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离子注入中 注入能量 注入剂量 和注入深度的关系

离子注入核心工艺参数及其关系总结
1. 能量 (Energy)
  • 主要作用:决定注入离子的深度。

  • 物理关系:离子的加速能量越高,穿透力越强。平均投影射程 (Rp) 与能量成正相关。

  • 质量影响:在相同能量下,原子量较小的离子(如 B)比原子量大的离子(如 As)注入得更深。

2. 剂量 (Dose)
  • 主要作用:决定注入离子的总数量及掺杂浓度。

  • 物理关系:剂量定义为单位面积内注入的离子数 (atoms/cm^2)。它决定了杂质分布曲线下方的总面积。

  • 独立性:在基本物理模型中,剂量只影响浓度峰值的高低,不改变峰值深度 (Rp)。

3. 角度 (Angle)
  • 主要作用:修正深度分布并解决晶格结构带来的负面影响。

  • 倾斜角 (Tilt):通常设置为 7° 左右,目的是避开单晶硅的晶格通道,防止“沟道效应”导致离子非预期地深入衬底。

  • 旋转角 (Twist):确保在倾斜注入时,晶圆各方向的受力均匀,防止因图形遮蔽(阴影效应)导致的掺杂不均。

4. 注入深度 (Depth)
  • 综合表现:最终的物理结果,主要受能量控制,并由角度提供稳定性保障。

  • 分布形态:在无沟道效应的理想状态下,浓度随深度的分布呈高斯分布(Gaussian Distribution)。

5. 核心参数关系总结表
参数物理控制对象对深度的影响对浓度的影响
能量投影射程 (Rp)主控因素:能量大则深无直接影响
剂量掺杂浓度 (Peak)无直接影响主控因素:剂量大则浓
角度分布一致性/稳定性修正因素:消除沟道效应,确保深度受控影响侧向分布及局部均匀性
6. 2026年工艺前沿趋势
  • 低能大电流:在 3nm/2nm 节点,为了制造极浅结 (USJ),使用低于 1keV 的能量以实现纳米级深度控制。

  • 预非晶化 (PAI):先注入重离子(如 Ge 或 C)破坏表面晶格,再注入功能离子,可配合角度调节彻底消除深度分布的不确定性。


关于我们:

OMeda成立于2021年,由3名在微纳加工行业拥有超过7年经验的工艺,项目人员创立。目前拥有员工15人,在微纳加工(涂层、光刻、蚀刻、双光子印刷、键合)等领域拥有丰富的经验。 同时,我们支持4/6/8英寸晶圆的纳米加工。 部分设备和工艺支持12英寸晶圆工艺。针对MEMS传感器、柔性传感器、微流控、微纳光学等行业。

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来源:OMeda

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OMeda(上海奥麦达微)成立于2021年,由3名在微纳加工行业拥有超过7年经验的工艺,项目人员创立。在微纳加工(镀膜、光刻、蚀刻、双光子打印、键合,键合)等工艺拥有丰富的经验。 同时,我们支持4/6/8英寸晶圆的纳米加工。部分设备和工艺支持12英寸晶圆工艺。针对MEMS传感器、柔性传感器、微流控、微纳光学,激光器,光子集成电路,Micro LED,功率器件等行业。

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