1. Destpêk
Implantasyona Ion yek ji pêvajoyên sereke yên di hilberîna yekbûyî de ye. Ew pêvajoya bilezkirina tîrêjek îonê berbi enerjiyek diyarkirî (bi gelemperî di nav rêza keV heya MeV de) vedibêje û dûv re jî derzîlêdana wê di rûyê materyalek hişk de ji bo guheztina taybetmendiyên fizîkî yên rûyê materyalê. Di pêvajoya çerxa entegre de, maddeya hişk bi gelemperî silicon e, û îyonên nepaqijiyê yên hatine çandin bi gelemperî îyonên boron, îyonên fosfor, îyonên arsenîk, îyonên îndyûm, îyonên germanium, hwd. maddî an pêvekek PN ava bikin. Dema ku mezinahiya taybetmendiya dorhêlên yekbûyî di heyama jêr-mîkronê de hate kêm kirin, pêvajoya îlonê bi berfirehî hate bikar anîn.
Di pêvajoya hilberîna dorhêla yekbûyî de, implantasyona îyonê bi gelemperî ji bo tebeqeyên kûrkirî, bîrên dopîkirî yên berevajî, verastkirina voltaja bordûmanê, pêvekirina dirêjkirina çavkanî û avdanê, împlantasyona çavkaniyê û avêtinê, dopîngkirina dergehê polysilicon, avakirina girêdanên PN û berxwedan / kapacitor, hwd tê bikar anîn. Di pêvajoya amadekirina materyalên substratê silicon de li ser insulatoran, tebeqeya oksîtê ya veşartî bi giranî ji hêla îlonkirina îyona oksîjenê ya bi konsantresyona bilind ve tête çêkirin, an jî qutkirina aqilmend bi îsbatkirina îyona hîdrojenê ya bi konsantresyona bilind tête bidestxistin.
Implantasyona îyonê ji hêla îyonek îyonê ve tê kirin, û pîvanên pêvajoyê yên herî girîng doz û enerjî ne: doz giraniya dawîn diyar dike, û enerjî rêza (ango, kûrahiya) îyonan diyar dike. Li gorî hewcedariyên sêwirana cîhêreng ên cîhazê, şertên implantasyonê li dozek bilind-enerjiya bilind, enerjiya navîn-doza navîn, enerjiya kêm-doza navîn, an-enerjiya kêm-doza bilind têne dabeş kirin. Ji bo bidestxistina bandora implantasyonê ya îdeal, pêdivî ye ku implanterên cihêreng ji bo hewcedariyên pêvajoyê yên cûda werin saz kirin.
Piştî çandina îyonê, bi gelemperî pêdivî ye ku meriv pêvajoyek germbûna germahîya bilind derbas bike da ku zirara tîrêjê ya ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin tamîr bike û îyonên nepakiyê çalak bike. Di pêvajoyên kevneşopî yên yekbûyî yên kevneşopî de, her çend germahiya annealing bandorek mezin li ser dopingê dike, germahiya pêvajoya implantasyona ion bixwe ne girîng e. Li girêkên teknolojiyê yên li jêr 14nm, pêdivî ye ku hin pêvajoyên implantasyona ionê di hawîrdorên germahiya nizm an bilind de bêne kirin da ku bandorên zirara tîrêjê biguhezînin, hwd.
2. pêvajoya îlonê
2.1 Prensîbên Bingehîn
Implantasyona Ion pêvajoyek dopîngê ye ku di salên 1960-an de hatî pêşve xistin ku di pir aliyan de ji teknîkên belavkirina kevneşopî çêtir e.
Cûdahiyên sereke yên di navbera dopinga implantasyona ion û dopinga belavkirina kevneşopî de wiha ne:
(1) Dabeşkirina berhevoka nepakiyê li herêma dopîkirî cûda ye. Giraniya nepakiya lûtkeya îlonê di hundurê krîstalê de ye, dema ku lûtkeya nepaqijiya belavbûnê li ser rûyê krîstalê ye.
(2) Implantasyona Ion pêvajoyek e ku di germahiya odeyê an jî germahiya nizm de tête kirin, û dema hilberînê kurt e. Dopîngê belavbûyî tedawiyek germahiya bilind dirêjtir hewce dike.
(3) Implantasyona Ion destûrê dide hilbijartina hêmanên pêvekirî yên maqûltir û rast.
(4) Ji ber ku nepakî ji ber belavbûna germî bandor dibin, şeklê pêlê ku ji hêla îlonê ve di krîstalê de tête çêkirin ji forma pêlê ya ku ji belavbûna di krîstalê de hatî çêkirin çêtir e.
(5) Implantasyona îyonê bi gelemperî wekî materyalê maskê tenê fotoresist bikar tîne, lê dopîngkirina belavbûnê pêdivî bi mezinbûn an avêtina fîlimek bi qalindiyek diyar wekî maskek heye.
(6) Implantasyona îyonê di bingeh de şûna belavbûnê girtiye û îro di çêkirina dorhêlên yekbûyî de bûye pêvajoya sereke ya dopingê.
Dema ku tîrêjek îyonê ya bi enerjiyek diyarkirî armancek zexm (bi gelemperî waferek) bombe dike, îyon û atomên li ser rûyê armancê dê di nav cûrbecûr danûstendinan de bin, û enerjiyê bi rengek diyarkirî veguhezînin atomên armanc da ku heyecan bikin an ionîze bikin. wê. Di heman demê de îyon dikarin bi veguheztina momentumê re hindek enerjiyê winda bikin, û di dawiyê de ji hêla atomên armanc ve werin belav kirin an jî di materyalê armanc de rawestin. Ger îyonên derzîkirî girantir bin, piraniya îyonan dê di hedefa zexm de werin derzî kirin. Berevajî vê, heke îyonên derzîkirî siviktir bin, dê gelek îyonên derzîkirî ji rûyê armancê bizivirin. Di bingeh de, ev îyonên enerjiya bilind ên ku di hedefê de têne derzî kirin dê bi dereceyên cihêreng bi atomên lat û elektronên di hedefa zexm de li hev bikevin. Di nav wan de, lihevketina di navbera îyon û atomên hedefa zexm de dikare wekî pevçûnek elastîk were hesibandin ji ber ku ew bi girseyê nêzîk in.
2.2 Parametreyên sereke yên implantasyona ion
Implantasyona Ion pêvajoyek maqûl e ku pêdivî ye ku pêdivîyên sêwirana çîp û hilberîna hişk bicîh bîne. Parametreyên girîng ên implantasyona ion ev in: doz, rêz.
Doz (D) vedibêje hejmara îyonên ku li ser yekîneya rûbera silikonê ya silicon têne derzî kirin, bi atomên serê santîmetre çargoşe (an îyonên serê santîmetre çargoşe). D dikare bi formula jêrîn were hesibandin:
Cihê ku D dozaja implantasyonê ye (hejmara îyonan / qada yekîneyê); t dema nebatê ye; Ez herikîna tîrêjê me; q bara ku ji hêla îyonê ve tê hilgirtin e (barek yekane 1,6×1019C[1] ye); û S qada lêdanê ye.
Yek ji sedemên sereke ku çima îlonê di çêkirina waferên silicon de bûye teknolojiyek girîng ev e ku ew dikare çend caran heman dozê nepaqijiyê di nav waferên silicon de bi cih bike. Implanter bi alîkariya barkirina pozîtîf a îyonan digihêje vê armancê. Dema ku îyonên nepaqijiyê yên erênî tîrêjek îyonê pêk tînin, ji rêjeya herikîna wê re herika tîrêjê ya îyonê tê gotin, ku bi mA tê pîvandin. Rêjeya herikên navîn û nizm ji 0,1 heta 10 mA ye, û rêza herikên bilind 10 heya 25 mA ye.
Mezinahiya tîrêjê ya ionê di diyarkirina dozê de guhêrbarek bingehîn e. Ger niha zêde bibe, hejmara atomên nepaqijiyê yên ku di yekîneya demê de têne çandin jî zêde dibe. Rêjeya bilind ji bo zêdekirina berberiya silicon waferê (derzkirina zêdetir îyonan di dema hilberîna yekîneyê de) guncan e, lê ew di heman demê de dibe sedema pirsgirêkên yekrengiyê.
3. alavên îlonê
3.1 Structure Basic
Amûrên implantasyona Ionê 7 modulên bingehîn hene:
① çavkaniya ion û vegirtinê;
② analîzkerê girseyê (ango magneta analîtîk);
③ lûleya lezkerê;
④ dîskê lêgerînê;
⑤ pergala bêbandorkirina elektrostatîk;
⑥ odeya pêvajoyê;
⑦ pergala kontrola dozê.
AHemî modul di hawîrdorek valahiya ku ji hêla pergala valahiya ve hatî damezrandin de ne. Di jimareya jêrîn de nexşeya avahîsaziya bingehîn a implantera ionê tê xuyang kirin.
(1)Çavkaniya Ion:
Bi gelemperî di heman jûreya valahiya wekî elektroda şûştinê de ye. Nepakiyên ku li benda derziyê ne, divê di rewşek îyonî de hebin da ku ji hêla qada elektrîkê ve werin kontrol kirin û bilez kirin. Herî zêde B+, P+, As+ û hwd tên bikaranîn bi atom an jî molekulan îyonîze dikin.
Çavkaniyên nepaqijiyê yên ku têne bikar anîn BF3, PH3 û AsH3, hwd., û strukturên wan di wêneya jêrîn de têne destnîşan kirin. Elektronên ku ji hêla filamentê ve têne berdan bi atomên gazê re li hev dikevin û îyonan çêdikin. Elektron bi gelemperî ji hêla çavkaniyek germê ya tûngstenê ve têne çêkirin. Mînakî, çavkaniya ionê ya Berners, fîla katodê di jûreyek kemerê de bi ketina gazê tê saz kirin. Dîwarê hundurê jûreya arkê anod e.
Dema ku çavkaniya gazê tê destnîşan kirin, herikînek mezin di nav filamentê re derbas dibe, û voltaja 100 V di navbera elektrodên erênî û neyînî de tê sepandin, ku dê li dora fîlamentê elektronên enerjiya bilind çêbike. Piştî ku elektronên bi enerjiya bilind bi molekulên gaza çavkaniyê re li hev dikevin, îyonên erênî çêdibin.
Magnata derveyî zeviyek magnetîkî ya paralel bi filamentê re dixebitîne da ku iyonîzasyonê zêde bike û plazmayê aram bike. Di jûreya kemerê de, li dawiya din ê li gorî fîlamentê, refleksek barkirî ya neyînî heye ku elektronan paşde vedigerîne da ku hilberîn û kargêriya elektronan baştir bike.
(2)Absorption:
Ew ji bo berhevkirina îyonên erênî yên ku di jûreya kemerê ya çavkaniya îonê de têne hilberandin û wan di tîrêjek îyonê de têne berhev kirin. Ji ber ku odeya kemerê anod e û katod bi rengek neyînî li ser elektroda şûştinê tê zext kirin, qada elektrîkê ya ku tê çêkirin îyonên erênî kontrol dike, dibe sedem ku ew ber bi elektroda şûştinê ve biçin û ji qulika îyonê werin derxistin, wekî ku di jimareya jêrîn de tê xuyang kirin. . Hêza qada elektrîkê çiqasî mezin be, îyon piştî lezbûnê enerjiya kînetîk jî ewqas zêde dibe. Di heman demê de voltaja tepisandinê jî li ser elektroda şûştinê heye da ku pêşî li destwerdana elektronan di plazmayê de bigire. Di heman demê de, elektroda tepisandinê dikare îyonan di tîrêjek îonê de çêbike û wan li tîrêjek tîrêjek îyonê ya paralel bikişîne da ku ew di nav implanterê re derbas bibe.
(3)Analyzerê girseyî:
Dibe ku gelek celeb îyon ji çavkaniya îyonê têne hilberandin. Di bin lezkirina voltaja anodê de, îyon bi lezek mezin dimeşin. Iyonên cihêreng yekeyên girseya atomê yên cihêreng û rêjeyên girseya-bar-barê yên cihê ne.
(4)lûleya Accelerator:
Ji bo bidestxistina leza bilind, enerjiya bilindtir hewce ye. Ji bilî qada elektrîkê ya ku ji hêla analyzerê anode û girseyî ve hatî peyda kirin, ji bo lezkirinê jî zeviyek elektrîkî ya ku di lûleya lezkerê de tê peyda kirin jî hewce ye. Lûleya lezkerê ji rêze elektrodên ku ji hêla dîelektrîkê ve têne veqetandin pêk tê, û voltaja neyînî ya li ser elektrodê bi riya girêdana rêzê bi rêzê zêde dibe. Tevahiya voltaja çi qas bilind be, leza ku îyonan distîne ew qas mezintir dibe, ango enerjiya ku tê hilanîn ew qas mezintir e. Enerjiya bilind dikare rê bide ku îyonên nepaqijiyê bi kûrahî di nav wafera siliconê de were derzî kirin da ku girêdanek kûr çêbike, dema ku enerjiya hindik dikare were bikar anîn da ku pêvekek kûr were çêkirin.
(5)Dîskê şopandin
Tîrêja îyonê ya baldar bi gelemperî bi pîvana pir piçûk e. Dirêjahiya cihê tîrêjê ya lêkera tîrêjê ya navîn bi qasî 1 cm ye, û ya tîrêjek mezin bi qasî 3 cm ye. Pêdivî ye ku tevahiya wafera silicon bi şopandinê were girtin. Dubarebûna vegirtina dozê bi şopandinê tê destnîşankirin. Bi gelemperî, çar celeb pergalên şopandina implanterê hene:
① şopandina elektrostatîk;
② şopandina mekanîkî;
③ şopandina hîbrîd;
④ şopandina paralel.
(6)Pergala bêbandorkirina elektrîkê ya statîk:
Di dema pêvajoyê de, tîrêjê îyonê li şibaka silicon dixe û dibe sedem ku bar li ser rûyê maskê kom bibe. Berhevkirina barkirinê ya di encamê de balansa barkirinê di tîra îonê de diguhezîne, cihê tîrêjê mezintir dike û dabeşkirina dozê nehevdeng dike. Tewra dibe ku ew ji qata oksîda rûkalê bişkîne û bibe sedema têkçûna cîhazê. Naha, tîrêjê silicon û tîrêjê îyonê bi gelemperî li hawîrdorek plazmaya bi tîrêjiya bilind a bi îstîqrar têne danîn ku jê re pergala serşokê ya elektronîkî ya plazmayê tê gotin, ku dikare barkirina wafera silicon kontrol bike. Ev rêbaz elektronan ji plazmayê (bi gelemperî argon an xenon) di jûreyek kemerê de ku di rêça tîrêjê îyonê de ye û li nêzikî wafera siliconê ye derdixe. Plazma tê fîltrekirin û tenê elektronên duyemîn dikarin xwe bigihînin rûbera silicon waferê da ku bara erênî bêbandor bikin.
(7)Valahiya pêvajoyê:
Derzkirina tîrêjên îyonê di nav pêlên silicon de di odeya pêvajoyê de pêk tê. Odeya pêvajoyê parçeyek girîng a implanterê ye, di nav de pergalek şopandinê, qereqolek termînalê ya bi qeflek valahiya ji bo barkirin û rakirina waferên silicon, pergalek veguheztina wafera silicon, û pergala kontrolkirina komputerê. Wekî din, ji bo şopandina dozan û kontrolkirina bandorên kanalê hin amûr hene. Ger şopandina mekanîkî were bikar anîn, dê qereqola termînalê nisbeten mezin be. Valahiya jûreya pêvajoyê ji hêla pompek mekanîkî ya pir-qonaxê, pompek turbomolekuler, û pompek kondensasyonê ve, ku bi gelemperî li ser 1 × 10-6Torr an kêmtir e, berbi zexta jêrîn a ku ji hêla pêvajoyê ve tê xwestin tê pomp kirin.
(8)Sîstema kontrola dosage:
Monitoravdêriya dozê ya rast-a-demê di implanterek îonê de bi pîvandina tîrêjê îyonê ku digihîje wafera siliconê pêk tê. Hêza tîrêjê ya ion bi senzorek bi navê kasa Faraday tê pîvandin. Di pergalek sade ya Faraday de, di rêça tîrêjê ion de senzorek heyî heye ku niha dipîve. Lêbelê, ev pirsgirêkek peyda dike, ji ber ku tîrêjê ion bi senzorê re reaksiyonê dike û elektronên duyemîn çêdike ku dê bibe sedema xwendinên heyî yên xelet. Pergalek Faraday dikare elektronên duyemîn bi karanîna zeviyên elektrîkî an magnetîkî bitepisîne da ku xwendina tîrêjek rastîn bistîne. Hêza ku ji hêla pergala Faraday ve hatî pîvandin di nav kontrolkerek dozê ya elektronîkî de tê xwarin, ku wekî akumulatorek niha tevdigere (ku bi domdarî herika tîrêjê ya pîvandî berhev dike). Kontrolker tê bikar anîn da ku gişta niha bi dema pêvekirina têkildar re têkildar bike û dema ku ji bo dozek diyarkirî hewce dike hesab bike.
3.2 Tamîrkirina zirarê
Implantasyona îyonê dê atoman ji strûktûra tîrêjê derxîne û zirarê bide torba wafera silicon. Ger dozaja ku tê çandin mezin be, tebeqeya ku tê çandin dê bibe amorf. Wekî din, îyonên pêvekirî di bingeh de xalên tîrêjê yên silicon nagirin, lê di pozîsyonên valahiya tîrêjê de dimînin. Van nepaqijiyên navberê tenê piştî pêvajoyek germbûna germahiya bilind dikarin werin çalak kirin.
Annealing dikare wafera siliconê ya ku hatî pêçandî germ bike da ku kêmasiyên tîrêjê tamîr bike; di heman demê de dikare atomên nepaqijiyê ber bi xalên tîrêjê ve bigerîne û wan çalak bike. Germahiya ku ji bo tamîrkirina kêmasiyên tîrêjê hewce dike bi qasî 500 ° C ye, û germahiya ku ji bo aktîvkirina atomên nepakiyê hewce dike bi qasî 950 ° C ye. Aktîvkirina nepakiyan bi dem û germahiyê ve girêdayî ye: her ku dem dirêjtir û germahî zêde dibe, nepakî bi tevahî çalak dibin. Du awayên bingehîn hene ji bo paqijkirina waferên silicon:
① şilkirina firna germahiya bilind;
② germbûna bilez (RTA).
Germkirina firna germahiya bilind: Pîvazkirina firna germahiya bilind rêbazek kevneşopî ya kevneşopî ye, ku firna germahiya bilind bikar tîne da ku wafera silicon di 800-1000℃ germ bike û 30 hûrdeman bigire. Di vê germahiyê de, atomên siliconê vedigerin rewşa torgilokê, û atomên nepaqijiyê jî dikarin şûna atomên siliconê bigirin û bikevin nav lat. Lêbelê, dermankirina germê di germahî û demek wusa de dê bibe sedema belavbûna nepakiyan, ku ev tiştek e ku pîşesaziya hilberîna IC ya nûjen naxwaze bibîne.
Germbûna Lezgîn: Zehfkirina germî ya bilez (RTA) pêlên silicon bi bilindbûna germahiya pir bilez û demek kurt li germahiya armancê (bi gelemperî 1000 ° C) derman dike. Pîvankirina waferên siliconê yên hatine çandin bi gelemperî di pêvajoyek germî ya bilez a bi Ar an N2 de tê kirin. Pêvajoya bilindbûna germahiya bilez û dirêjahiya kurt dikare tamîrkirina kêmasiyên tîrêjê, aktîvkirina nepakî û astengkirina belavkirina nepakiyê xweştir bike. RTA di heman demê de dikare belavbûna pêşkeftî ya demkî kêm bike û awayê çêtirîn e ku meriv kûrahiya hevbendê di implantên hevbendiya hûrgelê de kontrol bike.
———————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera dikare peyda bikeparçeyên grafît, nerm / hişk hest, parçeyên silicon carbide, Parçeyên karbîd silicon CVD, ûParçeyên pêçandî yên SiC/TaCdi nav 30 rojan de.
Heke hûn bi hilberên nîvconductor yên jorîn re eleqedar in,ji kerema xwe di cara yekem de bi me re têkilî daynin.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Dema şandinê: Tebax-31-2024