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离子注入技术

摘要离子注入技术是当今半导体行业对半导体进行掺杂的最主要方法。本文从对

该技术的基本原理、基本仪器结构以及一些具体工艺等角度做了较为详细的介绍,

同时介绍了该技术的一些新的应用领域。

关键字离子注入技术半导体掺杂

1 绪论

离子注入技术提出于上世纪五十年代 ,刚提出时是应用在原子物理和核物理

究领域。后来,随着工艺的成熟,在 1970 年左右,这种技术被引进半导体制造行

业。离子注入技术有很多传统工艺所不具备的优点,比如：是加工温度低,易做浅

结,大面积注入杂质仍能保证均匀,掺杂种类广泛,并且易于自动化。

离子注入技术的应用 ,大大地推动了半导体器件和集成电路工业的发展 ,从

而使集成电路的生产进入了大规模及超大规模时代〔ULSI。由此看来,这种技术

的重要性不言而喻。因此,了解这种技术进行在半导体制造行业以及其他新兴领

域的应用是十分必要的。

2 基本原理和基本结构

2.1 基本原理

离子注入是对半导体进行掺杂的一种方法。它是将杂质电离成离子并聚焦成

离子束,在电场中加速而获得极高的动能后,注入到硅中而实现掺杂。

离子具体的注入过程是：入射离子与半导体〔靶的原子核和电子不断发生碰

撞,其方向改变,能量减少,经过一段曲折路径的运动后 ,因动能耗尽而停止在某

处。在这一过程中,涉及到"离子射程"、""等几个问题,下面来具体分析。

2.1.1 离子射程

图〔a 离子射程模型图

p

图

〔a

是离子射入硅中路线的模型图。

其中,把离子从入射点到静止点所通过的总路

程称为射程；射程的平均值,记为

R

,简称平均射程；射程在入射方向上的投影长

度,记为

x

p

,简称投影射程；投影射程的平均值,记为

R

p

,简称平均投影射程。

入射离子能量损失是由于离子受到核阻挡与电子阻挡。定义

在位移

x

处

这两种能

量损失率分别为

S

n

和

S

e

：

z

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