離子注入設備淺析

半導體IC制程中主要有七大類，分別為擴散 Diffusion、光刻 Photolithography、干法刻蝕/等離子刻蝕 Etch、離子注入Ion Implant 、薄膜Thin Films、化學機械研磨Polish (CMP)及濕法清洗/濕法刻蝕 Wet Clean等。

其中以工藝來區分為四大類，主要分為添加 Adding、去除Removing、加熱Heating、圖形化Patterning的制程，本文所討論的主題為添加工藝中的離子注入設備。

本文所討論的主題為添加工藝中的離子注入設備。

離子注入技術簡介

目前，離子注入是集成電路中最重要的摻雜技術之一，是器件功能的關鍵，經由離子注入來決定晶體管的電學性能，重點通過對半導體芯片施加離子加速，注入摻雜元素，改變其導電性能，最終形成器件結構。

此技術不需在高溫環境下進行，因此該工藝不會改變被加工工件的表面光潔度或形狀而是一種純表面處理技術。作為集成電路前制程的一部分，離子注入機是絕對不可少的一項設備，為了改變半導體的載流子濃度和導電類型，需要對半導體表面附近的區域進行摻雜。

離子注入控制橫向擴散的能力使其成為半導體制造中的常用工藝，可以定制注入劑量、注入角度和注入深度，但離子注入的工藝基本上并不復雜，離子在電場中被加速，轟擊進入固體材料內部，此過程用于更改固體的物理，化學或電學性質，可是注入后的的結果卻無法可以直接觀察到，一般需要透過電性測試才能確認。

通常離子注入機按離子能力分有低能、高能和兆伏等機型，按束流有小束、中束、強流、超強流離子注入機的區分，實際應用中束流和高能離子注入機不到40%，約占60%以上為低能束離子注入機。

兩種類型

N型摻雜

使用磷化氫PH3、砷化氫AsH3、銻化氫SbH3特種氣體；

P型摻雜

三氟化硼BF3、三氟化硼-11B 11BF3、乙硼烷B2H6等特種氣體。

大多數摻雜氣體是劇毒，易燃易爆或具有腐蝕性氣體，故此特種氣體傳輸使用的氣體系統使用的管道、管件的材料必須非常的嚴謹，且對于氣體必須使用到超高純UHP氣體否則氣體中的金屬雜質會極大影響電氣性能，若是氣體中含有IIIA-VA元素，更會導致電氣性能變化。

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