실리콘 웨이퍼의 이온 주입 공정이란?

실리콘 웨이퍼의 이온 주입 공정이란?

반도체 도핑은 집적 회로 생산의 핵심 공정 단계입니다. 반도체 생산 공정에서 결정질 실리콘은 웨이퍼의 기판 재료로 사용되며 전기 전도도가 매우 낮습니다. 실리콘은 구조와 전도성을 변경하는 소량의 불순물이 추가될 때만 유용한 반도체가 됩니다. 실리콘 결정 웨이퍼에 불순물을 첨가하는 이 과정을 도핑이라고 합니다. 웨이퍼 처리 과정에서 웨이퍼에 불순물 원소를 도입하는 방법에는 다음 그림과 같이 열확산과 이온 주입의 두 가지 방법이 있습니다. 거기에서 이온 주입은 현대 집적 회로(IC) 제조에서 중요한 도핑 기술입니다.PAM-XIAMEN은 제안할 수 있습니다실리콘 웨이퍼IC 제조용.

실리콘 이온 주입 공정도

실리콘 이온 주입 공정

1. 실리콘 이온 주입 공정이란?

이온 주입은 본질적으로 물리적 충격의 과정이며, 이는 특정 에너지로 하전된 이온을 실리콘에 도핑하는 것입니다. 주입 에너지는 1keV와 1MeV 사이이고 해당 평균 이온 분포 깊이는 10nm와 10um 사이입니다. 불순물 이온이 재료에 주입되면 이온이 재료에 흡수되어 재료의 일부가 되어 재료의 표면 조성과 결정 구조를 변경하여 재료의 표면 특성을 최적화합니다.

주입 관련 공정에는 일반적으로 다중 주입, 마스킹 층, 경사각 주입, 고에너지 주입 및 고전류 주입이 포함됩니다.

2. 이온 주입의 용도

이온 주입에는 여러 가지 용도가 있습니다.

* 특수 분포를 형성하기 위한 다중 이식;

* 특정 비율의 입사 이온이 기판으로 들어가는 것을 차단하기 위해 적절한 마스킹 재료와 두께를 선택하십시오.

* 매우 얕은 접합을 형성하기 위해 비스듬한 각도로 주입;

* 매립층을 형성하기 위한 고에너지 주입;

* 고전류 주입은 확산 기술의 사전 증착, 문턱 전압 조정 및 SOI 응용을 위한 절연층 형성에 사용됩니다(SOI: Silicon-On-Insulator, Silicon on insulation substrate, 이 기술은 실리콘의 최상층에 있으며 A 매립 산화물 층이 후면 기판 사이에 도입됨).

3. 이온 주입의 장점

열확산과 비교할 때 이온 주입 기술의 가장 큰 장점은 더 작은 공정 크기 공정에서 실리콘 웨이퍼 도핑의 목적을 달성할 수 있다는 것입니다. 또한 이온 주입 공정의 다른 장점으로 인해 고급 반도체 제조 공정에 더욱 적합합니다. 구체적으로 표 1을 참조하십시오.

표 1 이온 주입 공정의 장점

장점 설명
불순물 함량의 정확한 제어 넓은 범위에서 주입된 불순물의 농도를 정확하게 제어할 수 있으며 오차는 ±2% 사이입니다.
매우 우수한 불순물 균질성 스캐닝을 통한 불순물의 균일성 제어
불순물의 침투 깊이에 대한 우수한 제어 주입 중 이온 에너지를 제어하여 불순물의 침투 깊이를 제어하여 설계 유연성을 높입니다.
단일 이온 빔 생성 질량 분리 기술은 오염되지 않은 순수한 이온 빔을 생성합니다. 주입을 위해 다른 불순물을 선택할 수 있습니다.
저온 공정 이온 주입은 적당한 온도에서 수행됩니다. 다른 리소그래피 마스크가 허용됩니다.
이식된 이온은 막을 통과할 수 있습니다. 불순물을 필름을 통해 주입할 수 있어 게이트 산화물 성장 후 MOS 트랜지스터 임계 전압 조정이 가능하여 주입 유연성 증가
고용성 한계 없음 주입된 불순물의 함량은 실리콘 웨이퍼의 고용도에 의해 제한되지 않습니다.

 

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