۱. پېژندنه
د آیون امپلانټیشن د مدغم سرکټ تولید کې یو له اصلي پروسو څخه دی. دا یو ځانګړي انرژي ته د آیون بیم ګړندي کولو پروسې ته اشاره کوي (عموما د keV څخه تر MeV پورې) او بیا یې د جامد موادو په سطحه کې انجیکشن کول ترڅو د موادو د سطح فزیکي ملکیتونه بدل کړي. د مدغم سرکټ په پروسه کې، جامد مواد معمولا سیلیکون وي، او نصب شوي ناپاکۍ ایونونه معمولا د بورون ایونونه، فاسفورس ایونونه، ارسنیک ایونونه، انډیم ایونونه، جرمینیم ایونونه او نور دي. مواد یا د PN جنکشن جوړ کړئ. کله چې د مدغم سرکیټونو ځانګړتیا اندازه د فرعي مایکرون دورې ته راټیټه شوه، د آیون امپلانټیشن پروسه په پراخه کچه کارول کیده.
د مدغم سرکیټ تولید پروسې کې ، د آیون امپلانټیشن معمولا د ژورو دفن شوي پرتونو ، ریورس ډوپ شوي څاګانو ، د حد ولټاژ تنظیم کولو ، د سرچینې او ډرین ایکسټینشن امپلانټیشن ، سرچینه او ډرین امپلانټیشن ، د پولیسیلیکون ګیټ ډوپینګ ، د PN جنکشنونو رامینځته کولو او سیټیټرونو / مقاومت کونکو او نورو لپاره کارول کیږي. د سیلیکون د چمتو کولو په بهیر کې په انسولټرونو کې د سبسټریټ مواد، د اکسایډ د دفن شوي پرت په عمده توګه د لوړ غلظت اکسیجن ایون امپلانټیشن لخوا رامینځته کیږي ، یا هوښیار کټ کول د لوړ غلظت هایدروجن آئن امپلانټیشن لخوا ترلاسه کیږي.
د آیون امپلانټیشن د آیون امپلانټر لخوا ترسره کیږي، او د هغې ترټولو مهم پروسې پیرامیټونه دوز او انرژي دي: دوز وروستی غلظت ټاکي، او انرژي د آیونونو حد (د بیلګې په توګه، ژور) ټاکي. د مختلف وسیلو ډیزاین اړتیاو سره سم ، د امپلانټیشن شرایط په لوړ دوز لوړ انرژي ، متوسط دوز منځنۍ انرژي ، متوسط دوز ټیټ انرژي ، یا لوړ دوز ټیټ انرژي ویشل شوي. د مثالي امپلانټیشن اغیز ترلاسه کولو لپاره ، مختلف امپلانټرونه باید د مختلف پروسې اړتیاو لپاره مجهز شي.
د ion implantation وروسته، دا عموما اړینه ده چې د لوړې تودوخې اینیل کولو پروسې څخه تیر شي ترڅو د ion implantation له امله رامینځته شوي جالیز زیان ترمیم کړي او د ناپاکۍ ions فعال کړي. په دودیز مدغم سرکټ پروسو کې، که څه هم د انیل کولو تودوخه په ډوپینګ باندې لوی تاثیر لري، د آیون امپلانټیشن پروسې تودوخه پخپله مهمه نده. د 14nm څخه ښکته د ټیکنالوژۍ نوډونو کې، د آیون امپلانټیشن ځینې پروسې باید په ټیټ یا لوړ تودوخې چاپیریال کې ترسره شي ترڅو د جالی زیان اغیزې بدل کړي.
2. د ion implantation پروسه
2.1 اساسي اصول
د آیون امپلانټیشن د ډوپینګ پروسه ده چې په 1960s کې رامینځته شوې چې په ډیری اړخونو کې د دودیز خپریدو تخنیکونو څخه غوره ده.
د آیون امپلانټیشن ډوپینګ او دودیز ډیفیوژن ډوپینګ ترمینځ اصلي توپیرونه په لاندې ډول دي:
(1) په ډوپ شوي سیمه کې د ناپاکۍ غلظت ویش توپیر لري. د آیون امپلانټیشن لوړ ناپاکی غلظت د کرسټال دننه موقعیت لري ، پداسې حال کې چې د خپریدو لوړ ناپاکی غلظت د کرسټال په سطح کې موقعیت لري.
(2) د آیون امپلانټیشن یوه پروسه ده چې د خونې په حرارت یا حتی ټیټ حرارت کې ترسره کیږي، او د تولید وخت لنډ دی. د ډیفیوژن ډوپینګ اوږده لوړ تودوخې درملنې ته اړتیا لري.
(3) د آیون امپلانټیشن د امپلان شوي عناصرو ډیر انعطاف وړ او دقیق انتخاب ته اجازه ورکوي.
(4) څرنګه چې ناپاکۍ د حرارتي خپریدو لخوا اغیزمن کیږي، نو په کرسټال کې د آیون امپلانټیشن لخوا رامینځته شوي څپې د کرسټال د خپریدو له امله رامینځته شوي څپې څخه غوره دي.
(5) د آیون امپلانټیشن معمولا یوازې د ماسک موادو په توګه فوتوریزیسټ کاروي ، مګر د ډیفیوژن ډوپینګ د ماسک په توګه د یو ځانګړي ضخامت فلم وده یا زیرمه کولو ته اړتیا لري.
(6) د آیون امپلانټیشن اساسا د خپریدو ځای نیولی او نن ورځ د مدغم سرکټونو په جوړولو کې د ډوپینګ اصلي پروسه ګرځیدلې.
کله چې د پیښې آیون بیم د یوې ټاکلې انرژي سره یو قوي هدف (معمولا یو ویفر) باندې بمباري کوي ، د هدف په سطحه ایونونه او اتومونه به مختلف تعاملات ترسره کوي ، او په ټاکلي ډول د هدف اتومونو ته انرژي لیږدوي ترڅو د جوش یا ionize لپاره. هغوی. آیونونه کولی شي د حرکت لیږد له لارې یو ټاکلی مقدار انرژي له لاسه ورکړي، او په پای کې د هدف اتومونو لخوا ویشل کیږي یا په نښه شوي موادو کې ودریږي. که انجیکشن شوي آیونونه درانه وي ، ډیری آئنونه به قوي هدف ته داخل شي. برعکس، که انجکشن شوي آیونونه سپک وي، ډیری انجکشن شوي ایونونه به د هدف سطحې څخه وباسي. اساسا، دا لوړ انرژي ایونونه چې هدف ته داخل شوي به د جال اتومونو او الکترونونو سره په قوي هدف کې مختلف درجو ته ټکر وکړي. د دوی په منځ کې، د ایونونو او جامد هدف اتومونو ترمنځ ټکر د لچک وړ ټکر په توګه ګڼل کیدی شي ځکه چې دوی په ډله کې نږدې دي.
2.2 د آیون امپلانټیشن اصلي پیرامیټونه
د آیون امپلانټیشن یو انعطاف وړ پروسه ده چې باید د چپ ډیزاین او تولید اړتیاوې پوره کړي. د آیون امپلانټیشن مهم پیرامیټونه دي: دوز، حد.
دوز (D) د سیلیکون ویفر سطحې په هر واحد ساحه کې د انجیکشن شوي آیونونو شمیر ته اشاره کوي، په اتومونو کې په هر مربع سانتي مترو کې (یا په هر مربع سانتي متر کې ions). د لاندې فورمول په واسطه محاسبه کیدی شي:
چیرې چې D د امپلانټیشن خوراک دی (د آیونونو شمیر/یونټ ساحه)؛ t د امپلانټیشن وخت دی؛ زه د بیم اوسنی یم؛ q هغه چارج دی چې د ایون لخوا لیږدول کیږي (یو واحد چارج 1.6 × 1019C [1])؛ او S د امپلانټیشن ساحه ده.
یو له اصلي دلیلونو څخه چې ولې د سیلیکون ویفر تولید کې د آیون امپلانټیشن یوه مهمه ټیکنالوژي ګرځیدلې دا دا ده چې دا کولی شي په مکرر ډول د سیلیکون ویفرونو کې د ناپاکۍ ورته خوراک ځای په ځای کړي. امپلانټر دا هدف د آیونونو د مثبت چارج په مرسته ترلاسه کوي. کله چې مثبت ناپاکۍ ایونونه د آیون بیم جوړوي، د جریان کچه یې د آیون بیم کرنټ په نوم یادیږي، کوم چې په mA اندازه کیږي. د منځنیو او ټیټو جریانونو سلسله له 0.1 څخه تر 10 mA پورې ده، او د لوړو جریانونو لړۍ له 10 څخه تر 25 mA پورې ده.
د آیون بیم اوسني شدت د خوراک په ټاکلو کې کلیدي متغیر دی. که چیرې جریان زیات شي، د هر واحد په وخت کې د نصب شوي ناپاک اتومونو شمیر هم ډیریږي. لوړ جریان د سیلیکون ویفر حاصلاتو زیاتولو لپاره مناسب دی (په هر واحد تولید وخت کې د ډیرو آئنونو انجیکشن) ، مګر دا د یووالي ستونزې هم رامینځته کوي.
3. د آیون امپلانټیشن تجهیزات
3.1 بنسټیز جوړښت
د آیون امپلانټیشن تجهیزاتو کې 7 لومړني ماډلونه شامل دي:
① د ایون سرچینه او جاذبه؛
② ډله ایز تحلیل کونکی (د بیلګې په توګه تحلیلي مقناطیس)؛
③ سرعت ټیوب؛
④ سکین ډیسک؛
⑤ electrostatic neutralization سیستم؛
⑥ د پروسې خونه؛
⑦ د خوراک کنټرول سیسټم.
All ماډلونه په خلا چاپیریال کې دي چې د ویکیوم سیسټم لخوا رامینځته شوي. د آیون امپلانټر بنسټیز جوړښت ډیاګرام په لاندې شکل کې ښودل شوی.
(1)د ایون سرچینه:
معمولا په ورته ویکیوم چیمبر کې د سکشن الکترود په څیر. هغه نجاستونه چې د انجیکشن لپاره انتظار باسي باید د ایون حالت کې شتون ولري ترڅو د بریښنایی ساحې لخوا کنټرول او ګړندی شي. ترټولو عام کارول شوي B+، P+، As+، او نور د ionizing اتومونو یا مالیکولونو په واسطه ترلاسه کیږي.
د ناپاکۍ سرچینې کارول کیږي BF3، PH3 او AsH3، او نور، او د دوی جوړښتونه په لاندې انځور کې ښودل شوي. د فلیمینټ لخوا خوشې شوي برقیان د ګاز اتومونو سره ټکر کوي ترڅو آئن تولید کړي. الکترونونه معمولا د ګرم ټنګسټن فلیمینټ سرچینې لخوا رامینځته کیږي. د مثال په توګه، د برنرز آئن سرچینه، د کیتوډ فلیمینټ په آرک چیمبر کې د ګاز داخل سره نصب شوی. د آرک چیمبر داخلي دیوال انود دی.
کله چې د ګاز سرچینه معرفي شي، یو لوی جریان د فلیمینټ څخه تیریږي، او د 100 V ولتاژ د مثبت او منفي الکترودونو ترمنځ پلي کیږي، کوم چې به د فلیمینټ شاوخوا د لوړ انرژی الکترون تولید کړي. مثبت آیونونه وروسته له هغه تولید کیږي چې د لوړې انرژي الکترونونه د سرچینې ګاز مالیکولونو سره ټکر کوي.
بهرنۍ مقناطیس د فلیمینټ سره موازي مقناطیسي ساحه پلي کوي ترڅو آیونیزیشن زیات کړي او پلازما ثبات کړي. د آرک چیمبر کې، د فلیمینټ په پرتله په بل پای کې، یو منفي چارج شوی عکاس شتون لري چې د الکترونونو تولید او موثریت ته وده ورکولو لپاره الکترون بیرته منعکس کوي.
(۲)جذب:
دا د آیون سرچینې په آرک چیمبر کې رامینځته شوي مثبت آیونونو راټولولو لپاره کارول کیږي او دوی د آیون بیم جوړوي. څرنګه چې د آرک چیمبر انود دی او کیتوډ په سکشن الکترود باندې منفي فشار لري، تولید شوي بریښنایی ساحه مثبت آیونونه کنټرولوي، چې دوی د سکشن الکترود په لور حرکت کوي او د آیون سلیټ څخه ایستل کیږي، لکه څنګه چې په لاندې انځور کې ښودل شوي. . هرڅومره چې د بریښنایی ساحې ځواک ډیر وي ، هومره متحرک انرژي ډیره وي چې آیونونه د سرعت وروسته ترلاسه کوي. په سکشن الکترود کې د فشار ولټاژ هم شتون لري ترڅو په پلازما کې د الکترونونو مداخلې مخه ونیسي. په ورته وخت کې، د فشار الکترود کولی شي آیونونه په آیون بیم کې جوړ کړي او د موازي آئن بیم جریان کې یې تمرکز وکړي ترڅو د امپلانټر څخه تیریږي.
(۳)ډله ایز تحلیل کونکی:
کیدای شي ډیری ډوله ایونونه وي چې د ایون سرچینې څخه تولید شوي. د انود ولتاژ د سرعت لاندې، آئنونه په لوړ سرعت حرکت کوي. مختلف ایونونه مختلف اټومي ډله ایز واحدونه او د چارج څخه مختلف ډله ایز نسبتونه لري.
(۴)د سرعت ټیوب:
د لوړ سرعت ترلاسه کولو لپاره، لوړې انرژۍ ته اړتیا ده. د انوډ او ډله ایز تحلیل کونکي لخوا چمتو شوي بریښنایی ساحې سربیره ، د سرعت ټیوب کې چمتو شوي بریښنایی ساحه هم د سرعت لپاره اړین دی. د سرعت ټیوب د الیکټرودونو سلسله لري چې د ډایالټریک لخوا جلا شوي، او په الکترودونو کې منفي ولتاژ د لړۍ ارتباط له لارې په ترتیب سره زیاتیږي. هرڅومره چې ټول ولتاژ لوړ وي ، د آیونونو لخوا ترلاسه شوي سرعت هم لوړ وي ، دا د انرژي لیږدولو لویه برخه ده. لوړه انرژی کولی شي ناپاک آئون ته اجازه ورکړي چې د سیلیکون ویفر کې ژور انجکشن شي ترڅو ژور جنکشن رامینځته کړي ، پداسې حال کې چې ټیټه انرژي د ټیټ جنکشن جوړولو لپاره کارول کیدی شي.
(۵)ډیسک سکین کول
متمرکز ایون بیم معمولا په قطر کې خورا کوچنی وي. د منځني بیم اوسني امپلانټر د بیم ځای قطر شاوخوا 1 سانتي متره دی او د لوی بیم اوسني امپلانټر شاوخوا 3 سانتي متره دی. ټول سیلیکون ویفر باید د سکین کولو سره پوښل شي. د دوز امپلانټیشن تکرار وړتیا د سکینګ لخوا ټاکل کیږي. عموما، د امپلانټر سکینګ سیسټمونه څلور ډوله دي:
① electrostatic سکینګ؛
② میخانیکي سکینګ؛
③ هایبرډ سکینګ؛
④ موازي سکینګ.
(۶)د جامد بریښنا بې طرفه کولو سیسټم:
د امپلانټیشن پروسې په جریان کې ، د آیون بیم د سیلیکون ویفر سره ټکر کوي او د ماسک په سطحه د چارج راټولیدو لامل کیږي. په پایله کې د چارج جمع کول د ایون بیم کې د چارج توازن بدلوي، د بیم ځای لوی کوي او د خوراک ویش نا برابروي. دا ممکن حتی د سطحی اکسایډ پرت له لارې مات شي او د وسیلې ناکامۍ لامل شي. اوس ، د سیلیکون ویفر او آئن بیم معمولا په مستحکم لوړ کثافت پلازما چاپیریال کې ځای په ځای کیږي چې د پلازما الکترون شاور سیسټم په نوم یادیږي ، کوم چې کولی شي د سیلیکون ویفر چارج کنټرول کړي. دا طریقه د پلازما څخه الکترونونه استخراجوي (معمولا ارګون یا زینون) په آرک چیمبر کې چې د آیون بیم په لاره کې موقعیت لري او د سیلیکون ویفر ته نږدې موقعیت لري. پلازما فلټر شوی او یوازې ثانوي الکترون کولی شي د سیلیکون ویفر سطح ته ورسیږي ترڅو مثبت چارج بې طرفه کړي.
(۷)د پروسس غار:
د سیلیکون ویفرونو ته د آیون بیمونو انجیکشن د پروسې په چیمبر کې پیښیږي. د پروسس چیمبر د امپلانټر یوه مهمه برخه ده، پشمول د سکین کولو سیسټم، د سیلیکون ویفرونو بارولو او پورته کولو لپاره د ویکیوم لاک سره یو ترمینل سټیشن، د سیلیکون ویفر لیږد سیسټم، او د کمپیوټر کنټرول سیسټم. سربیره پردې ، د خوراکونو نظارت کولو او د چینل اغیزو کنټرول لپاره ځینې وسیلې شتون لري. که میخانیکي سکینګ وکارول شي، د ترمینل سټیشن به نسبتا لوی وي. د پروسې چیمبر خلا د پروسې لخوا اړین لاندې فشار ته د څو مرحلو میخانیکي پمپ ، توربومولیکول پمپ ، او کنډسینشن پمپ لخوا پمپ کیږي ، کوم چې عموما د 1×10-6Torr یا لږ وي.
(۸)د خوراک کنټرول سیسټم:
په آیون امپلانټر کې د ریښتیني وخت دوز څارنه د سیلیکون ویفر ته رسیدو د آیون بیم اندازه کولو سره سرته رسیږي. د آیون بیم جریان د یوه سینسر په کارولو سره اندازه کیږي چې د فاراډې کپ په نوم یادیږي. په ساده فاراډې سیسټم کې، د آیون بیم په لاره کې اوسنی سینسر شتون لري چې اوسني اندازه کوي. په هرصورت، دا یوه ستونزه وړاندې کوي، ځکه چې د آیون بیم د سینسر سره غبرګون کوي او ثانوي الکترون تولیدوي چې د غلط اوسني لوستلو پایله به ولري. د فاراډې سیسټم کولی شي د بریښنایی یا مقناطیسي ساحو په کارولو سره ثانوي الکترونونه فشار کړي ترڅو د ریښتیني بیم اوسني لوستل ترلاسه کړي. د فاراډې سیسټم لخوا اندازه شوی اوسنی د بریښنایی دوز کنټرولر ته تغذیه کیږي، کوم چې د اوسني جمع کونکي په توګه کار کوي (کوم چې په دوامداره توګه د اندازه شوي بیم اوسني جمع کوي). کنټرولر د دې لپاره کارول کیږي چې ټول جریان د ورته امپلانټیشن وخت سره وصل کړي او د یو ټاکلي دوز لپاره اړین وخت محاسبه کړي.
3.2 د زیانونو ترمیم
د آیون امپلانټیشن به اتومونه د جالی جوړښت څخه وباسي او د سیلیکون ویفر جالی ته زیان ورسوي. که چیرې امپلان شوی دوز لوی وي، امپلان شوی طبقه به بې شکله شي. برسېره پردې، امپلان شوي ایونونه اساسا د سیلیکون جال ټکي نه نیسي، مګر د جالیو تشو پوستونو کې پاتې کیږي. دا منځنی ناپاکۍ یوازې د لوړې تودوخې انیل کولو پروسې وروسته فعال کیدی شي.
اینیلینګ کولی شي د نصب شوي سیلیکون ویفر ګرم کړي ترڅو د جالیو نیمګړتیاو ترمیم کړي؛ دا کولی شي د ناپاکۍ اتومونه د جال ټکي ته حرکت وکړي او فعال کړي. د جالیو نیمګړتیاوو د ترمیم لپاره اړین تودوخه شاوخوا 500 °C ده، او د ناپاک اتومونو د فعالولو لپاره اړین تودوخه شاوخوا 950 °C ده. د ناپاکۍ فعالول د وخت او تودوخې پورې اړه لري: څومره چې وخت اوږد وي او د تودوخې درجه لوړه وي، په بشپړه توګه ناپاکتیا فعاله کیږي. د سیلیکون ویفرونو انیل کولو لپاره دوه اساسي میتودونه شتون لري:
① د لوړې تودوخې فرنس انیل کول؛
② ګړندی حرارتی انیل کول (RTA).
د لوړې تودوخې فرنس انیلینګ: د لوړې تودوخې فرنس انیل کول یو دودیز انیل کولو میتود دی ، کوم چې د سیلیکون ویفر 800-1000 ℃ ته تودوخې لپاره د لوړې تودوخې فرنس کاروي او د 30 دقیقو لپاره یې ساتي. په دې تودوخه کې، د سیلیکون اتومونه بیرته د جال حالت ته حرکت کوي، او د ناپاکۍ اتومونه هم کولی شي د سیلیکون اتومونه ځای په ځای کړي او جالی ته ننوځي. په هرصورت ، په داسې تودوخې او وخت کې د تودوخې درملنه به د ناپاکۍ خپریدو لامل شي ، کوم چې هغه څه دي چې د عصري IC تولید صنعت یې نه غواړي وګوري.
ګړندی حرارتی انیلینګ: چټک حرارتی انیلینګ (RTA) د سیلیکون ویفرونو سره د تودوخې خورا ګړندۍ او لنډې مودې سره په نښه شوي تودوخې (معمولا 1000 ° C) درملنه کوي. د امپلان شوي سیلیکون ویفرونو انیل کول معمولا په ګړندي حرارتي پروسیسر کې د Ar یا N2 سره ترسره کیږي. د تودوخې ګړندۍ لوړیدو پروسه او لنډه موده کولی شي د جالیو نیمګړتیاو ترمیم ، د ناپاکۍ فعالولو او د ناپاکۍ خپریدو مخنیوی غوره کړي. RTA کولی شي انتقالي وده شوي تفاوت هم کم کړي او په ټیټ جنکشن امپلانټونو کې د جنکشن ژورتیا کنټرول غوره لاره ده.
—————————————————————————————————————————————————————————— ———————————
سیمیسیرا کولی شي چمتو کړيد ګرافیت برخې, نرم / سخت احساس, د سیلیکون کاربایډ برخې, د CVD سیلیکون کاربایډ برخې، اوSiC/TaC لیپت شوي برخېپه 30 ورځو کې.
که تاسو د پورته سیمیکمډکټر محصولاتو سره علاقه لرئ،مهرباني وکړئ په لومړي ځل له موږ سره اړیکه ونیسئ.
ټیلیفون: +86-13373889683
واټساپ: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
د پوسټ وخت: اګست-31-2024