微纳集成电路制造工艺教学课件第5章离子注入工艺（2）.pptxVIP

微纳集成电路制造工艺Micro-nanoscaleIntegratedCircuitFabricationProcess西安电子科技大学集成电路学部微电子学院戴显英“集”“微”成著·用“芯”圆梦

第五章离子注入（二）Chapter5IonImplantation西安电子科技大学微电子学院戴显英2024.04.08

第五章离子注入IonImplantation上节课知识点回顾离子注入设备结构①离子源②质量分析器③加速器④聚焦⑤偏束⑥扫描器剂量Q：独立决定注入浓度；能量E：独立决定注深度（结深）离子注入机理：核阻挡（碰撞）与电子阻挡（碰撞）核碰撞：大角度散射、入射浅、引起大的晶格损伤、可控制结深电子碰撞：小角度散射、入射深、损伤可忽略、无法控制结深（沟道效应）工艺优点：相对于扩散（熟悉掌握）注入温度低：对Si，室温；对GaAs,400℃。（扩散工艺是高温）横向扩散小：有利于器件特征尺寸的缩小。（扩散工艺是高横向扩散）可独立控制浓度分布及结深：有什么好处？（扩散工艺不能）可实现均匀掺杂：如何实现？（扩散工艺是梯度分布）注入离子纯度高：如何实现？（扩散工艺不能）不受固溶度限制：所有元素均可注入，掺杂浓度可高于固溶度。（扩散工艺不能）工艺缺点：相对于扩散（熟悉掌握）①损伤(缺陷)较多：必须退火。②成本高

第五章离子注入5.4注入离子分布IonImplantation1.总射程R定义：注入离子在靶内走过的路径之和R与E的关系：根据能量的总损失率ImplantationDistribution式中，E0—注入离子的初始能量。西电前身红军通校长征路线图

第五章离子注入IonImplantation总射程R在离子入射方向（垂直靶片）的投影长度，即离子注入的有效深度。3.平均投影射程RP：统计所有注入离子投影射程XP的平均值（离子注入深度的平均值），具有统计分布规律－几率分布函数。5.4ImplantationDistribution2.投影射程XP：某个注入离子

第五章离子注入IonImplantation4.标准偏差（投影偏差）ΔRP反映了RP的分散程度（分散宽度）5.R、RP及ΔRP间的近似关系M1—注入离子质量，M2—靶原子质量5.4ImplantationDistribution

第五章离子注入IonImplantation6、注入离子纵向分布--高斯分布注入离子在靶内不断损失能量，最后停止在某处注入离子按一定的统计规律分布求解注入离子的射程和离散微分方程：距靶表面为x处的浓度分布为-高斯函数（高斯分布）Nmax=0.4NS/ΔRP—峰值浓度（在x=RP处）NS—注入剂量思考：扩散工艺的有限表面源（再分布）也是高斯分布，与离子注入的高斯分布有何不同？5.4ImplantationDistribution

第五章离子注入IonImplantation设Ns为入射离子沿x方向的剂量，则令则：dx=△RPdX故：注入剂量故：最大浓度5.4ImplantationDistribution

第五章离子注入IonImplantation离子注入浓度分布的特点：最大浓度：在x＝Rp处在Rp两边：注入离子浓度对称下降，且x-Rp越大，下降越快。在x-Rp＝±△RP处，N(x)/Nmax=e-1/2=0.6065pn结的位置：提问：扩散的最大浓度在哪里？5.4ImplantationDistribution扩散再分布-高斯分布

第五章离子注入IonImplantation?Rp：标准偏差（Straggling），相同质量且相同初始能量的离子有一空间分布，投影射程的统计涨落称为投影偏差（标准偏差）,即投影射程的平均偏差。?R?：横向标准偏差（Traversestraggling）,垂直于入射方向平面上的标准偏差，代表横向注入的偏差。离子注入的高斯分布示意峰值浓度不在Si表面5.4ImplantationDistribution

第五章离子注入IonImplantation真实分布非常复杂，不服从严格的高斯分布轻离子硼（B）：会有较多的硼离子受到大角度的散射,会引起在峰值位置与表面一侧有较多的离子堆积；重离子锑（Sb）：散射得更深。注入离子的真实分布5.4ImplantationDistribution

第五章离子注入4、对注入离子分布表述正确的是（）。注入离子是余误差分布注入离子是高斯分布注入离子最大浓度在靶（Si）表面注入离子最大浓度在靶（Si）体内某处ABCD提交多选题1分多选题1分

第五章离子注入