Qu'est-ce que le processus d'implantation ionique de la plaquette de silicium ?

Qu'est-ce que le processus d'implantation ionique de la plaquette de silicium ?

Le dopage des semi-conducteurs est une étape clé du processus de production des circuits intégrés. Dans le processus de production de semi-conducteurs, le silicium cristallin est utilisé comme matériau de substrat de la plaquette et sa conductivité électrique est très faible. Le silicium ne devient un semi-conducteur utile que lorsque de petites quantités d'impuretés sont ajoutées qui modifient sa structure et sa conductivité. Ce processus d'ajout d'impuretés à une tranche de cristal de silicium est appelé dopage. Dans le processus de traitement des tranches, il existe deux manières d'introduire des éléments d'impuretés dans la tranche, à savoir la diffusion thermique et l'implantation ionique, comme le montre la figure suivante. Dans ce contexte, l'implantation ionique est une technologie de dopage importante dans la fabrication de circuits intégrés (CI) modernes.PAM-XIAMEN peut offrir plaquette de siliciumpour la fabrication de circuits intégrés.

Diagramme du processus d'implantation d'ions de silicium

Processus d'implantation d'ions de silicium

1. Qu'est-ce que le processus d'implantation d'ions de silicium ?

L'implantation ionique est essentiellement un processus de bombardement physique, qui consiste à doper des ions chargés avec une certaine énergie dans le silicium. L'énergie d'implantation est comprise entre 1 keV et 1 MeV, et la profondeur de distribution moyenne des ions correspondante est comprise entre 10 nm et 10 um. Lorsque des ions d'impuretés sont implantés dans le matériau, les ions seront absorbés par le matériau et feront partie du matériau, optimisant ainsi les propriétés de surface du matériau en modifiant la composition de surface et la structure cristalline du matériau.

Les processus liés à l'implantation comprennent généralement les éléments suivants : implantations multiples, couches de masquage, implantations à angle d'inclinaison, implantations à haute énergie et implantations à courant élevé.

2. Utilisations de l'implantation ionique

Il existe plusieurs utilisations de l'implantation ionique :

* Implantations multiples pour former une distribution spéciale ;

* Choisissez un matériau de masquage et une épaisseur appropriés pour empêcher une certaine proportion d'ions incidents de pénétrer dans le substrat ;

* Implantation à angle oblique pour former une jonction ultra-peu profonde ;

* Implantation à haute énergie pour former une couche enterrée ;

* L'implantation à courant élevé est utilisée pour le pré-dépôt dans la technologie de diffusion, le réglage de la tension de seuil et la couche isolante formée pour les applications SOI (SOI : Silicon-On-Insulator, silicium sur substrat isolant, cette technologie est dans la couche supérieure de silicium et A couche d'oxyde enterrée est introduite entre les substrats arrière).

3. Avantages de l'implantation ionique

Par rapport à la diffusion thermique, l'avantage le plus important de la technologie d'implantation ionique est qu'elle peut atteindre l'objectif de dopage de tranche de silicium dans un processus de taille de processus plus petite. De plus, d'autres avantages du processus d'implantation ionique le rendent également plus adapté aux processus de fabrication de semi-conducteurs avancés. Veuillez vous référer spécifiquement au tableau 1

Tableau 1 Avantages du processus d'implantation ionique

Avantages Description
Contrôle précis de la teneur en impuretés Peut contrôler avec précision la concentration d'impuretés implantées dans une large gamme, l'erreur est comprise entre ± 2%
Très bonne homogénéité des impuretés Contrôler l'uniformité des impuretés par balayage
Bon contrôle de la profondeur de pénétration des impuretés Contrôlez la profondeur de pénétration des impuretés en contrôlant l'énergie des ions lors de l'implantation, ce qui augmente la flexibilité de conception
Générer un seul faisceau d'ions La technologie de séparation de masse produit un faisceau d'ions purs sans contamination. Différentes impuretés peuvent être sélectionnées pour l'implantation
Processus à basse température L'implantation ionique est réalisée à température modérée. Différents masques de lithographie sont autorisés.
Les ions implantés peuvent traverser la membrane Des impuretés peuvent être implantées à travers le film, ce qui permet un réglage de la tension de seuil du transistor MOS après la croissance de l'oxyde de grille, augmentant ainsi la flexibilité de l'implantation
Aucune limite de solubilité solide La teneur en impuretés implantées n'est pas limitée par la solubilité solide de la tranche de silicium

 

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