1. ບົດແນະນຳ
ການປູກຝັງ ion ແມ່ນຫນຶ່ງໃນຂະບວນການຕົ້ນຕໍໃນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານ. ມັນຫມາຍເຖິງຂະບວນການເລັ່ງການເປັນ beam ion ກັບພະລັງງານສະເພາະໃດຫນຶ່ງ (ໂດຍທົ່ວໄປໃນຂອບເຂດຂອງ keV ກັບ MeV) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນສີດເຂົ້າໄປໃນຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸແຂງເພື່ອປ່ຽນຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸ. ໃນຂະບວນການວົງຈອນປະສົມປະສານ, ວັດສະດຸແຂງມັກຈະເປັນຊິລິຄອນ, ແລະ ions impurity implanted ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນ ions boron, phosphorus ions, ions arsenic, indium ions, germanium ions, ແລະອື່ນໆ ion implanted ສາມາດມີການປ່ຽນແປງ conductivity ຂອງຫນ້າດິນຂອງແຂງ. ວັດສະດຸຫຼືປະກອບເປັນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN. ໃນເວລາທີ່ຂະຫນາດຄຸນນະສົມບັດຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງເປັນຍຸກຍ່ອຍ micron, ຂະບວນການ implantation ion ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ.
ໃນຂະບວນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານ, ການປູກຝັງ ion ປົກກະຕິແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບຊັ້ນຝັງເລິກ, ຂຸມ reverse doped, ການປັບລະດັບແຮງດັນ, ການປູກຝັງການຂະຫຍາຍແຫຼ່ງແລະທໍ່ລະບາຍນ້ໍາ, ການປູກຝັງຂອງແຫຼ່ງແລະທໍ່ລະບາຍນ້ໍາ, doping ປະຕູ polysilicon, ກອບເປັນຈໍານວນ PN junctions ແລະ resistors / capacitors, ແລະອື່ນໆ. ໃນຂະບວນການຂອງການກະກຽມວັດສະດຸ substrate ຊິລິໂຄນໃສ່ insulators, ຊັ້ນ oxide ຝັງໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຕົ້ນຕໍໂດຍ implantation ອົກຊີເຈນທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງ, ຫຼືການຕັດອັດສະລິຍະແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການ implantation hydrogen ion ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງ.
Ion implantation ແມ່ນປະຕິບັດໂດຍ ion implanter, ແລະຕົວກໍານົດການຂະບວນການສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງມັນແມ່ນປະລິມານແລະພະລັງງານ: dose ກໍານົດຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສຸດທ້າຍ, ແລະພະລັງງານກໍານົດຂອບເຂດ (ie, ຄວາມເລິກ) ຂອງ ion ໄດ້. ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງການອອກແບບອຸປະກອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເງື່ອນໄຂຂອງການປູກຝັງໄດ້ຖືກແບ່ງອອກເປັນພະລັງງານສູງ, ຂະຫນາດກາງ, ຂະຫນາດກາງ, ຂະຫນາດກາງ, ພະລັງງານຕ່ໍາ, ຫຼືພະລັງງານຕ່ໍາປະລິມານສູງ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຂອງການປູກຝັງທີ່ເຫມາະສົມ, implanters ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄວນໄດ້ຮັບການຕິດຕັ້ງສໍາລັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຫຼັງຈາກການປູກຝັງ ion, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມັນຈໍາເປັນຕ້ອງຜ່ານຂະບວນການຫມຸນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເພື່ອສ້ອມແປງຄວາມເສຍຫາຍຂອງເສັ້ນດ່າງທີ່ເກີດຈາກການປູກຝັງ ion ແລະກະຕຸ້ນ ions impurity. ໃນຂະບວນການວົງຈອນປະສົມປະສານແບບດັ້ງເດີມ, ເຖິງແມ່ນວ່າອຸນຫະພູມ annealing ມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການ doping, ອຸນຫະພູມຂອງຂະບວນການ ion implantation ຕົວຂອງມັນເອງບໍ່ສໍາຄັນ. ຢູ່ທີ່ໂນດເຕັກໂນໂລຢີຕ່ໍາກວ່າ 14nm, ຂະບວນການປູກຝັງ ion ບາງຢ່າງຈໍາເປັນຕ້ອງຖືກປະຕິບັດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາຫຼືສູງເພື່ອປ່ຽນແປງຜົນກະທົບຂອງຄວາມເສຍຫາຍຂອງເສັ້ນດ່າງ, ແລະອື່ນໆ.
2. ຂະບວນການປູກຝັງ ion
2.1 ຫຼັກການພື້ນຖານ
ການປູກຝັງໄອອອນແມ່ນຂະບວນການ doping ພັດທະນາໃນຊຸມປີ 1960 ທີ່ດີກວ່າເຕັກນິກການແຜ່ກະຈາຍແບບດັ້ງເດີມໃນຫຼາຍດ້ານ.
ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ ສຳ ຄັນລະຫວ່າງຢາ implantation doping ແລະການແຜ່ກະຈາຍແບບດັ້ງເດີມແມ່ນມີດັ່ງນີ້:
(1) ການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ impurity ໃນພາກພື້ນ doped ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ impurity ສູງສຸດຂອງ ion implantation ຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນໄປເຊຍກັນໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ impurity ສູງສຸດຂອງການແຜ່ກະຈາຍແມ່ນຕັ້ງຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງໄປເຊຍກັນໄດ້.
(2) ການປູກຝັງ Ion ແມ່ນຂະບວນການທີ່ດໍາເນີນຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງຫຼືແມ້ກະທັ້ງອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ແລະເວລາການຜະລິດແມ່ນສັ້ນ. ການແຜ່ກະຈາຍ doping ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປິ່ນປົວອຸນຫະພູມສູງຍາວ.
(3) implantation ion ອະນຸຍາດໃຫ້ສໍາລັບການຄັດເລືອກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະຊັດເຈນຫຼາຍຂອງອົງປະກອບ implanted.
(4) ນັບຕັ້ງແຕ່ impurities ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ, ຮູບແບບຄື້ນທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍການ implantation ion ໃນໄປເຊຍກັນແມ່ນດີກ່ວາ waveform ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍການແຜ່ກະຈາຍໃນໄປເຊຍກັນໄດ້.
(5) ການປູກຝັງ Ion ປົກກະຕິແລ້ວພຽງແຕ່ໃຊ້ photoresist ເປັນອຸປະກອນການຫນ້າກາກ, ແຕ່ການແຜ່ກະຈາຍ doping ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍຕົວຫຼື deposition ຂອງຮູບເງົາທີ່ມີຄວາມຫນາທີ່ແນ່ນອນເປັນຫນ້າກາກ.
(6) ການປູກຝັງ Ion ໄດ້ທົດແທນການແຜ່ກະຈາຍໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແລະກາຍເປັນຂະບວນການ doping ຕົ້ນຕໍໃນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານໃນມື້ນີ້.
ໃນເວລາທີ່ beam ion ເຫດການທີ່ມີພະລັງງານສະເພາະໃດຫນຶ່ງໄດ້ລະເບີດເປົ້າຫມາຍແຂງ (ປົກກະຕິແລ້ວເປັນ wafer), ion ແລະປະລໍາມະນູຢູ່ດ້ານເປົ້າຫມາຍຈະໄດ້ຮັບການປະຕິສໍາພັນທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ແລະໂອນພະລັງງານກັບອະຕອມເປົ້າຫມາຍໃນວິທີການສະເພາະໃດຫນຶ່ງເພື່ອ excite ຫຼື ionize. ເຂົາເຈົ້າ. ion ຍັງສາມາດສູນເສຍຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງພະລັງງານໂດຍຜ່ານການໂອນ momentum, ແລະສຸດທ້າຍໄດ້ຖືກກະແຈກກະຈາຍໂດຍປະລໍາມະນູເປົ້າຫມາຍຫຼືຢຸດເຊົາໃນວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍ. ຖ້າ ion ທີ່ຖືກສີດແມ່ນຫນັກກວ່າ, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງ ion ຈະຖືກສີດເຂົ້າໄປໃນເປົ້າຫມາຍແຂງ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຖ້າ ion ທີ່ຖືກສີດແມ່ນອ່ອນກວ່າ, ຫຼາຍໆ ion ທີ່ຖືກສີດຈະ bounce ອອກຈາກຫນ້າດິນເປົ້າຫມາຍ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ໄອອອນພະລັງງານສູງເຫຼົ່ານີ້ທີ່ສັກເຂົ້າໄປໃນເປົ້າຫມາຍຈະ collide ກັບປະລໍາມະນູ lattice ແລະເອເລັກໂຕຣນິກໃນເປົ້າຫມາຍແຂງໃນລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນບັນດາພວກເຂົາ, ການປະທະກັນລະຫວ່າງ ions ແລະປະລໍາມະນູເປົ້າຫມາຍແຂງສາມາດຖືວ່າເປັນການປະທະກັນແບບ elastic ເພາະວ່າພວກມັນໃກ້ຊິດຢູ່ໃນມະຫາຊົນ.
2.2 ຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍຂອງການປູກຝັງ ion
ການປູກຝັງ Ion ແມ່ນຂະບວນການທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ຕ້ອງຕອບສະຫນອງການອອກແບບຊິບທີ່ເຄັ່ງຄັດແລະຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດ. ຕົວກໍານົດການ implantation ion ທີ່ສໍາຄັນແມ່ນ: dose, range.
Dose (D) ຫມາຍເຖິງຈໍານວນຂອງ ions ສັກຕໍ່ຫນ່ວຍພື້ນທີ່ຂອງຫນ້າດິນ wafer ຊິລິໂຄນ, ໃນອະຕອມຕໍ່ຊັງຕີແມັດ (ຫຼື ions ຕໍ່ຊັງຕີແມັດ). D ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ D ແມ່ນປະລິມານຂອງ implantation (ຈໍານວນຂອງ ions / ພື້ນທີ່ຫນ່ວຍ); t ແມ່ນເວລາປູກຝັງ; ຂ້າພະເຈົ້າເປັນ beam ໃນປັດຈຸບັນ; q ແມ່ນຄ່າທີ່ປະຕິບັດໂດຍ ion (ການສາກດຽວແມ່ນ 1.6×1019C[1]); ແລະ S ແມ່ນພື້ນທີ່ປູກຝັງ.
ຫນຶ່ງໃນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍວ່າເປັນຫຍັງການປູກຝັງ ion ໄດ້ກາຍເປັນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ສໍາຄັນໃນການຜະລິດຊິລິໂຄນ wafer ແມ່ນວ່າມັນສາມາດປູກຝັງໃນປະລິມານດຽວກັນຂອງ impurities ເຂົ້າໄປໃນ wafers ຊິລິຄອນ. implanter ບັນລຸເປົ້າຫມາຍນີ້ໂດຍການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງການຮັບຜິດຊອບໃນທາງບວກຂອງ ions ໄດ້. ເມື່ອ ions impurity ໃນທາງບວກປະກອບເປັນ beam ion, ອັດຕາການໄຫຼຂອງມັນຖືກເອີ້ນວ່າກະແສໄຟຟ້າ ion beam, ເຊິ່ງຖືກວັດແທກໃນ mA. ຊ່ວງຂອງກະແສກາງແລະຕ່ໍາແມ່ນ 0.1 ຫາ 10 mA, ແລະຊ່ວງຂອງກະແສໄຟຟ້າສູງແມ່ນ 10 ຫາ 25 mA.
ຂະໜາດຂອງກະແສໄຟຟ້າ ion beam ແມ່ນຕົວແປສຳຄັນໃນການກຳນົດປະລິມານ. ຖ້າປະຈຸບັນເພີ່ມຂຶ້ນ, ຈໍານວນຂອງປະລໍາມະນູ impurity implanted ຕໍ່ຫນ່ວຍເວລາຍັງເພີ່ມຂຶ້ນ. ກະແສໄຟຟ້າສູງແມ່ນເອື້ອອໍານວຍຕໍ່ການເພີ່ມຜົນຜະລິດຂອງຊິລິໂຄນ wafer (ການສີດ ions ຫຼາຍຂຶ້ນຕໍ່ເວລາການຜະລິດຫນ່ວຍ), ແຕ່ມັນກໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາຄວາມເປັນເອກະພາບ.
3. ອຸປະກອນປູກຝັງ ion
3.1 ໂຄງສ້າງພື້ນຖານ
ອຸປະກອນປູກຝັງ ion ປະກອບມີ 7 ໂມດູນພື້ນຖານ:
① ion ແຫຼ່ງແລະເຄື່ອງດູດ;
②ເຄື່ອງວິເຄາະມະຫາຊົນ (ເຊັ່ນ: ການສະກົດຈິດການວິເຄາະ);
③ທໍ່ເລັ່ງ;
④ ແຜ່ນສະແກນ;
⑤ ລະບົບການເປັນກາງ electrostatic;
⑥ສະພາຂະບວນການ;
⑦ ລະບົບການຄວບຄຸມປະລິມານ.
All ໂມດູນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍລະບົບສູນຍາກາດ. ແຜນວາດໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງ ion implanter ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.
(1)ແຫຼ່ງ ion:
ປົກກະຕິແລ້ວຢູ່ໃນຫ້ອງສູນຍາກາດດຽວກັນກັບ electrode ດູດ. ສິ່ງສົກກະປົກທີ່ລໍຖ້າການສີດຕ້ອງມີຢູ່ໃນສະຖານະ ion ເພື່ອຄວບຄຸມແລະເລັ່ງໂດຍພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. B+, P+, As+, ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍອະຕອມ ຫຼືໂມເລກຸນ ionizing.
ແຫຼ່ງທີ່ບໍ່ສະອາດທີ່ໃຊ້ແມ່ນ BF3, PH3 ແລະ AsH3, ແລະອື່ນໆ, ແລະໂຄງສ້າງຂອງພວກມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້. ອິເລັກຕອນທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍ filament collide ກັບປະລໍາມະນູອາຍແກັສເພື່ອຜະລິດ ions. ປົກກະຕິແລ້ວເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຜະລິດໂດຍແຫຼ່ງ filament tungsten ຮ້ອນ. ຕົວຢ່າງ, ແຫຼ່ງ Berners ion, filament cathode ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຫ້ອງ arc ທີ່ມີທໍ່ອາຍແກັສ. ຝາດ້ານໃນຂອງຫ້ອງ arc ແມ່ນ anode.
ເມື່ອແຫຼ່ງອາຍແກັສຖືກນໍາສະເຫນີ, ກະແສໄຟຟ້າຂະຫນາດໃຫຍ່ຈະຜ່ານ filament, ແລະແຮງດັນຂອງ 100 V ຖືກນໍາໃຊ້ລະຫວ່າງ electrodes ບວກແລະລົບ, ເຊິ່ງຈະສ້າງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີພະລັງງານສູງປະມານ filament. ion ໃນທາງບວກແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນຫຼັງຈາກເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານສູງ collide ກັບໂມເລກຸນອາຍແກັສແຫຼ່ງ.
ແມ່ເຫຼັກພາຍນອກໃຊ້ສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂະຫນານກັບ filament ເພື່ອເພີ່ມ ionization ແລະສະຖຽນລະພາບຂອງ plasma. ຢູ່ໃນຫ້ອງ arc, ຢູ່ໃນທ້າຍອື່ນໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ filament, ມີຕົວສະທ້ອນທາງລົບທີ່ສະທ້ອນເຖິງເອເລັກໂຕຣນິກກັບຄືນໄປບ່ອນເພື່ອປັບປຸງການຜະລິດແລະປະສິດທິພາບຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ.
(2)ການດູດຊຶມ:
ມັນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບກໍາ ions ບວກທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນຫ້ອງ arc ຂອງແຫຼ່ງ ion ແລະປະກອບໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເຂົ້າໄປໃນ beam ion. ເນື່ອງຈາກຫ້ອງ arc ແມ່ນ anode ແລະ cathode ໄດ້ຖືກກົດດັນໃນທາງລົບຕໍ່ electrode suction, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດຈະຄວບຄຸມ ions ບວກ, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຄື່ອນໄປຫາ electrode suction ແລະຖືກດຶງອອກຈາກ slit ion, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້. . ຄວາມແຂງແຮງຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຫຼາຍ, ພະລັງງານ kinetic ຫຼາຍຂຶ້ນ, ions ໄດ້ຮັບຫຼັງຈາກເລັ່ງ. ນອກນັ້ນຍັງມີແຮງດັນການສະກັດກັ້ນກ່ຽວກັບ electrode suction ເພື່ອປ້ອງກັນການແຊກແຊງຈາກເອເລັກໂຕຣນິກໃນ plasma. ໃນເວລາດຽວກັນ, electrode ສະກັດກັ້ນສາມາດປະກອບເປັນ ions ເຂົ້າໄປໃນ beam ion ແລະສຸມໃສ່ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເຂົ້າໄປໃນສາຍນ້ໍາ ion beam ຂະຫນານເພື່ອໃຫ້ມັນຜ່ານ implanter ໄດ້.
(3)ເຄື່ອງວິເຄາະມະຫາຊົນ:
ອາດມີຫຼາຍຊະນິດຂອງ ion ທີ່ຜະລິດຈາກແຫຼ່ງ ion. ພາຍໃຕ້ການເລັ່ງຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ anode, ions ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວສູງ. ໄອອອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີຫົວຫນ່ວຍມະຫາຊົນຂອງປະລໍາມະນູທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະອັດຕາສ່ວນຂອງມະຫາຊົນຕໍ່ກັບການສາກໄຟທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
(4)ທໍ່ເລັ່ງ:
ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມໄວສູງ, ພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າແມ່ນຕ້ອງການ. ນອກເຫນືອໄປຈາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ສະຫນອງໂດຍ anode ແລະການວິເຄາະມະຫາຊົນ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ສະຫນອງໃຫ້ຢູ່ໃນທໍ່ເລັ່ງລັດຍັງຕ້ອງການສໍາລັບການເລັ່ງ. ທໍ່ເລັ່ງປະກອບດ້ວຍຊຸດຂອງ electrodes ທີ່ໂດດດ່ຽວໂດຍ dielectric, ແລະແຮງດັນທາງລົບໃນ electrodes ເພີ່ມຂຶ້ນໃນລໍາດັບໂດຍຜ່ານການເຊື່ອມຕໍ່ຊຸດ. ແຮງດັນທັງໝົດສູງກວ່າ, ຄວາມໄວທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍ ion ຫຼາຍຂຶ້ນ, ນັ້ນແມ່ນ, ພະລັງງານທີ່ນຳມາໄດ້ຫຼາຍເທົ່າໃດ. ພະລັງງານສູງສາມາດອະນຸຍາດໃຫ້ ions impurity ເຂົ້າໄປໃນ injected ເລິກເຂົ້າໄປໃນ wafer ຊິລິໂຄນເພື່ອສ້າງເປັນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ເລິກ, ໃນຂະນະທີ່ພະລັງງານຕ່ໍາສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ທາງແຍກຕື້ນ.
(5)ກຳລັງສະແກນແຜ່ນ
ປົກກະຕິແລ້ວ ion beam ຈຸດສຸມແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍໃນເສັ້ນຜ່າກາງ. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຈຸດ beam ຂອງ implanter ປະຈຸບັນ beam ຂະຫນາດກາງແມ່ນປະມານ 1 ຊມ, ແລະຂອງ beam implanter ຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນປະຈຸບັນແມ່ນປະມານ 3 ຊມ. ແຜ່ນ silicon wafer ທັງຫມົດຕ້ອງໄດ້ຮັບການປົກຫຸ້ມດ້ວຍການສະແກນ. ຄວາມອາດສາມາດຊ້ຳໄດ້ຂອງການປູກຝັງໃນປະລິມານແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍການສະແກນ. ປົກກະຕິແລ້ວ, ມີສີ່ປະເພດຂອງລະບົບການສະແກນ implanter:
① scan electrostatic;
② ການສະແກນກົນຈັກ;
③ການສະແກນປະສົມ;
④ ການສະແກນຂະຫນານ.
(6)ລະບົບການເປັນກາງຂອງໄຟຟ້າສະຖິດ:
ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການປູກຝັງ, ລໍາແສງ ion ມົນຕີ silicon wafer ແລະເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການສະສົມຢູ່ເທິງຫນ້າກາກ. ການສະສົມຂອງຄ່າບໍລິການທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຄວາມດຸ່ນດ່ຽງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນ beam ion, ເຮັດໃຫ້ beam ຈຸດໃຫຍ່ຂຶ້ນແລະການແຜ່ກະຈາຍປະລິມານບໍ່ສະເຫມີກັນ. ມັນອາດຈະແຕກຜ່ານຊັ້ນຜຸພັງຂອງພື້ນຜິວແລະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ. ໃນປັດຈຸບັນ, wafer silicon ແລະ beam ion ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມ plasma ຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງທີ່ຫມັ້ນຄົງເອີ້ນວ່າລະບົບອາບນ້ໍາ plasma electron, ເຊິ່ງສາມາດຄວບຄຸມການສາກໄຟຂອງ silicon wafer ໄດ້. ວິທີການນີ້ສະກັດເອົາເອເລັກໂຕຣນິກອອກຈາກ plasma (ປົກກະຕິແລ້ວ argon ຫຼື xenon) ຢູ່ໃນຫ້ອງ arc ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນເສັ້ນທາງ ion beam ແລະຢູ່ໃກ້ກັບ wafer ຊິລິໂຄນ. plasma ໄດ້ຖືກກັ່ນຕອງແລະພຽງແຕ່ເອເລັກໂຕຣນິກຂັ້ນສອງສາມາດເຂົ້າຫາຫນ້າດິນຂອງ silicon wafer ເພື່ອ neutralize ຄ່າບວກ.
(7)ຂະບວນການ:
ການສີດຂອງ beams ion ເຂົ້າໄປໃນ wafers ຊິລິໂຄນເກີດຂື້ນຢູ່ໃນຫ້ອງຂະບວນການ. ຫ້ອງການຂະບວນການແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ສໍາຄັນຂອງ implanter, ລວມທັງລະບົບການສະແກນ, ສະຖານີ terminal ທີ່ມີ lock ສູນຍາກາດສໍາລັບການໂຫຼດແລະ unloading wafers ຊິລິໂຄນ, ລະບົບການໂອນຊິລິໂຄນ wafer, ແລະລະບົບການຄວບຄຸມຄອມພິວເຕີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມີອຸປະກອນຈໍານວນຫນຶ່ງສໍາລັບການຕິດຕາມກວດກາປະລິມານແລະການຄວບຄຸມຜົນກະທົບຂອງຊ່ອງທາງ. ຖ້າການສະແກນກົນຈັກຖືກນໍາໃຊ້, ສະຖານີ terminal ຈະມີຂະຫນາດໃຫຍ່ຂ້ອນຂ້າງ. ສູນຍາກາດຂອງຫ້ອງຂະບວນການແມ່ນສູບກັບຄວາມກົດດັນລຸ່ມທີ່ຕ້ອງການໂດຍຂະບວນການໂດຍປັ໊ມກົນຈັກຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ປັ໊ມ turbomolecular, ແລະປັ໊ມ condensation, ເຊິ່ງໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນປະມານ 1 × 10-6Torr ຫຼືຫນ້ອຍກວ່າ.
(8)ລະບົບການຄວບຄຸມປະລິມານ:
ການຕິດຕາມປະລິມານຢາໃນເວລາຈິງໃນ ion implanter ແມ່ນສໍາເລັດໂດຍການວັດແທກ beam ion ໄປເຖິງ silicon wafer. ກະແສໄຟຟ້າ ion beam ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີທີ່ເອີ້ນວ່າ Faraday cup. ໃນລະບົບ Faraday ງ່າຍດາຍ, ມີເຊັນເຊີປະຈຸບັນຢູ່ໃນເສັ້ນທາງ ion beam ທີ່ວັດແທກກະແສ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນີ້ນໍາສະເຫນີບັນຫາ, ຍ້ອນວ່າ beam ion reacts ກັບ sensor ແລະຜະລິດເອເລັກໂຕຣນິກຂັ້ນສອງທີ່ຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ການອ່ານ erroneous ໃນປັດຈຸບັນ. ລະບົບ Faraday ສາມາດສະກັດກັ້ນອີເລັກໂທຣນິກຂັ້ນສອງໂດຍໃຊ້ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຫຼືແມ່ເຫຼັກເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການອ່ານກະແສໄຟຟ້າທີ່ແທ້ຈິງ. ປະຈຸບັນທີ່ວັດແທກໂດຍລະບົບ Faraday ໄດ້ຖືກປ້ອນເຂົ້າໄປໃນຕົວຄວບຄຸມປະລິມານເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຊິ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວສະສົມໃນປະຈຸບັນ (ເຊິ່ງສືບຕໍ່ສະສົມກະແສໄຟຟ້າທີ່ວັດແທກໄດ້). ຕົວຄວບຄຸມແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ປັດຈຸບັນທັງໝົດກັບເວລາປູກຝັງທີ່ສອດຄ້ອງກັນ ແລະຄຳນວນເວລາທີ່ຕ້ອງການສຳລັບປະລິມານທີ່ແນ່ນອນ.
3.2 ການສ້ອມແປງຄວາມເສຍຫາຍ
ການປູກຝັງ ion ຈະລົບອະຕອມອອກຈາກໂຄງສ້າງຂອງເສັ້ນດ່າງແລະທໍາລາຍແຜ່ນ silicon wafer lattice. ຖ້າປະລິມານທີ່ປູກຝັງມີຂະໜາດໃຫຍ່, ຊັ້ນຝັງທີ່ຝັງໄວ້ຈະກາຍເປັນອາໂມໂຟ. ນອກຈາກນັ້ນ, ion implanted ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວບໍ່ໄດ້ຄອບຄອງຈຸດ lattice ຂອງ silicon, ແຕ່ຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງຊ່ອງຫວ່າງ lattice. ເຫຼົ່ານີ້ impurities interstitial ສາມາດໄດ້ຮັບການກະຕຸ້ນພຽງແຕ່ຫຼັງຈາກຂະບວນການ annealing ອຸນຫະພູມສູງ.
Annealing ສາມາດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງ wafer silicon implanted ເພື່ອສ້ອມແປງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ lattice; ມັນຍັງສາມາດຍ້າຍປະລໍາມະນູ impurity ໄປຫາຈຸດ lattice ແລະກະຕຸ້ນໃຫ້ເຂົາເຈົ້າ. ອຸນຫະພູມທີ່ຕ້ອງການເພື່ອສ້ອມແປງຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງເສັ້ນດ່າງແມ່ນປະມານ 500 ° C, ແລະອຸນຫະພູມທີ່ຕ້ອງການເພື່ອກະຕຸ້ນປະລໍາມະນູ impurity ແມ່ນປະມານ 950 ° C. ການກະຕຸ້ນຂອງ impurities ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບເວລາແລະອຸນຫະພູມ: ເວລາດົນຂຶ້ນແລະອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນ, ການ impurities ຢ່າງເຕັມສ່ວນໄດ້ຖືກກະຕຸ້ນ. ມີສອງວິທີພື້ນຖານສໍາລັບການຫມຸນຊິລິໂຄນ wafers:
① ອຸນຫະພູມສູງ furnace annealing;
②ການຫມູນວຽນຄວາມຮ້ອນໄວ (RTA).
ການຫມູນວຽນຂອງເຕົາອົບທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ: ການຫມຸນເຕົາໄຟທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແມ່ນວິທີການຫມຸນແບບດັ້ງເດີມ, ເຊິ່ງໃຊ້ເຕົາອົບທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເພື່ອໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງຊິລິຄອນ wafer ຢູ່ທີ່ 800-1000 ℃ແລະເກັບຮັກສາໄວ້ 30 ນາທີ. ໃນອຸນຫະພູມນີ້, ອະຕອມຂອງຊິລິໂຄນຍ້າຍກັບຄືນໄປບ່ອນຕໍາແຫນ່ງເສັ້ນດ່າງ, ແລະປະລໍາມະນູ impurity ຍັງສາມາດທົດແທນອະຕອມຂອງຊິລິໂຄນແລະເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນດ່າງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມແລະເວລາດັ່ງກ່າວຈະນໍາໄປສູ່ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ impurities, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທີ່ອຸດສາຫະກໍາການຜະລິດ IC ທີ່ທັນສະໄຫມບໍ່ຕ້ອງການທີ່ຈະເຫັນ.
ການຫມຸນຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາ: ການຫມຸນຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາ (RTA) ປະຕິບັດຕໍ່ຊິລິໂຄນ wafers ດ້ວຍອຸນຫະພູມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໄວທີ່ສຸດແລະໄລຍະເວລາສັ້ນໃນອຸນຫະພູມເປົ້າຫມາຍ (ປົກກະຕິແລ້ວ 1000 ° C). ການຫົດຕົວຂອງ wafers ຊິລິໂຄນທີ່ຖືກຝັງແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວປະຕິບັດຢູ່ໃນໂຮງງານຜະລິດຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາທີ່ມີ Ar ຫຼື N2. ຂະບວນການເພີ່ມອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວາແລະໄລຍະເວລາສັ້ນສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບການສ້ອມແປງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງເສັ້ນດ່າງ, ການກະຕຸ້ນຂອງ impurities ແລະ inhibition ຂອງ impurity ການແຜ່ກະຈາຍ. RTA ຍັງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການແຜ່ກະຈາຍທີ່ປັບປຸງຊົ່ວຄາວແລະເປັນວິທີທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ຈະຄວບຄຸມຄວາມເລິກຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ໃນການປູກຝັງຢູ່ທາງແຍກຕື້ນ.
———————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera ສາມາດສະຫນອງພາກສ່ວນ graphite, ອ່ອນ/ແຂງ, ຊິ້ນສ່ວນ silicon carbide, ຊິ້ນສ່ວນ silicon carbide CVD, ແລະຊິ້ນສ່ວນເຄືອບ SiC/TaCພາຍໃນ 30 ມື້.
ຖ້າທ່ານສົນໃຈຜະລິດຕະພັນ semiconductor ຂ້າງເທິງ,ກະລຸນາຢ່າລັງເລທີ່ຈະຕິດຕໍ່ຫາພວກເຮົາໃນຄັ້ງທໍາອິດ.
ໂທ: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-31-2024