangana ao amin'ny taratra ion, ka mahatonga ny toeran'ny taratra lehibe kokoa ary tsy mitovy ny fizarana fatra. Mety hamakivaky ny soson'ny okside ambonin'ny tany mihitsy aza izany ary hiteraka tsy fahombiazan'ny fitaovana. Ankehitriny, ny wafer silisiôma sy ny taratra ion dia matetika apetraka ao amin'ny tontolon'ny plasma avo lenta avo lenta antsoina hoe rafitra fandroana elektronika plasma, izay afaka mifehy ny fiampangana ny wafer silisiôma. Ity fomba ity dia maka elektrôna avy amin'ny plasma (matetika argon na xenon) ao amin'ny efi-trano arc hita ao amin'ny lalan'ny ion beam sy akaikin'ny wafer silisiôma. Ny plasma dia voasivana ary ny elektrôna faharoa ihany no afaka mipaka amin'ny endrik'ilay wafer silisiôma mba hanalefahana ny fiampangana tsara.
(7)Lavaka fanodinana:
Ny fanindronana ny taratra ion ao anaty wafer silisiôma dia mitranga ao amin'ny efitrano fizotry. Ny efitranon'ny dingana dia ampahany manan-danja amin'ny implanter, ao anatin'izany ny rafitra scanning, ny tobin'ny terminal miaraka amin'ny hidin'ny banga ho an'ny fandefasana sy famoahana ireo wafer silisiôma, rafitra famindrana wafer silisiôma, ary rafitra fanaraha-maso ny ordinatera. Ankoatr'izay, misy fitaovana sasany hanaraha-maso ny fatra sy hifehezana ny vokatry ny fantsona. Raha scanning mekanika no ampiasaina dia ho lehibe ny fiantsonan'ny terminal. Ny banga ao amin'ny efitranon'ny dingana dia arotsaka amin'ny tsindry ambany takian'ny dingana amin'ny alàlan'ny paompy mekanika maromaro, paompy turbomolecular, ary paompy condensation, izay amin'ny ankapobeny dia eo amin'ny 1 × 10-6Torr na latsaka.
(8)Rafitra fanaraha-maso fatra:
Ny fanaraha-maso fatra amin'ny fotoana tena izy ao amin'ny implanter ion dia vita amin'ny fandrefesana ny taratra ion tonga any amin'ny wafer silisiôma. Refesina amin'ny alalan'ny sensor antsoina hoe kaopy Faraday ny onjan'ny taratra ion. Ao amin'ny rafitra Faraday tsotra, misy sensor amin'izao fotoana izao ao amin'ny lalan'ny taratra ion izay mandrefy ny ankehitriny. Na izany aza, miteraka olana izany, satria ny taratra ion dia mihetsika amin'ny sensor ary mamokatra elektronika faharoa izay hiteraka famakian-teny diso. Ny rafitra Faraday dia afaka manafoana ny elektrôna faharoa amin'ny alàlan'ny sahan-jiro na andriamby mba hahazoana ny famakiana amin'izao fotoana izao. Ny ankehitriny refesina amin'ny alalan'ny rafitra Faraday dia omena ao amin'ny elektronika dosie controller, izay miasa toy ny ankehitriny accumulator (izay tsy mitsaha-mitombo ny refesina taratra ankehitriny). Ny controller dia ampiasaina hampifandray ny totalin'ny ankehitriny amin'ny fotoana implantation mifanaraka amin'izany ary kajy ny fotoana ilaina amin'ny fatra iray.
3.2 Fanamboarana simba
Ny fametahana ion dia handondona ny atôma amin'ny firafitry ny makarakara ary hanimba ny lattice wafer silisiôna. Raha lehibe ny fatra apetraka dia ho lasa amorphous ilay sosona nambolena. Fanampin'izany, ireo ion nambolena dia tsy mibodo ny teboka makarakara amin'ny silisiôma, fa mijanona amin'ny toeran'ny elanelana. Ireo loto interstitial ireo dia tsy azo velomina afa-tsy aorian'ny fizotry ny fanerena amin'ny hafanana avo.
Ny fametahana dia afaka manafana ny wafer silisiôma nambolena mba hanamboarana ny lesoka amin'ny lattice; afaka mamindra atôma maloto ho any amin'ireo teboka makarakara sy manetsika azy ireo koa izy. Tokony ho 500°C eo ho eo ny maripana ilaina amin’ny fanamboarana ireo lesoka makarakara, ary eo amin’ny 950°C eo ho eo ny maripana ilaina amin’ny fampandehanana ny atoma maloto. Ny fampahavitrihana ny loto dia mifandray amin'ny fotoana sy ny mari-pana: ny ela ny fotoana sy ny ambony kokoa ny mari-pana, ny feno kokoa ny loto dia mavitrika. Misy fomba roa fototra amin'ny fametahana ny wafer silisiôma:
① lafaoro avo lenta annealing;
② haingana thermal annealing (RTA).
Ny lafaoro avo lenta amin'ny mari-pana ambony: Ny fanerena ny lafaoro amin'ny hafanana dia fomba fanao mahazatra, izay mampiasa lafaoro avo lenta mba hanafanana ny wafer silisiôma amin'ny 800-1000 ℃ ary hitazona izany mandritra ny 30 minitra. Amin'io mari-pana io, ny atoma silisiôma dia miverina amin'ny toeran'ny makarakara, ary ny atôma maloto dia afaka manolo ny atoma silisiôma ary miditra ao amin'ny makarakara. Na izany aza, ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana sy ny fotoana toy izany dia hitarika amin'ny fanaparitahana ny loto, izay zavatra tsy tian'ny indostrian'ny famokarana IC maoderina.
Fametahana mafana haingana: Ny fametahana mafana haingana (RTA) dia mitsabo ny wafer silisiôma miaraka amin'ny fiakaran'ny mari-pana faran'izay haingana sy maharitra amin'ny mari-pana kendrena (matetika 1000°C). Ny fametahana ny wafer silisiôma nambolena dia matetika atao amin'ny processeur mafana haingana miaraka amin'ny Ar na N2. Ny fizotry ny fiakaran'ny hafanana haingana sy ny faharetana fohy dia afaka manatsara ny fanamboarana ny lesoka amin'ny lattice, ny fampahavitrihana ny loto ary ny fanakanana ny fiparitahan'ny loto. Ny RTA dia afaka mampihena ny fiparitahana mivoatra mandalo ihany koa ary no fomba tsara indrindra hifehezana ny halalin'ny junction amin'ny implants junction marivo.
——————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera dia afaka manomeampahany grafita, malefaka / henjana mahatsapa, singa silisiôma carbide, Ny ampahany CVD silisiôma carbide, arySiC/TaC mifono ampahanymiaraka amin'ny 30 andro.
Raha liana amin'ny vokatra semiconductor etsy ambony ianao,aza misalasala mifandray aminay amin'ny voalohany.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Fotoana fandefasana: Aug-31-2024