中束流离子注入机

M/C离子注入机

§1. 概述

在半导体行业中，离子注入的机台主要分为高能量（H/E），大束流（H/C月亮的尾巴），中束流（M/C）三种。这里主要介绍的是中束流的离子注入机台。

中束流机台（Medium Current）一般是单个晶片进行注入，注入的剂量一般在1E11到1E14之间，而能量则在5kev到200kev 之间。

我们经常用到的4种离子为：

1．B 12Kev 1.6E12 30μA

2．B 185Kev 2.254E13 156μA

3．P 20Kev 6E13 850μA红狼牙鰕虎鱼

4．As 200Kev 2.7E12 50μA

§2. M/C机台介绍

2.1型号

我们常见的M/C型机台是Nissin公司生产的Exceed2000AH型，另外还有Axcelis公司生产的NV-8250型和Varian 公司的EHPi 500型。下面给出的是Nissin 的聂绀弩刑事档案Exceed2000AH的外观图

机台的基本情况为： 3200W * 6385L * 2600H

重量为17，500Kg, 地板承受的压力为1000Kg/m2

其中，控制面板如图所示。

一亿到底有多大2.2工作原理

离子植入的基本原理就是把气体或固体源的原子离子化，然后对离子进行选择，把所需的离子进行加速，达到所需的能量，注入到硅片中的过程。

下面就是整个机台的俯视图，主要分为End Station, Beam Line, Ion Source三个大的部分。

2.3主要部件

2.3.1 离子源（Ion Source）。

因为我们要注入的杂质是有一定的能量的，所以必须对杂质进行加减速，而只有带电微粒才能在电场的作用下加减速，因此要使杂质离子化。离子源就是用电子撞击气体分子，得到我们所需要的离子的部件。离子源包括Arc chamber 和 Extraction electrode 系统。

1．Arc chamber.

Arc chamber 是利用灯丝加热，放出电子，然后电子撞击通入的气体分子，

得到离子。通常在chamber上安装磁铁，使电子在磁场中螺旋运动，增加运行轨迹，使电子撞击的机率增大。

下图是Arc chamber 的结构示意图：

图中的Reflector上有负的电位，这样就不会吸收电子，减少电子到达的机会，就能够因碰撞而产生更多的离子。

2．Extraction electrode

离子产生以后，我们必须把它从Arc chamber 中吸取出来，因此在Arc chamber

上加40kv的正电压，Extraction electrode 系统的另一端接地，这样正离子就从Arc

chamber 的窗口中被吸出来，获得40kv的能量。

离子撞在接地的electrode上，会产生电子，在电场的作用下撞击Arc chamber，会损坏Arc

chamber贝叶斯定理和产生X-ray，为防止这种现象，我们在chamber 和接地的electrode之间加上一个-2kv的suppression electrode，来收集电子。

Extraction electrode 的结构如图所示：

因此，Arc chamber, Suppression electrode 和 Grounded electrode各处的电势可以用下图进行表示。

2.3.2 法拉第系统（faraday cup system）

上图是几种法拉第系统的外观图。

在M/C的机台中，法拉第系统是比较多的，常用到的有FEM 法拉第，Dose法拉第，Front法拉第和Back法拉第。

法拉第系统中用一个Faraday Cup用来接收离子束，然后用导线接地，接收到一个离子，就会有一个电子来中和，我们测出流过的电子数，就可以知道离子数。在Faraday Cup上要加磁场，是离子束中的电子不能进入扬州大学Faraday Cup, 而离子撞击

本文发布于:2024-09-20 14:58:20，感谢您对本站的认可！

标签：电子离子进行机台撞击

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