1.什么是離子注入？
離子束把固體材料的原子或分子撞出固體材料表面，這個現(xiàn)象叫做濺射；而當(dāng)離子束射到固體材料時，從固體材料表面彈了回來，或者穿出固體材料而去，這些現(xiàn)象叫做散射；另外有一種現(xiàn)象是，離子束射到固體材料以后，離子束與材料中的原子或分子將發(fā)生一系列物理的和化學(xué)的相互作用，入射離子逐漸損失能量，然后停留在材料中，并引起材料表面成分、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，這一現(xiàn)象就叫做離子注入。 離子注入可分為半導(dǎo)體離子注入（摻雜）、材料改性注入（金屬離子注入）和新材料合成注入。
離子注入工藝的特點(diǎn)
1.低溫工藝
2.注入劑量可精確控制3.注入深度可控
4.不受固溶度限制
5.半導(dǎo)體摻雜注入需要退火以激活雜質(zhì)和消除損傷
6.材料改性注入可不退火引入亞穩(wěn)態(tài)獲得特殊性能
7.無公害技術(shù)
8.可完成各種復(fù)合摻雜
離子注入的應(yīng)用
1.P阱或N阱注入 ~10E12/cm2
2.閾值調(diào)整注入 ~10E11/cm2
3.場注入 ~10E12/cm2
4.源漏注入 ~10E15/cm2
5.隔離注入 ~10E15/cm2
6.基區(qū)注入 ~10E12/cm2
7.發(fā)射、收集區(qū)注入~10E15/cm2
8.智能剝離氫注入~10E16/cm2
9.材料改性注入 ~10E16/cm2
10. SOI埋層注入 ~10E17-10E18/cm2
2.離子注入機(jī)的結(jié)構(gòu)原理
離子注入機(jī)主要由以下幾部分組成：
1.離子源：在起弧室內(nèi)產(chǎn)生等離子體
2. 離子吸出系統(tǒng)：從源內(nèi)引出離子束
3. 磁分析系統(tǒng)：從引出離子束中偏析出所需注入束
4. 加速系統(tǒng)：對注入離子束加速獲得所需能量
5. 聚焦、掃描、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：調(diào)控注入離子束
6. 法拉第電荷計(jì)量系統(tǒng)：測控注入離子劑量
7. 裝片、注入、出片系統(tǒng)：完成離子注入工藝
8. 真空系統(tǒng)：使束通道達(dá)到10-3-10-5Pa的真空度
9. 冷卻系統(tǒng)：對離子源、分析腔、注入靶等冷卻
先加速后分析注入機(jī)結(jié)構(gòu)示意
離子注入系統(tǒng)的原理示意圖
Vll Sta 80HP 300mm 大束流注入機(jī)
離子源的種類
1.潘寧源 在陰極-陽極間起弧電離源氣分子，獲得等離子體，適合小束流氣體離子注入
2.熱燈絲源（Freeman源）靠燈絲發(fā)射電子激發(fā)等離子體，適合無氧氣體離子的中小束流注入
3.濺射源 對Ar離子濺射出的金屬離子起弧電離，獲得等離子體，適合小束流高熔點(diǎn)金屬離子注入
4.蒸發(fā)源 對金屬蒸汽起弧電離形成等離子體，適合低熔點(diǎn)金屬離子注入
5.MEVVA源（金屬蒸汽真空弧離子源）新型的強(qiáng)流金屬離子源，適合材料改性的無分析注入
Varian 注入機(jī)離子源
大束流離子源（160XP） 中束流離子源（CF-3000）
Eaton注入機(jī)離子源
大束流離子源（8-10mA） 中束流離子源（NV-6200）
