離子注入的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2015/11/6 19:28:54 訪問次數(shù):1465
離子注入可以成為任何淀積的替代工藝。AD7548JR它有更好 圖11. 39離子劑量的等高線圖的可控性且沒有側(cè)向擴(kuò)散,使它成為高密度、小特征尺寸電路的首選摻雜丁藝。CMOS器件中的預(yù)淀積應(yīng)用就是高能離子注入形成深P型阱(見第16章)、倒摻雜阱( retrograde well)的首創(chuàng)。
一個(gè)特別的挑戰(zhàn)是超淺結(jié)。這些結(jié)在Ⅱ125 nm范圍。當(dāng)器件不斷按比例縮小,結(jié)的尺寸也變小了。這反過來導(dǎo)致更低能量的離子注入工藝,以減小表面損傷和溝道效應(yīng)。這導(dǎo)致r代替BF,而使用純硼注入,前者含有腐蝕性的氟。所以一些要求都被新一代離子注入機(jī)所滿足,它們可提供可以接受的低能量時(shí)的高劑量束流。
離子注入的一個(gè)主要應(yīng)用是MOS柵閾值電壓的調(diào)整(見圖11. 40)。一個(gè)MOS晶體管由三部分組成:源、漏和柵。工作時(shí),源和漏之間加電壓。然而,在柵極如電之前,二者之間無電流。當(dāng)柵極加電壓后,表面形成導(dǎo)電溝道,并連通源、漏極。形成初導(dǎo)電溝道時(shí)所需的柵電壓成為該器件的閾值電壓。該閾值電壓對(duì)于柵下的晶圓表面雜質(zhì)濃度非常敏感。離子注入被用于形成柵區(qū)所需的雜質(zhì)濃度。并且,在MOS技術(shù)中,離子注入被用來改變場(chǎng)區(qū)的雜質(zhì)濃度。然而在這種應(yīng)用中,目的是為了設(shè)定一定級(jí)別的濃度,以防止相鄰器件間的電流。在此應(yīng)用中,注入層是隔離方案的一部分。
在雙極技術(shù)中,離子注入被用來形成各種晶體管部件。離子注入提供的可自定義的雜質(zhì)剖面可以提高器件性能。一個(gè)特別的應(yīng)用是砷的埋層。當(dāng)埋層用擴(kuò)散形成時(shí),高濃度的砷離子影響下一步表面外延層的質(zhì)量。通過使用砷離子注入,使高濃度砷成為可能,熱退火可以修復(fù)損傷,可以進(jìn)行高質(zhì)量外延層的淀積。
離子注入適合MOS和雙極電路中的電阻形成。擴(kuò)散電阻的均勻性在5%~10%間變化,而離子注入電阻的變化僅為1%或更好,圖11. 41是一個(gè)離子注入摻雜典型的應(yīng)用表。
離子注入可以成為任何淀積的替代工藝。AD7548JR它有更好 圖11. 39離子劑量的等高線圖的可控性且沒有側(cè)向擴(kuò)散,使它成為高密度、小特征尺寸電路的首選摻雜丁藝。CMOS器件中的預(yù)淀積應(yīng)用就是高能離子注入形成深P型阱(見第16章)、倒摻雜阱( retrograde well)的首創(chuàng)。
一個(gè)特別的挑戰(zhàn)是超淺結(jié)。這些結(jié)在Ⅱ125 nm范圍。當(dāng)器件不斷按比例縮小,結(jié)的尺寸也變小了。這反過來導(dǎo)致更低能量的離子注入工藝,以減小表面損傷和溝道效應(yīng)。這導(dǎo)致r代替BF,而使用純硼注入,前者含有腐蝕性的氟。所以一些要求都被新一代離子注入機(jī)所滿足,它們可提供可以接受的低能量時(shí)的高劑量束流。
離子注入的一個(gè)主要應(yīng)用是MOS柵閾值電壓的調(diào)整(見圖11. 40)。一個(gè)MOS晶體管由三部分組成:源、漏和柵。工作時(shí),源和漏之間加電壓。然而,在柵極如電之前,二者之間無電流。當(dāng)柵極加電壓后,表面形成導(dǎo)電溝道,并連通源、漏極。形成初導(dǎo)電溝道時(shí)所需的柵電壓成為該器件的閾值電壓。該閾值電壓對(duì)于柵下的晶圓表面雜質(zhì)濃度非常敏感。離子注入被用于形成柵區(qū)所需的雜質(zhì)濃度。并且,在MOS技術(shù)中,離子注入被用來改變場(chǎng)區(qū)的雜質(zhì)濃度。然而在這種應(yīng)用中,目的是為了設(shè)定一定級(jí)別的濃度,以防止相鄰器件間的電流。在此應(yīng)用中,注入層是隔離方案的一部分。
在雙極技術(shù)中,離子注入被用來形成各種晶體管部件。離子注入提供的可自定義的雜質(zhì)剖面可以提高器件性能。一個(gè)特別的應(yīng)用是砷的埋層。當(dāng)埋層用擴(kuò)散形成時(shí),高濃度的砷離子影響下一步表面外延層的質(zhì)量。通過使用砷離子注入,使高濃度砷成為可能,熱退火可以修復(fù)損傷,可以進(jìn)行高質(zhì)量外延層的淀積。
離子注入適合MOS和雙極電路中的電阻形成。擴(kuò)散電阻的均勻性在5%~10%間變化,而離子注入電阻的變化僅為1%或更好,圖11. 41是一個(gè)離子注入摻雜典型的應(yīng)用表。
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