离子注入技术的发展趋势及典型应用.doc

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1、离子注入技术的发展趋势及典型应用简述了离了注入技术的发展趋势及典熨应用，并简要分析了该领域的技术发展方向。关键词：离子注入；发展趋势；典型应用DevelopmentandApplicationofIonimplantationTechnologyCHENJiang-hong,CHENYang,LIAi-chengAbstracts:Thisarticlediscusseddevelopmenthistory,trendandtypicalapplicationofionimplantationtechnology.Andalsodevelopmentdirectiono

2、fthisfieldwasanalyzed.Keywords:Ionimplantation;Developmenttrend;Typicalapplication微电子工业发展的标志在于集成电路生产的集成度、线宽、晶片直径、生产力等。离了注入机是集成电路生产屮的一项关键技术。随着集成度的提高，注入次数不断增加，对离子注入机的综合要求也越来越高，可以说正是离子注入机等关键设备的发展，才促进了半导体器件的发展，而器件的发展又反过來推动了设备的发展。离了注入技术是把某种元素的原了电离成离了，并使其在几十至几百千伏的电压下进行加速，在获得较高速度后射入放在真空靶室屮的工件材料

3、表面的一种离子束技术。材料经离子注入后，其表血的物理、化学及机械性能会发生显著的变化。1离了注入技术的发展趋势一般来说，制造厂家生产3种类型注入机：强流注入机、屮束流注入机和高能注入机。强流注入机提供高剂量注入，大束流，且成木低。工作电压从200cV〜120keV,可以注入备种元素，所使用的离子源是灯丝结构，或是抗热阴极非直接加热，产生电子和离子。另一种方法是采用RF射频源技术，实际上是在磁场环境产生分子激励，然后产生更高的引出朿流和更冷的静等离了体。传统的强流注入采川批量工艺降低成本。这要求将13张圆片放在固体铝盘上，在1000〜11200r/min速率下旋转。最近V

4、arian推出了一项处理圆片的新技术，将圆片风险降至最低。Varian介绍SHC-80圆片，实质上是一个系列工艺类型，该类型比市场上其他的更迅速、更干净，只需要批处理系统的小部分部件工作。机器允许以低廉的成木处理200mm和300mm圆片。高能注入带来更大的灵活性，同时提高亚微米器件结构的特性。其优点还包括低热负荷,IC制作上工艺灵活性强。掺杂面可以修整优化满足不同器件性能要求，具有通道灵活性、热载生成，结电容和CMOS闩锁敏感性。利用高能注入可保证微米层在表面以下生成而不形成任何形式的扰动。使用的技术类似于200keV下的通用技术，此时离子穿透基片更高，在靠近表面的基

5、片背景层无任何扰动。集屮尖峰缓慢移动靠近表血，然后形成一•道逆行墙。因此高能注入给氏制作带来更多机遇。国际半导体技术发展，使得离了注入技术面临两大主要挑战：（1）形成低泄漏浅结；（2）以低成本使用恥V注入替代外延，利用低能硼离子束注入技术获得高质量浅P型结进行注入的分子动态研究。获得高质量的浅P型结的最新技术由Kyoto大学离子朿T稈实验室完成。采用硼化蛍的簇离了注入技术形成浅结。小的硼束流和单体注入进行分了动态模拟。在最后价段，通过B10簇形成损害可望避免附加B原了瞬态提高扩散，获得高质量浅P型结。2离子注入技术应用领域2.1离子注入应用于金属材料改性离了注入应用于金

6、属材料改性，是在经过热处理或表面镀膜工艺的金属材料上，注入一定剂量和能量的离了到金属材料表面，改变材料表层的化学成份、物理结构和相态，从而改变材料的力学性能、化学性能和物理性能。具体地说，离了注入能改变材料的声学、光学和超导性能，提高材料的丁作驶度、耐磨损性、抗腐蚀性和抗氧化性，最终延长材料工作寿命。离子注入提高T模具的耐磨性能、金属样品的抗疲劳性以及金属表面耐腐蚀性分别列于表1、2、3。*I・子注入的耐■性屣導件名称材料效架（右命比总來提高倍数）岀制状料匕盈划楔D2J.HW3W甜制优斡坏底压模D2W闵低瞻损才减少材料粘宿恢Cr板3侶.k明HJ3板li长为J化与命ZG•

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