半導体イオン注入装置の付属品

半導体イオン注入装置の付属品

Detail

イオン注入は、半導体をドープする方法の1つです。

ドーピングとは、真性結晶に不純物原子を追加して電気的特性を変化させることにより、半導体の導電性を高める方法です。不純物原子を半導体にドープして、ゲルマニウム材料に不純物を分散させ、p型またはn型の半導体領域を形成します。主なドーピング技術は、拡散法とイオン注入です
イオン注入の原理は射撃にやや似ており、火薬のパワーが大きいほど、弾丸のエネルギーが大きくなり、速度が速くな
り、ターゲットへのショットの深さが深くなります。イオン注入の方法は、イオン化されたドーパント原子の動作を高
電圧で加速し、電界を使用してイオンの運動速度を加速し、磁場を使用して運動の方向を変更することです。
イオン化された不純物は、ゲルマニウムウエハに直接駆動されて不純物原子を拡散します。ゲルマニウムウェーハの内
部に入ります。
イオン注入は、特定のエネルギーのイオンを固体表面に注入する方法であり、固体サセプタの表面層またはその特定の
位置に原子を導入することにより、材料の表面およびバルク特性が改善されます。現在、イオン注入技術は物理学およ
び材料科学の分野で広く使用されています。

一般に、イオン注入装置の構造には、イオン源、イオン加速管、ターミナルステーションの3つの主要コンポーネント
があります。
また、次のシステムに細分されます:イオン源、分析磁石、加速システム、集束システム、ターゲットチャンバー、
真空システム、制御システム。



その中で、イオン源は様々なイオンを生成するための基本的なデバイスであり、その動作原理は、ターゲット材料を
解放して正または負に帯電したイオンを形成し、抽出電圧でイオンを抽出し、分析磁石で目的のものを選択すること
です。イオンは加速室に入ります。加速室に入ったイオンは加速室によって必要なエネルギーに加速された後、ビーム
伝送ラインに沿ってターゲット室に送信され、イオンビームは集束および走査システムによってターゲット室に注入さ
れます。

すべての半導体コンポーネントの中で、イオン注入はトランジスタの構造においてかなり重要な技術です。
イオン注入プロセス中に、ウェーハはドーパントと呼ばれる荷電イオンビームの衝撃を受け、ドーパントが加速されて
十分なエネルギーが得られると、所定の深さまで膜を注入して材料の特性を変化させることができます。
イオン注入技術は、イオン状態の半導体コンポーネントの特定の領域にドーパントを注入して、正確な電子特性を実
現します。
これらのイオンを最初に加速して、フィルムに所定の注入深さまで浸透(注入)するのに十分なエネルーと速度を持
たせる必要があります。イオン注入ギプロセスにより、注入領域のドーパント濃度を正確に制御できます。
基本的に、ドーパント濃度(ドーズ)はイオンビーム電流(イオンビーム内のイオンの総数)とスキャンレート
(ウェーハがイオンビームを通過する回数)によって制御されますが、イオン注入の深さはイオンビームによって決
まります。エネルギーのサイズが決定されます。