Ион имплантациясе - аларның электр үзлекләрен үзгәртү өчен ярымүткәргеч материалларга билгеле күләмдә һәм пычрак төрләрен өстәү ысулы. Пычракларның күләме һәм бүленеше төгәл контрольдә тотылырга мөмкин.
1 өлеш
Ни өчен ион имплантация процессын кулланырга
Электр ярымүткәргеч җайланмалары җитештергәндә, P / N өлкәсе традицион допингкремний вафиннарыдиффузия ярдәмендә ирешеп була. Ләкин, пычрак атомнарның диффузия даимикремний карбидбик түбән, шуңа күрә 1-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә диффузия процессы белән сайлап допингка ирешү реаль түгел. Икенче яктан, ион имплантациясенең температурасы шартлары диффузия процессына караганда түбәнрәк, һәм допингның сыгылмалы һәм төгәл таралуы мөмкин. формалашырга.
Рәсем 1 Кремний карбид материалларында диффузия һәм ион имплантациясе допинг технологияләрен чагыштыру
2 өлеш
Ничек ирешергәкремний карбидион имплантациясе
Кремний карбид процессын җитештерү процессында кулланылган типик югары энергияле ион имплантация җиһазлары, нигездә, ион чыганагыннан, плазмадан, аспирация компонентларыннан, аналитик магнитлардан, ион нурларыннан, тизләнеш трубаларыннан, процесс палаталарыннан һәм сканер дискларыннан тора, 2 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.
Рәсем 2 Кремний карбид югары энергияле ион имплантация җиһазларының схематик схемасы
(Чыганак: "Ярымүткәргеч җитештерү технологиясе")
SiC ион имплантациясе гадәттә югары температурада үткәрелә, бу ион бомбардирасы аркасында кристалл тактасына китерелгән зыянны киметә ала. Өчен4H-SiC ваферлары, N тибындагы мәйданнарны җитештерү гадәттә азот һәм фосфор ионнарын урнаштыру, һәм җитештерү белән ирешелә.Р тибыөлкәләр гадәттә алюминий ионнарын һәм бор ионнарын урнаштыру ярдәмендә ирешелә.
Таблица 1. SiC җайланмасы җитештерүдә сайлап алынган допинг мисалы
(Чыганак: Кимото, Купер, Кремний Карбид Технологиясе нигезләре: үсеш, характеристика, җайланмалар һәм кушымталар)
Рәсем 3 Күп баскычлы энергия ион имплантациясе һәм допинг өслегенең допинг концентрациясен чагыштыру
(Чыганак: Г.Лулли, Ион имплантациясенә кереш)
Ион имплантация өлкәсендә бердәм допинг концентрациясенә ирешү өчен, инженерлар, гадәттә, имплантация өлкәсенең гомуми концентрация бүленешен көйләү өчен, күп этаплы ион имплантациясен кулланалар (3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә); Ион имплантациясенең имплантация энергиясен һәм имплантация дозасын көйләп, ион имплантация өлкәсенең допинг концентрациясе һәм допинг тирәнлеген контрольдә тотып була, рәсемдә күрсәтелгәнчә. (а) һәм (б); ион имплантеры 4-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, операция вакытында вафер өслеген берничә тапкыр сканерлап, вафер өслегендә бердәм ион имплантациясен башкара. (в).
в) ион имплантациясе вакытында ион имплантерының хәрәкәт траекториясе
Рәсем 4 Ион имплантациясе процессында пычраклык концентрациясе һәм тирәнлеге ион имплантациясе энергиясен һәм дозасын көйләп контрольдә тотыла.
III
Кремний карбид ион имплантациясе өчен аннальләштерү процессы
Концентрация, тарату өлкәсе, активлаштыру темплары, организмдагы һәм ион имплантациясе өслегендәге кимчелекләр - ион имплантация процессының төп параметрлары. Бу параметрларның нәтиҗәләренә тәэсир итүче бик күп факторлар бар, алар арасында имплантация дозасы, энергия, материалның кристалл ориентациясе, имплантация температурасы, анналь температура, анналь вакыт, әйләнә-тирә һ.б. кремний ион имплантациясе допингыннан аермалы буларак, тулысынча ионлаштыру авыр. Ион имплантация допингыннан соң кремний карбид пычраклары. 4H-SiC нейтраль төбәгендә алюминий аксессуар ионлаштыру темпын алсак, 1 × 1017см-3 допинг концентрациясендә, кабул итүченең ионлаштыру дәрәҗәсе бүлмә температурасында якынча 15% тәшкил итә (гадәттә кремнийның ионлаштыру дәрәҗәсе якынча 100%). Activгары активлаштыру темпларына һәм азрак җитешсезлекләргә ирешү өчен, имплантация вакытында барлыкка килгән аморф җитешсезлекләрен рестрализацияләү өчен, югары температуралы аннальләштерү процессы кулланылачак, имплантацияләнгән атомнар алмаштыру урынына керәләр һәм күрсәтелгәнчә активлашалар. Хәзерге вакытта кешеләрнең анналь процесс механизмын аңлавы чикләнгән. Анналь процессны контрольдә тоту һәм тирәнтен аңлау - киләчәктә ион имплантациясенең тикшеренү юнәлешләренең берсе.
Рәсем 5 Атом аранжировкасының схематик схемасы кремний карбид ион имплантация мәйданы өслегендә үзгәрә, ион имплантациясе аннальләштерү алдыннан һәм аннан соң, Vsiкремний вакансияләрен күрсәтә, V.Cуглерод вакансияләрен күрсәтә, С.iуглерод тутыру атомнарын күрсәтә, һәм Siiкремний тутыру атомнарын күрсәтә
Ионны активлаштыру аннализациясе, гадәттә, мичне яндыру, тиз аннальлау һәм лазер белән аннальлау. Si атомнарының SiC материалларында сублимациясе аркасында, аннальинг температурасы гадәттә 1800 overдан артмый; анналь атмосфера гадәттә инерт газында яки вакуумда башкарыла. Төрле ионнар SiC-ның төрле җитешсезлек үзәкләренә китерәләр һәм төрле температураны таләп итәләр. Күпчелек эксперименталь нәтиҗәләрдән нәтиҗә ясарга була: анналь температура никадәр югары булса, активлаштыру дәрәҗәсе дә югары (6-нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә).
Рәсем 6 Анналь температураның азот яки фосфор имплантациясенең электр активлашу тизлегенә тәэсире (бүлмә температурасында)
(Имплантациянең гомуми дозасы 1 × 1014см-2)
(Чыганак: Кимото, Купер, Кремний Карбид Технологиясе нигезләре: үсеш, характеристика, җайланмалар һәм кушымталар)
SiC ион имплантациясеннән соң еш кулланыла торган активлаштыру аннальлау процессы Ar атмосферасында 1600 ℃ ~ 1700 at SiC өслеген рестрилизацияләү һәм допантны активлаштыру, шуның белән допед өлкәсенең үткәрүчәнлеген яхшырту өчен; аннальланганчы, Si дезорпциясе һәм атом миграциясе аркасында килеп чыккан деградацияне киметү өчен, вафин өслегендә углерод пленкасы катламы капланырга мөмкин, 7 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә; аннализациядән соң углерод пленкасы оксидлашу яки коррозия белән чыгарылырга мөмкин.
Рәсем 7 4H-SiC ваферларының өслек тупаслыгын 1800 ℃ аннальинг температурасы астында углерод пленкасыннан саклау яки чагыштыру.
(Чыганак: Кимото, Купер, Кремний Карбид Технологиясе нигезләре: үсеш, характеристика, җайланмалар һәм кушымталар)
IV
SiC ион имплантациясе һәм активлаштыру аннальлау процессы
Ион имплантациясе һәм аннан соң активлаштыру аннальинг җайланманың эшләвен киметүче кимчелекләр китерәчәк: катлаулы нокта җитешсезлекләре, туплау җитешсезлекләре (8 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә), яңа күчерелмәләр, тайз яки тирән энергия дәрәҗәсенең җитешсезлекләре, базаль яссылыкның күчерелүе һәм булган дислокацияләр хәрәкәте. Energyгары энергияле ионны бомбардировать итү процессы SiC ваферына стресс китерәчәк, шуңа күрә югары температуралы һәм югары энергияле ионны имплантацияләү процессы вафат битен арттырачак. Бу проблемалар шулай ук оптимальләштерелергә һәм SiC ион имплантациясе һәм аннальинг процессында өйрәнелергә тиеш юнәлешкә әйләнде.
Рәсем 8 Нормаль 4H-SiC тактасы аранжировкасы һәм төрле төрләү җитешсезлекләре арасында чагыштыруның схематик схемасы
(Чыганак: Николо Пилусо 4H-SiC җитешсезлекләре)
V.
Кремний карбид ион имплантация процессын камилләштерү
. .
) бертөрле, 9-нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, кремний карбид вафларына югары температуралы һәм югары энергияле ион имплантациясенең сыйфатын яхшырту. (b).
(3) temperatureгары температуралы аннальинг җайланмалары эшләгәндә температураның күтәрелү темпын һәм температураның бердәмлеген оптимальләштерү.
Рәсем 9 Ион имплантация процессын яхшырту ысуллары
Пост вакыты: 22-2024 октябрь