离子注入服务

离子注入是将离子源产生的离子经加速后高速射向材料表面，当离子进入表面，将与固体中的原子碰撞，将其挤进内部，并在其射程前后和侧面激发出一个尾迹。这些撞离原子再与其它原子碰撞，后者再继续下去，大约在10-11s内，材料中将建立一个有数百个间隙原子和空位的区域（如下图所示）。这所谓碰撞级联虽然不能完全理解为一个热过程，但经常看成是一个热能很集中的峰。一个带有100keV能量的离子通常在其能量耗尽并停留之前，可进入到数百到数千原子层。

离子注入技术的基本特点是: ①纯净掺杂。 ②掺杂离子浓度不受平衡固溶度的限制。 ③注入离子的浓度和深度分布精确可控。 ④大面积均匀注入。 ⑤离子注入掺杂深度小。一般在 1um以内。

应用：被广泛应用于半导体材料掺杂、改变光学材料的折射率、提高超导材料的临界温度，表面催化、改变磁性材料的磁化强度和提高磁泡的运动速度和模拟中子辐照损伤等等领域。此外离子注入技术也广泛应用于金属、陶瓷、玻璃、复合物、聚合物、矿物以及植物种子改良上。

技术指标：

1.  注入能量：10keV～1MeV（单价离子）;

2.  注入剂量：1E11～1E17 ions/cm2;

3.  角度：±11°;

4.  样品：6英寸（向下兼容），17片（6英寸）;

5.  目前可进行硼、磷、氟、铝、氮、氩、镁、氢、氦、硅等元素离子注入。

优点：

1、精确控制杂质含量：能在很大范围内控制注入杂质浓度，从10¹⁰到10¹⁷ions/cm²，误差在±2%之间。扩散在高浓度控制杂质含量误差在5%到10%以内，但浓度越小误差越大。

2、很好的杂质均匀性：用扫描的方法控制杂质的均匀性。

3、对杂质穿透深度有很好的控制：通过控制注入过程离子能量，控制杂质的穿透深度，增大了设计的灵活性，如埋层，最大杂质浓度在埋层里，最小浓度在硅片表面。

4、产生单一离子束：质量分离技术产生没有沾污的纯离子束，不同的杂质能够被选出进行注入，高真空保证最少沾污。

5、低温工艺：注入在中等温度（小于125℃）下进行，可以使用不同的光刻掩膜，包括光刻胶。

缺点：

1、离子注入将在靶中产生大量晶格缺陷，且注入的杂质大部分停留在间隙位置处，因此需要进行退火处理。

2、离子注入难以获得很深的结深。

3、离子注入的生产效率比扩散工艺低。

4、离子注入系统复杂昂贵。

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