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半导体制造技术导论（第二版） 第八章 离子注入工艺 白雪飞 中国科学技术大学电子科学与技术系 提纲 • 简介 • 离子注入技术简介 • 离子注入技术硬件设备 • 离子注入工艺过程 • 安全性 • 离子注入技术发展趋势 2 简 介 集成电路制造工艺流程 集成电路制造工艺流程 4 离子注入技术发展史 • 掺杂工艺 – 半导体材料的导电率可以通过掺杂物控制 – 掺杂工艺：扩散、离子注入 • 扩散工艺 – 1970年代中期之前，一般应用高温炉中的扩散技术进行掺杂 – 重掺杂N型源极/漏极问题 – 栅光刻版和源极/漏极对准问题 • 离子注入 – 源极/漏极自对准工艺 – 形成重掺杂N型源极/漏极 – 多晶硅和多晶硅—硅化物栅极 5 扩散工艺 扩散工艺示意图 6 栅极和源极/漏极对准工艺 栅极和源极/漏极对准工艺 (a) 正常对准；(b) 对准失误 7 源极/漏极自对准工艺 源极/漏极自对准工艺 8 离子注入技术的优点 离子注入与扩散工艺比较 扩散 离子注入 高温，硬遮蔽层 低温，光刻胶作为遮蔽层 等向性掺杂轮廓 非等向性掺杂轮廓 不能独立控制掺杂浓度和结深 可以独立控制掺杂浓度和结深 批量工艺 批量及单晶圆工艺 9 离子注入和扩散掺杂过程 离子注入和扩散掺杂过程的比较 10 离子注入技术的应用 应用 离子 掺杂 N型：P, As, Sb ；P型：B 预非晶化 Si, Ge 埋氧层 O 多晶硅阻挡层 N