1. Ifihan
Ion gbingbin jẹ ọkan ninu awọn ilana akọkọ ni iṣelọpọ Circuit iṣọpọ. O tọka si ilana ti isare ion tan ina si agbara kan (ni gbogbogbo ni ibiti keV si MeV) ati lẹhinna abẹrẹ sinu oju ti ohun elo to lagbara lati yi awọn ohun-ini ti ara ti dada ti ohun elo naa pada. Ninu ilana iyika iṣọpọ, ohun elo ti o lagbara jẹ ohun alumọni nigbagbogbo, ati awọn ions aimọ ti a fi sii nigbagbogbo jẹ awọn ions boron, awọn ions irawọ owurọ, awọn ions arsenic, ions indium, awọn ions germanium, bbl Awọn ions ti a fi sii le yi iyipada ti dada ti ri to lagbara. ohun elo tabi fẹlẹfẹlẹ kan ti PN ipade. Nigbati iwọn ẹya ti awọn iyika iṣọpọ ti dinku si akoko iha-micron, ilana gbin ion jẹ lilo pupọ.
Ninu ilana iṣelọpọ iyika iṣọpọ, fifin ion ni a maa n lo fun awọn ipele ti a sin jin, awọn kanga doped yiyipada, atunṣe foliteji ala, orisun ati gbigbin itẹsiwaju imugbẹ, orisun ati gbigbin imugbẹ, doping ẹnu-ọna polysilicon, ṣiṣe awọn ipade PN ati awọn resistors / capacitors, bbl Ninu ilana ti ngbaradi awọn ohun elo sobusitireti ohun alumọni lori awọn insulators, Layer oxide sin ti wa ni ipilẹṣẹ nipataki nipasẹ ifọkansi ion atẹgun ti o ga, tabi gige ni oye ti waye nipasẹ gbin ion hydrogen ifọkansi giga.
Iyọnu ion ni a ṣe nipasẹ ohun elo ion, ati awọn ilana ilana ti o ṣe pataki julọ jẹ iwọn lilo ati agbara: iwọn lilo ṣe ipinnu ifọkansi ikẹhin, ati agbara naa ṣe ipinnu ibiti (ie, ijinle) ti awọn ions. Gẹgẹbi awọn ibeere apẹrẹ ẹrọ ti o yatọ, awọn ipo fifi sori ẹrọ ti pin si iwọn agbara ti o ga julọ, agbara alabọde-alabọde, iwọn-kekere agbara-kekere, tabi iwọn-kekere agbara. Lati le gba ipa imudani ti o dara julọ, awọn olutẹtisi oriṣiriṣi yẹ ki o wa ni ipese fun awọn ibeere ilana ti o yatọ.
Lẹhin fifin ion, o jẹ dandan ni gbogbogbo lati faragba ilana annealing iwọn otutu ti o ga lati ṣe atunṣe ibajẹ lattice ti o fa nipasẹ gbin ion ati mu awọn ions aimọ ṣiṣẹ. Ninu awọn ilana iyika iṣọpọ ibile, botilẹjẹpe iwọn otutu annealing ni ipa nla lori doping, iwọn otutu ti ilana gbingbin ion funrararẹ ko ṣe pataki. Ni awọn apa imọ-ẹrọ ti o wa ni isalẹ 14nm, diẹ ninu awọn ilana fifin ion nilo lati ṣe ni kekere tabi awọn agbegbe iwọn otutu giga lati yi awọn ipa ti ibajẹ lattice pada, ati bẹbẹ lọ.
2. ilana fifin ion
2.1 Ipilẹ Ilana
Gbigbe Ion jẹ ilana doping ti o dagbasoke ni awọn ọdun 1960 ti o ga julọ si awọn ilana itọka ibile ni ọpọlọpọ awọn aaye.
Awọn iyatọ akọkọ laarin doping gbin ion ati doping itanka ibile jẹ bi atẹle:
(1) Pinpin ifọkansi aimọ ni agbegbe doped yatọ. Idojukọ aibikita ti o ga julọ ti gbin ion wa ni inu gara, lakoko ti ifọkansi aimọye tente oke ti itankale wa lori dada ti kristali.
(2) Ion gbingbin jẹ ilana ti a ṣe ni iwọn otutu yara tabi paapaa iwọn otutu kekere, ati akoko iṣelọpọ jẹ kukuru. Doping tan kaakiri nilo itọju iwọn otutu to gun.
(3) Iyọnu Ion ngbanilaaye fun irọrun diẹ sii ati yiyan kongẹ ti awọn eroja ti a fi sii.
(4) Niwọn bi awọn idoti ti ni ipa nipasẹ itọka igbona, fọọmu igbi ti a ṣẹda nipasẹ gbin ion ninu okuta momọ dara ju fọọmu igbi ti a ṣẹda nipasẹ itọka ninu gara.
(5) Ion gbingbin nigbagbogbo nlo photoresist nikan bi ohun elo boju-boju, ṣugbọn doping itankale nilo idagbasoke tabi ifisilẹ fiimu kan ti sisanra kan bi iboju-boju.
(6) Ion gbingbin ti rọpo ipilẹ kaakiri ati di ilana doping akọkọ ni iṣelọpọ awọn iyika iṣọpọ loni.
Nigbati ina ion isẹlẹ kan pẹlu agbara kan bombard ibi-afẹde to lagbara (nigbagbogbo wafer), awọn ions ati awọn ọta ti o wa lori dada ibi-afẹde yoo faragba ọpọlọpọ awọn ibaraenisepo, ati gbigbe agbara si awọn ọta ibi-afẹde ni ọna kan lati yọ tabi ionize wọn. Awọn ions tun le padanu iye kan ti agbara nipasẹ gbigbe iyara, ati nikẹhin jẹ tuka nipasẹ awọn ọta ibi-afẹde tabi da duro ni ohun elo ibi-afẹde. Ti awọn ions abẹrẹ ba wuwo, pupọ julọ awọn ions yoo jẹ itasi sinu ibi-afẹde to lagbara. Ni ilodi si, ti awọn ions abẹrẹ ba fẹẹrẹfẹ, pupọ ninu awọn ions ti abẹrẹ yoo fa soke ni aaye ibi-afẹde. Ni ipilẹ, awọn ions agbara-giga wọnyi ti a itasi sinu ibi-afẹde yoo kolu pẹlu awọn ọta lattice ati awọn elekitironi ni ibi-afẹde to lagbara si awọn iwọn oriṣiriṣi. Lara wọn, ikọlu laarin awọn ions ati awọn ọta ibi-afẹde to lagbara ni a le gba bi ijamba rirọ nitori pe wọn sunmọ ni ibi-ibi.
2.2 Awọn ifilelẹ akọkọ ti ion gbin
Ion gbingbin jẹ ilana ti o rọ ti o gbọdọ pade apẹrẹ chirún ti o muna ati awọn ibeere iṣelọpọ. Awọn paramita ifisinu ion pataki jẹ: iwọn lilo, sakani.
Iwọn (D) tọka si nọmba awọn ions ti abẹrẹ fun agbegbe ẹyọkan ti dada wafer silikoni, ni awọn ọta fun centimita onigun mẹrin (tabi awọn ions fun centimita onigun mẹrin). D le ṣe iṣiro nipasẹ agbekalẹ wọnyi:
Nibo D jẹ iwọn lilo gbigbin (nọmba awọn ions/agbegbe ẹyọ); t jẹ akoko gbingbin; Emi ni lọwọlọwọ tan ina; q jẹ idiyele ti o gbe nipasẹ ion (idiyele kan jẹ 1.6 × 1019C[1]); ati S ni agbegbe gbingbin.
Ọkan ninu awọn idi akọkọ ti fifin ion ti di imọ-ẹrọ pataki ni iṣelọpọ wafer silikoni ni pe o le gbin iwọn lilo kanna ti awọn aimọ leralera sinu awọn wafer silikoni. Ipilẹṣẹ ṣe aṣeyọri ibi-afẹde yii pẹlu iranlọwọ ti idiyele rere ti awọn ions. Nigbati awọn ions aimọ ti o daadaa ṣe apẹrẹ ion, oṣuwọn sisan rẹ ni a npe ni ion beam current, eyi ti o jẹ ni mA. Iwọn ti alabọde ati awọn ṣiṣan kekere jẹ 0.1 si 10 mA, ati ibiti awọn ṣiṣan giga jẹ 10 si 25 mA.
Titobi ti ion tan ina lọwọlọwọ jẹ oniyipada bọtini ni asọye iwọn lilo. Ti lọwọlọwọ ba pọ si, nọmba awọn ọta aimọ ti a gbin fun akoko ẹyọkan tun pọ si. Giga lọwọlọwọ jẹ itunnu si jijẹ ikore wafer ohun alumọni (abẹrẹ awọn ions diẹ sii fun akoko iṣelọpọ ẹyọkan), ṣugbọn o tun fa awọn iṣoro iṣọkan.
3. ion ohun elo ifibọ
3.1 Ipilẹ Be
Ion ikanni ẹrọ pẹlu 7 ipilẹ modulu:
① ion orisun ati absorber;
② oluyẹwo ọpọ (ie oofa analitikali);
③ tube imuyara;
④ disiki ọlọjẹ;
⑤ eto imukuro elekitirotiki;
⑥ iyẹwu ilana;
⑦ eto iṣakoso iwọn lilo.
AAwọn modulu wa ni agbegbe igbale ti iṣeto nipasẹ eto igbale. Aworan igbekalẹ ipilẹ ti ohun elo ion jẹ afihan ni aworan ni isalẹ.
(1)Ion orisun:
Nigbagbogbo ni iyẹwu igbale kanna bi elekiturodu afamora. Awọn aimọ ti nduro lati wa ni itasi gbọdọ wa ni ipo ion lati le ṣakoso ati isare nipasẹ aaye ina. B+, P+, As+, ati bẹbẹ lọ ti o wọpọ julọ ni a gba nipasẹ awọn ọta ionizing tabi awọn moleku.
Awọn orisun aimọ ti a lo jẹ BF3, PH3 ati AsH3, ati bẹbẹ lọ, ati awọn ẹya wọn han ni nọmba ni isalẹ. Awọn elekitironi ti a tu silẹ nipasẹ filamenti kọlu pẹlu awọn ọta gaasi lati ṣe awọn ions. Awọn elekitironi nigbagbogbo ni ipilẹṣẹ nipasẹ orisun filament tungsten to gbona. Fun apẹẹrẹ, orisun ion Berners, filament cathode ti fi sori ẹrọ ni iyẹwu arc pẹlu agbawọle gaasi. Odi inu ti iyẹwu arc jẹ anode.
Nigbati a ba ṣafihan orisun gaasi, ṣiṣan nla kan kọja nipasẹ filamenti, ati foliteji ti 100 V ni a lo laarin awọn amọna rere ati odi, eyiti yoo ṣe ina awọn elekitironi agbara-giga ni ayika filament. Awọn ions rere ti wa ni ipilẹṣẹ lẹhin ti awọn elekitironi ti o ni agbara-giga kọlu pẹlu awọn moleku gaasi orisun.
Oofa itagbangba kan aaye oofa ni afiwe si filament lati mu ionization pọ si ati mu pilasima duro. Ninu iyẹwu arc, ni opin miiran ti o ni ibatan si filament, oluṣafihan agbara ti ko dara ti o tan imọlẹ awọn elekitironi pada lati mu ilọsiwaju ati ṣiṣe ti awọn elekitironi dara si.
(2)Gbigbe:
O ti wa ni lo lati gba awọn ions rere ti ipilẹṣẹ ni aaki iyẹwu ti awọn ion orisun ati ki o dagba wọn sinu ohun ion tan ina. Niwọn igba ti iyẹwu arc jẹ anode ati pe cathode ti wa ni titẹ ni odi lori elekiturodu afamora, aaye ina ti ipilẹṣẹ n ṣakoso awọn ions rere, ti o mu ki wọn lọ si elekiturodu afamora ati fa jade lati slit ion, bi o ṣe han ninu nọmba ni isalẹ. . Ti o pọju agbara aaye ina, ti o pọju agbara kainetik awọn ions gba lẹhin isare. Foliteji idinku tun wa lori elekiturodu afamora lati yago fun kikọlu lati awọn elekitironi ninu pilasima. Ni akoko kanna, elekiturodu idinku le ṣe awọn ions sinu tan ina ion kan ki o si dojukọ wọn sinu ṣiṣan ion tan ina ti o jọra ki o le kọja nipasẹ olufisinu.
(3)Oluyanju ọpọ:
O le jẹ ọpọlọpọ awọn iru awọn ions ti o ti ipilẹṣẹ lati orisun ion. Labẹ isare ti foliteji anode, awọn ions gbe ni iyara giga kan. Oriṣiriṣi ions ni orisirisi awọn atomiki ibi-sipo ati ki o yatọ ibi-si-ṣaja ipin.
(4)tube imuyara:
Lati le gba iyara ti o ga julọ, a nilo agbara ti o ga julọ. Ni afikun si aaye ina ti a pese nipasẹ anode ati olutupalẹ ọpọ, aaye itanna ti a pese ni tube imuyara tun nilo fun isare. Awọn ohun imuyara tube oriširiši kan lẹsẹsẹ ti amọna ti ya sọtọ nipa a dielectric, ati awọn odi foliteji lori awọn amọna posi ni ọkọọkan nipasẹ awọn jara asopọ. Awọn ti o ga lapapọ foliteji, ti o tobi ni iyara gba nipasẹ awọn ions, ti o ni, ti o tobi ni agbara ti gbe. Agbara giga le gba laaye awọn ions aimọ lati wa ni itasi jinlẹ sinu wafer silikoni lati ṣe ọna asopọ ti o jinlẹ, lakoko ti agbara kekere le ṣee lo lati ṣe isunmọ aijinile.
(5)Disiki ọlọjẹ
Imọlẹ ion ti o ni idojukọ nigbagbogbo jẹ kekere pupọ ni iwọn ila opin. Iwọn ila opin ti ina ina ti agbedemeji tan ina ti o wa lọwọlọwọ jẹ nipa 1 cm, ati pe ti itanna ina nla lọwọlọwọ jẹ nipa 3 cm. Gbogbo wafer silikoni gbọdọ wa ni bo nipasẹ wíwo. Atunṣe iwọn lilo gbingbin jẹ ipinnu nipasẹ ọlọjẹ. Nigbagbogbo, awọn oriṣi mẹrin ti awọn ọna ṣiṣe ọlọjẹ aranmo wa:
① itanna elekitiroti;
② ẹrọ ọlọjẹ;
③ ọlọjẹ arabara;
④ ni afiwe wíwo.
(6)Aimi ina neutralization eto:
Lakoko ilana gbingbin, ion tan ina lu wafer ohun alumọni ati pe o fa idiyele lati ṣajọpọ lori dada boju-boju. Abajade ikojọpọ idiyele ṣe iyipada iwọntunwọnsi idiyele ninu ina ion, ṣiṣe aaye tan ina ti o tobi ati pinpin iwọn lilo aidogba. O le paapaa fọ nipasẹ Layer oxide dada ati fa ikuna ẹrọ. Bayi, awọn ohun alumọni wafer ati ion tan ina ti wa ni nigbagbogbo gbe ni kan idurosinsin ga-iwuwo agbegbe pilasima ti a npe ni a pilasima elekitironi iwe eto, eyi ti o le šakoso awọn gbigba agbara ti awọn ohun alumọni wafer. Ọna yii n yọ awọn elekitironi jade lati pilasima (nigbagbogbo argon tabi xenon) ni iyẹwu arc ti o wa ni ọna ion beam ati nitosi wafer silikoni. Pilasima ti wa ni filtered ati pe awọn elekitironi Atẹle nikan le de oke ti wafer ohun alumọni lati yọkuro idiyele rere.
(7)Iho ilana:
Abẹrẹ ti ion nibiti sinu awọn wafer silikoni waye ninu iyẹwu ilana. Iyẹwu ilana jẹ apakan pataki ti ẹrọ afọwọsi, pẹlu eto ọlọjẹ, ibudo ebute kan pẹlu titiipa igbale fun ikojọpọ ati ṣiṣi awọn ohun alumọni ohun alumọni, eto gbigbe wafer silikoni, ati eto iṣakoso kọnputa kan. Ni afikun, awọn ẹrọ kan wa fun awọn iwọn ibojuwo ati iṣakoso awọn ipa ikanni. Ti o ba ti lo ẹrọ ọlọjẹ, ibudo ebute naa yoo tobi pupọ. Igbale ti iyẹwu ilana ti fa fifalẹ si titẹ isalẹ ti o nilo nipasẹ ilana nipasẹ fifa ẹrọ ipele pupọ, fifa turbomolecular, ati fifa fifa, eyiti o jẹ gbogbogbo nipa 1 × 10-6Torr tabi kere si.
(8)Eto iṣakoso iwọn lilo:
Abojuto iwọn lilo akoko-gidi ninu ohun afọwọsi ion jẹ aṣeyọri nipasẹ wiwọn tan ina ion ti o de ọdọ wafer silikoni. Iwọn ion beam lọwọlọwọ jẹ iwọn lilo sensọ kan ti a pe ni ife Faraday. Ninu eto Faraday ti o rọrun, sensọ lọwọlọwọ wa ni ọna ina ion ti o ṣe iwọn lọwọlọwọ. Sibẹsibẹ, eyi ṣe afihan iṣoro kan, bi ion tan ina ṣe idahun pẹlu sensọ ti o si ṣe agbejade awọn elekitironi keji ti yoo ja si awọn kika lọwọlọwọ aṣiṣe. Eto Faraday le dinku awọn elekitironi keji nipa lilo ina tabi awọn aaye oofa lati gba kika ina lọwọlọwọ lọwọlọwọ. Iwọn lọwọlọwọ nipasẹ eto Faraday jẹ ifunni sinu oluṣakoso iwọn lilo itanna kan, eyiti o ṣiṣẹ bi ikojọpọ lọwọlọwọ (eyiti o n ṣajọ lọwọlọwọ lọwọlọwọ tan ina ti o ni iwọn). A lo oluṣakoso naa lati ṣe alaye apapọ lọwọlọwọ si akoko gbigbin ti o baamu ati ṣe iṣiro akoko ti o nilo fun iwọn lilo kan.
3.2 bibajẹ titunṣe
Gbigbe Ion yoo kọlu awọn ọta jade kuro ninu eto latissi ati ba sintice wafer silikoni jẹ. Ti iwọn lilo ti a fi sii ba tobi, ipele ti a fi sii yoo di amorphous. Ni afikun, awọn ions ti a fi sii ni ipilẹ ko gba awọn aaye lattice ti ohun alumọni, ṣugbọn duro ni awọn ipo aafo lattice. Awọn aimọ agbedemeji wọnyi le ṣee muuṣiṣẹ lẹhin ilana mimu iwọn otutu giga kan.
Annealing le ṣe igbona ohun alumọni ohun alumọni ti a fi sii lati tun awọn abawọn lattice ṣe; o tun le gbe awọn ọta aimọ si awọn aaye lattice ki o mu wọn ṣiṣẹ. Iwọn otutu ti o nilo lati tun awọn abawọn lattice ṣe jẹ nipa 500 ° C, ati iwọn otutu ti o nilo lati mu awọn ọta aimọ jẹ nipa 950 ° C. Imuṣiṣẹ ti awọn aimọ jẹ ibatan si akoko ati iwọn otutu: akoko to gun ati iwọn otutu ti o ga julọ, diẹ sii ni kikun awọn aimọ ti mu ṣiṣẹ. Awọn ọna ipilẹ meji lo wa fun didimu awọn wafer silikoni:
① annealing ileru otutu ti o ga;
② annealing igbona iyara (RTA).
Annealing ileru ileru ti o ga julọ: Annealing ileru otutu giga jẹ ọna annealing ibile, eyiti o lo ileru otutu giga lati gbona wafer ohun alumọni si 800-1000 ℃ ati tọju rẹ fun awọn iṣẹju 30. Ni iwọn otutu yii, awọn ọta ohun alumọni gbe pada si ipo lattice, ati awọn ọta aimọ tun le rọpo awọn ọta silikoni ki o wọ inu lattice. Sibẹsibẹ, itọju ooru ni iru iwọn otutu ati akoko yoo yorisi itankale awọn aimọ, eyiti o jẹ nkan ti ile-iṣẹ iṣelọpọ IC ode oni ko fẹ lati rii.
Imudara Ooru Yiyara: Annealing thermal thermal (RTA) ṣe itọju awọn wafer silikoni pẹlu iwọn otutu ti o yara pupọ ati iye akoko kukuru ni iwọn otutu ibi-afẹde (nigbagbogbo 1000°C). Annealing ti riri ohun alumọni wafers ti wa ni nigbagbogbo ṣe ni kan dekun gbona isise pẹlu Ar tabi N2. Ilana iwọn otutu ti o yara ni kiakia ati iye akoko kukuru le mu atunṣe ti awọn abawọn lattice ṣiṣẹ, imuṣiṣẹ ti awọn aimọ ati idinamọ ti itankale aimọ. RTA tun le dinku itanka imudara igba diẹ ati pe o jẹ ọna ti o dara julọ lati ṣakoso ijinle ipade ni awọn aranmo isunmọ aijinile.
—————————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera le peselẹẹdi awọn ẹya ara, asọ / kosemi ro, ohun alumọni carbide awọn ẹya ara, CVD ohun alumọni carbide awọn ẹya ara, atiSiC / TaC ti a bo awọn ẹya arapẹlu ni 30 ọjọ.
Ti o ba nifẹ si awọn ọja semikondokito loke,jọwọ ma ṣe ṣiyemeji lati kan si wa ni igba akọkọ.
Tẹli: + 86-13373889683
WhatsAPP: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-31-2024