什么是半导体离子注入技术?

什么是半导体离子注入技术?,第1张

半导体离子注入技术是一种材料表面改性高新技术,在半导体材料掺杂,金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用,在当代制造大规模集成电路中,可以说是一种必不可少的手段。

基本原理:

用能量为100keV量级的离子束入射到材料中去,离子束与材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的相互作用,入射离子逐渐损失能量,最后停留在材料中,并引起材料表面成分、结构和性能发生变化,从而优化材料表面性能,或获得某些新的优异性能。

离子注入的优点是能精确控制杂质的总剂量、深度分布和面均匀性,而且是低温工艺(可防止原来杂质的再扩散等),同时可实现自对准技术(以减小电容效应)。

作为一种材料表面工程技术,离子注入技术具有以下一些其它常规表面处理技术难以达到的独特优点:

纯净的无公害的表面处理技术

无需在高温环境下进行,无需热激活,不会改变工件的外形尺寸和表面光洁度

与基体之间不存在剥落问题

离子注入后无需再进行机械加工和热处理

荣欣源为客户提供大束流、中束流、高能离子源用钨钼精密部件。

A、两个离子的质量相同,其带电量是1:3的关系,所以由a=
qU
md
可知其在电场中的加速度是1:3,故A错.

B、要想知道半径必须先知道进入磁场的速度,而速度的决定因素是加速电场,所以在离开电场时其速度表达式为:v=

2qU
m
,可知其速度之比为1:
3
.又由qvB=m
v2
r
知,r=
mv
qB
,所以其半径之比为
3
:1,故B错误.

C、由B的分析知道,离子在磁场中运动的半径之比为

3
:1,设磁场宽度为L,离子通过磁场转过的角度等于其圆心角,所以有sinθ=
L
R
,则可知角度的正弦值之比为1:
3
,又P+的角度为30°,可知P3+角度为60°,即在磁场中转过的角度之比为1:2,故C正确.

D、由电场加速后:qU=

1
2
mv2可知,两离子离开电场的动能之比为1:3,故D正确.

故选:CD.

衬底与外延晶圆片的关系:

晶圆制备包括衬底制备和外延工艺两大环节。 

衬底(substrate)是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片,衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件,也可以进行外延工艺加工生产外延片。 

外延(epitaxy)是指在单晶衬底上生长一层新单晶的过程,新单晶可以与衬底为同一材料,也可以是不同材料。

外延是半导体工艺当中的一种。在bipolar工艺中,硅片最底层是P型衬底硅(有的加点埋层);然后在衬底上生长一层单晶硅,这层单晶硅称为外延层。

再后来在外延层上注入基区、发射区等等。最后基本形成纵向NPN管结构:外延层在其中是集电区,外延上面有基区和发射区。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。因有些厂只做外延之后的工艺生产,所以他们买别人做好外延工艺的外延片来接着做后续工艺。

产品简介:

半导体制造商主要用抛光Si片(PW)和外延Si片作为IC的原材料。20世纪80年代早期开始使用外延片,它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

历史上,外延片是由Si片制造商生产并自用,在IC中用量不大,它需要在单晶Si片表面上沉积一薄的单晶Si层。一般外延层的厚度为2~20μm,而衬底Si厚度为610μm(150mm直径片和725μm(200mm片)。


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