A dopagem de semicondutores é uma etapa chave do processo na produção de circuitos integrados. No processo de produção de semicondutores, o silício cristalino é usado como material de substrato do wafer, e sua condutividade elétrica é muito baixa. O silício se torna um semicondutor útil apenas quando pequenas quantidades de impurezas são adicionadas que alteram sua estrutura e condutividade. Este processo de adição de impurezas a uma pastilha de cristal de silício é chamado de dopagem. No processo de processamento de wafer, existem duas maneiras de introduzir elementos de impureza no wafer, a saber, difusão térmica e implantação iônica, conforme mostrado na figura a seguir. Nesse sentido, a implantação iônica é uma importante tecnologia de dopagem na fabricação de circuitos integrados (CI) modernos.PAM-XIAMEN pode oferecerwafer de silíciopara fabricação de CI.
Processo de Implantação de Íons de Silício
1. O que é o processo de implantação de íons de silício?
A implantação de íons é essencialmente um processo de bombardeio físico, que consiste em dopar íons carregados com certa energia em silício. A energia de implantação está entre 1keV e 1MeV, e a profundidade média de distribuição de íons correspondente está entre 10nm e 10um. Quando os íons de impureza são implantados no material, os íons serão absorvidos pelo material e se tornarão parte do material, otimizando assim as propriedades da superfície do material, alterando a composição da superfície e a estrutura cristalina do material.
Os processos relacionados à implantação geralmente incluem o seguinte: implantes múltiplos, camadas de mascaramento, implantes de ângulo de inclinação, implantes de alta energia e implantes de alta corrente.
2. Usos da Implantação de Íons
Existem vários usos de implantação de íons:
* Implantações múltiplas para formar uma distribuição especial;
* Escolha o material de mascaramento e a espessura apropriados para bloquear uma certa proporção de íons incidentes de entrar no substrato;
* Implantação em ângulo oblíquo para formar uma junção ultra-rasa;
* Implantação de alta energia para formar uma camada enterrada;
* A implantação de alta corrente é usada para pré-deposição em tecnologia de difusão, ajuste de tensão de limiar e camada isolante formada para aplicações SOI (SOI: Silicon-On-Insulator, silício sobre substrato isolante, esta tecnologia está na camada superior de silício e A camada de óxido enterrado é introduzida entre os substratos traseiros).
3. Vantagens da Implantação de Íons
Em comparação com a difusão térmica, a vantagem mais significativa da tecnologia de implantação de íons é que ela pode atingir o objetivo de dopagem de pastilhas de silício em um processo de tamanho de processo menor. Além disso, outras vantagens do processo de implantação de íons também o tornam mais adequado para processos avançados de fabricação de semicondutores. Especificamente, consulte a tabela 1
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Tabela 1 Vantagens do processo de implantação de íons |
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| Vantagens | Descrição |
| Controle preciso do conteúdo de impurezas | Pode controlar com precisão a concentração de impurezas implantadas em uma ampla faixa, o erro está entre ± 2% |
| Muito boa homogeneidade de impurezas | Controle a uniformidade das impurezas por varredura |
| Bom controle sobre a profundidade de penetração de impurezas | Controle a profundidade de penetração de impurezas controlando a energia iônica durante a implantação, aumentando a flexibilidade do projeto |
| Gerar um único feixe de íons | A tecnologia de separação em massa produz um feixe de íons puro livre de contaminação. Diferentes impurezas podem ser selecionadas para implantação |
| Processo de baixa temperatura | A implantação de íons é realizada em temperatura moderada. Diferentes máscaras de litografia são permitidas. |
| Íons implantados podem passar através da membrana | Impurezas podem ser implantadas através do filme, o que permite o ajuste da tensão do limiar do transistor MOS após o crescimento do óxido do portão, aumentando a flexibilidade do implante |
| Sem limite de solubilidade sólida | O teor de impurezas implantadas não é limitado pela solubilidade sólida da pastilha de silício |
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