微细加工（微电子工艺）5.ppt

　　六、工作室（靶室） 　　放置样品的地方，其位置可调。 　　七、离子束电流的测量 Scanning disk with wafers Scanning direction Faraday cup Suppressor aperture Current integrator Sampling slit in disk Ion beam 离子注入过程：入射离子与半导体（称为靶）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靶中的某处。 5.2 平均投影射程 射程：离子从入射点到静止点所通过的总路程 平均射程：射程的平均值，记为 R 投影射程：射程在入射方向上的投影长度，记为 xp 平均投影射程：投影射程的平均值，记为 RP 投影射程的标准偏差： 平均投影射程与初始能量的关系 由此可得平均投影射程为 入射离子能量损失的原因是受到 核阻挡 与 电子阻挡。 核阻挡本领 电子阻挡本领 一个入射离子在 dx 射程内，由于与核及电子碰撞而失去的总能量为 Se 的计算较简单，离子受电子的阻力正比于离子的速度。 Sn 的计算比较复杂，而且无法得到解析形式的结果。下图是数值计算得到的曲线形式的结果。 在 E = E2 处，Sn = Se 。 (2) 当 E0 大于 E2 所对应的能量值时，Sn Se ，以电子阻挡为主，此时散射角较小，离子近似作直线运动，射程分布较为集中。随着离子能量的降低，逐渐过渡到以核阻挡为主，离子射程的末端部分又变为折线。 (1) 当入射离子的初始能量 E0 小于 E2 所对应的能量值时 ， Sn Se ，以核阻挡为主，此时散射角较大，离子运动方向发生较大偏折，射程分布较为分散。 ?Rp 与 RP 的关系 式中，M1、M2 分别是入射离子和靶原子的质量。 　　在实际工作中，平均投影射程 RP 及标准偏差 ?RP 与注入能量 E 的关系可从图 5.9 或下表查到。 硅中离子注入能量 ( KeV ) 与平均投影射程 ( ? ) 的对应关系 入射能量 注入硅中的离子 20 40 60 80 100 120 140 160 180 B RP 714 1413 2074 2695 3275 3802 4284 4745 5177 ?RP 276 443 562 653 726 713 855 910 959 P RP 255 488 729 976 1228 1483 1740 1996 2256 ?RP 90 161 226 293 350 405 459 509 557 As RP 151 263 368 471 574 677 781 855 991 ?RP 34 59 81 102 122 143 161 180 198 一、非晶靶中注入离子的浓度分布 非晶靶中注入离子的浓度分布为高斯分布， 5.3 注入离子的浓度分布 式中，Q 为注入离子的 剂量， 注入离子浓度分布的主要特点 1、最大浓度位置在样品内的平均投影射程处而不是表面， 注入离子的剂量 Q 越大，浓度峰值 Nmax 就越高；注入离子的能量 E 越大，RP 、?RP 就越大，Nmax 就越低。 2、在 x = RP 的两侧，注入离子的浓度对称地下降，且下降速度越来越快， 3、结深 得 4、注入杂质的表面浓度 令 5、杂质的横向扩展比扩散工艺要小得多 注入离子浓度在空间的三维分布为 在表面 x = 0 处， 在平均投影射程 x = Rp 处， 注入离子沿 y 方向的横向结深的计算。在表面处，令 得表面处的横向结深为 横向结深在 x = Rp 处达到最大。在 x = Rp 处，令 得 x = Rp 处的横向结深为 与 纵向结深 相比， 可知 横向结深明显小于纵向结深 。