1. Hordhac
Ion implantation waa mid ka mid ah hababka ugu muhiimsan ee wax soo saarka wareegga isku dhafan. Waxay loola jeedaa habka dardargelinta iftiinka ion ee tamar gaar ah (guud ahaan inta u dhaxaysa keV ilaa MeV) ka dibna ku duri dusha sare ee walxaha adag si loo beddelo sifooyinka jireed ee dusha maaddada. In habka wareegga isku dhafan, walxaha adag sida caadiga ah silikoon, iyo ions wasakh la geliyey inta badan waa boron ions, fosfooraska ions, ions arsenic, ion indium, ion germanium, iwm. wax ama samee isgoysyada PN. Marka cabbirka muuqaalka wareegyada isku-dhafan la dhimay xilligii-micron-hoosaadka, habka tallaalka ion-ka ayaa si ballaaran loo isticmaalay.
Habka wax-soo-saarka wareegga isku-dhafka ah, dhejinta ion waxaa badanaa loo isticmaalaa lakabyo qotodheer oo qoto dheer, ceelasha dib u habeynta, hagaajinta korantada marinka, dhejinta fidinta fidinta ilaha iyo dheecaanka, dhejinta albaabka polysilicon, samaynta isku xirka PN iyo resistors / capacitors, iwm. Habka diyaarinta alaabta substrate-ka silikoon ee daahyaha, lakabka oksaydh ee la aasay ayaa inta badan lagu sameeyay beerista ion ogsijiin oo xooga saaraysa, ama goynta garashada ayaa lagu gaaraa iyada oo la geliyo ion hydrogen-sare.
Ion implantation waxaa sameeya maqaar-galaha ion, iyo halbeegyadiisa habka ugu muhiimsan waa qiyaasta iyo tamarta: qiyaasta qiyaasta ayaa go'aamisa diiradda ugu dambeysa, tamarkuna waxay go'aamisaa kala duwanaanshaha (ie, qoto dheer) ee ions. Marka loo eego shuruudaha naqshadeynta aaladaha kala duwan, shuruudaha dhejinta ayaa loo qaybiyaa qiyaasta sare ee tamarta sare, tamar dhexdhexaad ah, qiyaas dhexdhexaad ah oo hooseeya, ama qiyaasta sare ee tamarta hooseeya. Si loo helo saamaynta ku-meel-gaadhka ah ee ugu habboon, qalab-galiyeyaasha kala duwan waa in lagu qalabeeyaa shuruudaha nidaamka kala duwan.
Ka dib marka la geliyo ion , guud ahaan waa lagama maarmaan in la maro habka heerkulka sare ee annealing si loo hagaajiyo waxyeelada shafka ah ee ay keento ion implantation iyo dhaqaajiso ions wasakh ah. Nidaamyada wareegga dhaqameed ee isku dhafan, inkasta oo heerkulbeegga annealing uu saameyn weyn ku leeyahay doping-ka, heerkulka habka tallaalka ion laftiisa muhiim maaha. Noodsyada tignoolajiyada ee ka hooseeya 14nm, hababka dhejinta ion qaarkood ayaa loo baahan yahay in lagu sameeyo jawi heerkul hooseeya ama sare ah si loo beddelo saamaynta waxyeelada dhogorta, iwm.
2. habka ion implantation
2.1 Mabaadi'da aasaasiga ah
Ion implantation waa habka doping ee la sameeyay 1960-meeyadii kaas oo ka sarreeya farsamooyinka fidinta dhaqameed ee dhinacyada badankooda.
Farqiga ugu weyn ee u dhexeeya ion implantation doping iyo dhaqameed faafinta doping waa sida soo socota:
(1) Qaybinta feejignaanta wasakhda ee gobolka doped waa ka duwan tahay. Meesha ugu sarraysa ee wasakhaysan ee tallaalka ion waxay ku taal gudaha crystal, halka ugu sarraysa ee wasakhaysan ee fidinta ay ku taal dusha sare ee crystal.
(2) Ion implantation waa hab lagu sameeyo heerkulka qolka ama xitaa heerkulka hooseeya, iyo wakhtiga wax soo saarku waa gaaban yahay. Daawada faafinta waxay u baahan tahay daaweyn heerkul sare oo dheer.
(3) Ion implantation waxay u oggolaanaysaa in la beddelo oo si sax ah loo doorto walxaha la tallaalay.
(4) Maaddaama wasakhdu ay saamayso fidinta kulaylka, qaabka mawjada ee ay samaysay ion implantation ee crystal ayaa ka fiican qaabka mawjada ee lagu sameeyay faafinta crystal.
(5) Ion implantation inta badan waxay u isticmaashaa sawir-qaadista sida maaskaro ahaan, laakiin faafinta doping waxay u baahan tahay korriinka ama dhigidda filim dhumuc gaar ah sida maaskaro ahaan.
(6) Ion implantation wuxuu asal ahaan bedelay faafinta wuxuuna noqday habka doping-ga ugu weyn ee soo saarida wareegyada isku dhafan maanta.
Marka ay dhacdo ion koronto leh tamar gaar ah ay duqayso bartilmaameed adag (sida caadiga ah wafer), ions iyo atamka ku yaal dusha bartilmaameedka waxay mari doonaan isdhexgal kala duwan, oo tamarta u wareejiya atamka bartilmaameedka si gaar ah si ay u kiciyaan ama u nuujiyaan. iyaga. Iions-yadu waxa kale oo ay lumin karaan xaddi tamar ah iyada oo loo marayo wareejinta xawliga ah, ugu dambayntiina waxa lagu kala firdhiyaa atamyada la beegsanayo ama waxa ay ku joogsadaan walxaha bartilmaameedka ah. Haddii ion-yada la isku duro ay ka culus yihiin, inta badan ions-yada waxaa lagu duri doonaa bartilmaameedka adag. Taas beddelkeeda, haddii ion-yada la isku duro ay fudud yihiin, qaar badan oo ka mid ah ions la isku duray ayaa ka soo kaban doona dusha bartilmaameedka. Asal ahaan, kuwan tamarta sare leh ee lagu duro bartilmaameedka waxay ku dhici doonaan atamka xargaha iyo elektarooniga ah ee bartilmaameedka adag ilaa heerar kala duwan. Waxaa ka mid ah, isku dhaca u dhexeeya ions iyo atamka bartilmaameedka adag waxa loo qaadan karaa shil laastikada ah sababtoo ah waxay ku dhow yihiin cuf.
2.2 Halbeegyada ugu muhiimsan ee ion implantation
Ion implantation waa nidaam dabacsan oo ay tahay in uu buuxiyo naqshadda jajabka adag iyo shuruudaha wax soo saarka. Halbeegyada implantation ion ee muhiimka ah waa: qiyaasta, baaxadda.
Qiyaasta (D) waxa ay tilmaamaysaa tirada ion ee la isku duro halkii cutub ee dusha wafer silikoon, atamka halkii senti mitir oo laba jibbaaran (ama ions per sentimitir laba jibaaran). D waxaa lagu xisaabin karaa qaacidooyinka soo socda:
Halka D ay tahay qiyaasta tallaalka (tirada ions/aagga unugga); t waa wakhtiga beeritaanka; Anigu waxaan ahay iftiinka hadda; q waa kharashka uu qaaday ion (hal dallad waa 1.6×1019C[1]); iyo S waa aagga tallaalka.
Mid ka mid ah sababaha ugu muhiimsan ee ion implantation ay u noqotay tignoolajiyada muhiimka ah ee wax soo saarka wafer silikoon ayaa ah in ay si isdaba joog ah ugu dhejin karto qiyaas isku mid ah oo wasakh ah oo lagu dhejiyo silikoon. Maqaar-geliyaha waxa uu ku gaaraa yoolkan isaga oo kaashanaya awoodda togan ee ion-yada. Marka ions nijaasta togan ay sameeyaan beam ion, heerka socodka waxa loo yaqaan ion beam current, kaas oo lagu cabiro mA. Baaxadda qulqulka dhexdhexaadka ah iyo kuwa hooseeya waa 0.1 ilaa 10 mA, baaxadda qulqulka sare waa 10 ilaa 25 mA.
Baaxadda ion beam current waa doorsoome muhim ah oo lagu qeexayo qiyaasta. Haddii hadda uu kordho, tirada atamka wasakhaysan ee lagu rakibay halbeegkiiba sidoo kale way kordhisaa. Hadda sare waxay ku haboon tahay kordhinta wax-soo-saarka wafer silikoon (oo lagu duraa ions badan halkii wax soo saarka cutubkiiba), laakiin sidoo kale waxay keentaa dhibaatooyin isku mid ah.
3. Qalabka ion implantation
3.1 Qaab dhismeedka aasaasiga ah
Qalabka Ion-ku-gelinta waxaa ku jira 7 qaybood oo aasaasi ah:
① isha ion iyo nuuga;
② falanqeeyaha tirada badan (ie magnet analytical);
③ tuubada dardargelinta;
④ saxanka iskaanka;
⑤ nidaamka dhexdhexaadinta korantada;
⑥ qolka habka;
⑦ nidaamka xakamaynta qiyaasta.
All modules waxay ku jiraan jawi faaruq ah oo uu aasaasay nidaamka faakuumka. Jaantuska aasaasiga ah ee qaab-dhismeedka ion implanter ayaa lagu muujiyay sawirka hoose.
(1)Ion isha:
Caadi ahaan isla qolka faakuumka ee korantada nuugida. Wasakhda la sugayo in la isku duro waa in ay ku jirtaa xaalad ion ah si loo xakameeyo oo loo dardargeliyo goobta korontada. Inta badan la isticmaalo B+, P+, As+, iwm. waxaa lagu helaa atamka ama molecules-ka ionizing.
Ilaha wasakhda ah ee la isticmaalo waa BF3, PH3 iyo AsH3, iwm., qaab-dhismeedkoodana waxa lagu muujiyay sawirka hoose. Elektaroonnada ay sii daayaan fiiluhu waxay isku dhacaan atamka gaaska si ay u soo saaraan ion. Electron-yada waxaa inta badan soo saara il fiilo tungsten ah oo kulul. Tusaale ahaan, isha Berners ion, fiilaha cathode waxaa lagu rakibay qol qaanso leh oo gaas ah. Darbiga gudaha ee qolka qaansada waa anode.
Marka isha gaaska la soo bandhigo, haddal weyn ayaa soo mara fiilada, waxaana la mariyaa danab 100 V ah inta u dhaxaysa electrodes-ka togan iyo kuwa taban, taas oo dhalin doonta koronto tamar sare leh oo ku wareegsan fiilada. Iions togan ayaa la abuuraa ka dib markii elektaroonnada tamarta sare leh ay isku dhacaan molecules gaaska isha.
Magnet-ka dibadda ah wuxuu quseeyaa goob birlabeed ah oo barbar socota fiilada si loo kordhiyo ionization iyo xasilinta balasmaha. Qolka arc, cidhifka kale marka loo eego fiilada, waxaa jira milicsi si xun loo dallacay oo ka tarjumaya elektaroonnada dib u hagaajinta jiilka iyo waxtarka elektarooniga.
(2)Nuugista:
Waxa loo isticmaalaa in lagu soo ururiyo ion togan oo laga soo saaro qolka arc ee isha ion oo ay u sameeyaan beam ion. Maaddaama qolka arc uu yahay anode iyo cathode si xun loogu cadaadiyo korantada nuugista, goobta korantada ee ka dhalatay waxay xakameysaa ions togan, taasoo keenaysa inay u guuraan korantada nuugista oo laga soo saaro jeexan ion, sida ku cad sawirka hoose. . Markasta oo ay bataan xoogga goobta korantada, ayaa sii weynaanaysa tamarta kinetic-ka ee ion-yadu helaan ka dib dardargelinta. Waxa kale oo jira danab xakamaynaya korantada nuugista si looga hortago faragelinta elektarooniga ee balasmaha. Isla mar ahaantaana, korantada xakamaynta waxay samayn kartaa ions ion galay beam ion oo diiradda saaraya qulqulka iftiinka ion barbar socda si ay u dhex marto rakibaha.
(3)Falanqeeyaha tirada badan:
Waxaa laga yaabaa inay jiraan noocyo badan oo ion ah oo laga soo saaray isha ion. Marka la eego dardargelinta korantada anode-ka, ion-yadu waxay ku socdaan xawaare sare. Ionooyin kala duwan ayaa leh unugyo tiro badan oo atomic oo kala duwan iyo saamiyo kala duwan oo miisaan-ilaa-kordhin ah.
(4)Tuubada dardargeliyaha:
Si loo helo xawaare sare, tamar sare ayaa loo baahan yahay. Marka lagu daro goobta korantada ee ay bixiso anode iyo falanqeeyaha mass, beer koronto oo lagu bixiyo tuubada dardargelinta ayaa sidoo kale looga baahan yahay dardargelinta. Tuubbada dardargeliyaha waxay ka kooban tahay taxane koronto oo go'doonsan dielectric, iyo danab taban ee korantada ayaa kor u kacda isku xigxiga iyada oo loo marayo isku xirka taxanaha. Kolka uu sareeyo wadarta korantada, waxaa sii badanaya xawaraha ay heleen ion-yadu, taas oo ah, inta badan tamarta la qaado. Tamarta sare waxay u oggolaan kartaa ions wasakhda ah in si qoto dheer loogu durayo wafer silikoon si ay u sameeyaan isgoys qoto dheer, halka tamar yar loo isticmaali karo in lagu sameeyo isgoys gacmeed.
(5)Sawirka saxanka
Iftiinka ion ee diirada saaraya inta badan waa mid aad u yar dhexroorka. Dhexroorka barta dhogorta ee dhex dhexaadiyaha beam implanter hadda waa ilaa 1 sentimitir, iyo tan galka weyn ee hadda jira waa ilaa 3 cm. Waferka silikoon oo dhan waa in lagu daboolaa iskaan. Soo celinta qiyaasta qiyaasta tallaalka waxaa lagu go'aamiyaa iskaanka. Caadiyan, waxaa jira afar nooc oo ah hababka iskaanka implanter:
① iskaanka elektrostatic;
② iskaanka farsamada;
③ iskaanka isku-dhafka ah;
④ iskaanka barbar socda.
(6)Nidaamka dhexdhexaadinta korontada ee taagan:
Inta lagu jiro habka abuurka, alwaaxdu waxay ku dhufataa wafer silikoon oo waxay keentaa lacag inay ku ururto dusha maaskarada. Soo ururinta kharashka ee ka dhashay waxay beddeshaa dheelitirka kharashka ee laydhka ion, taas oo ka dhigaysa bartii beam weyn iyo qaybinta qiyaasta aan sinnayn. Waxaa laga yaabaa inay xitaa jabiso lakabka oksaydhka oogada oo ay keento cilladda aaladda. Hadda, waferka silikoon iyo ion beam waxaa sida caadiga ah lagu meeleeyaa deegaan balasma oo cufan sare leh oo loo yaqaan nidaamka qubeyska elektaroonigga Plasma, kaas oo xakameyn kara ku dallaca wafer silikoon. Habkani waxa uu ka soo saara elektarooniga balasmaha (sida caadiga ah argon ama xenon) qolka arc ee ku yaala dariiqa ion beam iyo meel u dhow wafer silikoon. Plasma waa la sifeeyaa oo kaliya elektaroonnada sare ayaa gaari kara dusha sare ee wafer silikoon si ay u baabi'iyaan kharashka togan.
(7)Godka geedi socodka:
Cirbadeynta alwaaxyada ion ee wafers silikoon waxay ku dhacdaa qolka habka. Qolka geeddi-socodku waa qayb muhiim ah oo ka mid ah rakibaha, oo ay ku jiraan nidaamka iskaanka, xarun terminal leh oo leh quful vacuum ah oo loogu talagalay rarka iyo dejinta silikoon, nidaamka wareejinta waferka silikoon, iyo nidaamka xakamaynta kombuyuutarka. Intaa waxaa dheer, waxaa jira qalabyo loogu talagalay la socodka qiyaasaha iyo xakamaynta saameynta kanaalka. Haddii iskaanka mishiinka la isticmaalo, saldhiga terminalku wuxuu ahaan doonaa mid weyn. Faakuumka qolka geeddi-socodka waxaa lagu shubaa cadaadiska hoose ee looga baahan yahay geeddi-socodka bamka farsamada ee marxaladaha badan, bamka turbomolecular, iyo bamka uumiga, kaas oo guud ahaan ku saabsan 1 × 10-6Torr ama ka yar.
(8)Nidaamka xakamaynta qiyaasta:
La socodka qiyaasta wakhtiga dhabta ah ee maqaariyaha ion waxaa lagu dhammeeyaa iyadoo la cabbirayo ilayska ion ee gaaraya waferka silikoon. Ion beam current waxa lagu cabbiraa dareemaha loo yaqaan koob Faraday. Nidaamka Faraday ee fudud, waxaa jira dareemayaal hadda jira oo ku jira dariiqa ion beam kaas oo cabbiraya hadda. Si kastaba ha noqotee, tani waxay soo bandhigaysaa dhibaato, maadaama ion beam uu la falgalo dareemayaasha oo uu soo saaro electrons secondary taasoo keeni doonta akhrin khaldan hadda. Nidaamka Faraday wuxuu xakameyn karaa electrons-ka labaad isagoo isticmaalaya koronto ama magnetic fields si loo helo akhriska dhabta ah ee hadda jira. Hadda lagu cabbiro nidaamka Faraday waxa lagu quudiyaa kontaroolaha qiyaasta elektarooniga ah, kaas oo u shaqeeya sidii ururiye hadda ah (kaas oo si joogto ah u ururinaya iftiinka hadda la qiyaasay). Xakameeyaha waxa loo isticmaalaa in lagu xidho wadarta hadda jirta iyo wakhtiga ku haboon oo la xisaabiyo wakhtiga loo baahan yahay qiyaas cayiman.
3.2 Dayactirka burburka
Ion ku dhejinta waxay garaaci doontaa atamka ka soo baxa qaab dhismeedka shabagga waxayna dhaawici doontaa shabagga wafer silikoon. Haddii qiyaasta la tallaalay ay weyn tahay, lakabka la geliyey wuxuu noqonayaa mid aan caadi ahayn. Intaa waxaa dheer, ions la geliyey asal ahaan ma mashquuliyaan dhibcaha silikoon, laakiin ku sii jir meelaha farqiga u dhexeeya. Wasakhyadan interstitial waxa la dhaqaajin karaa oo kaliya ka dib habraac heerkul sare ah oo nuugista ah.
Annealing waxay kululayn kartaa waferka silikoon ee la geliyey si loo hagaajiyo cilladaha silikoon; Waxa kale oo ay u guuri kartaa atamka wasakhda ah ee dhibcaha jilicsan oo ay dhaqaajiso. Heerkulka loo baahan yahay in lagu hagaajiyo cilladaha xabagta waa qiyaastii 500 ° C, heerkulka loo baahan yahay si loo dhaqaajiyo atamka wasakhdu waa qiyaastii 950 ° C. Dhaqdhaqaaqa wasakhdu waxay la xiriirtaa wakhtiga iyo heerkulka: wakhtiga dheer iyo heerkulka sare, si buuxda ayaa wasakhdu u shaqeysaa. Waxaa jira laba hab oo aasaasi ah oo lagu tirtirayo waferrada silikoon:
① foornada heerkulkeedu sarreeyo oo la tirtiro;
② kululaynta degdega ah (RTA).
Foornada Heerkulka Sare ee Annealing: Annealing foornada heerkul sarreeya waa habka soo noqnoqda, kaas oo adeegsada foornada heerkul sare si ay u kululeyso maraqa silikoon ilaa 800-1000 ℃ oo ku hay 30 daqiiqo. Heerkulkan, atamka silikoonku waxay dib ugu noqdaan booska shabagga, iyo atamka wasakhaysan waxay sidoo kale bedeli karaan atamka silikoon oo geli karaan shabagga. Si kastaba ha ahaatee, daaweynta kulaylka ee heerkulka iyo wakhtiga noocan oo kale ah waxay u horseedi doontaa faafinta wasakhda, taas oo ah wax soo saarka casriga ah ee IC uusan rabin inuu arko.
Xakamaynta kulaylka degdega ah: Annealing thermal annealing (RTA) waxay ku daawaysaa waferrada silikoon leh heerkul aad u degdeg badan iyo muddo gaaban oo heerkulka la beegsanayo (badanaa 1000°C). Xiritaanka maraqa silikoon ee la geliyey waxaa badanaa lagu sameeyaa processor-ka kulaylka degdega ah ee leh Ar ama N2. Habka heerkulka degdega ah ee kor u kaca iyo muddada gaaban waxay hagaajin kartaa hagaajinta cilladaha qulqulka, firfircoonida wasakhda iyo joojinta faafinta wasakhda. RTA waxa kale oo ay yarayn kartaa fidinta la xoojiyey ee ku meel gaadhka ah waana habka ugu fiican ee lagu xakameeyo qoto dheer ee isgoysyada isgoysyada gacmeedyada.
—————————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera ayaa bixin karaqaybaha garaafyada, jilicsan/dareen adag, qaybaha carbide silicon, CVD qaybaha carbide siliconiyoQaybaha dahaarka leh ee SiC/TaCoo leh 30 maalmood gudahood.
Haddii aad xiisaynayso alaabta kor ku xusan,fadlan ha ka waaban inaad nala soo xidhiidho marka ugu horeysa.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Waqtiga boostada: Agoosto-31-2024