今天聊一下半导体工艺的一个知识,离子注入。离子注入是半导体掺杂以及改性常用的一个工艺。把需要掺杂的杂质电离成电子,然后加速,去碰撞到半导体wafer上,就像弯弓射箭靶一样,箭的动能越大,射进靶的深度也会越深。

离子注入机就是很关键的一环。注入机是高压小型加速器中的一种,是由离子源得到所需要的离子,经过加速得到几百千电子伏能量的离子束流,用做半导体材料、大规模集成电路和器件的离子注入,还能用于太阳能电池等的制造。

离子注入机也是集成电路制造前工序中的关键设备,半导体为改变载流子浓度和导电类型需要对半导体表面附近区域进行掺杂,而离子注入与常规热掺杂工艺相比可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制,使得离子注入在半导体制造中被广泛应用。

离子注入机的内部结构示意图如上,等离子体产生之后,经过加速器等控制,打到行星盘上。

在wafer上离子是每一个点一个点的注入打击。

注入机外观:

上两个国产的设备,中科信电子的。算是国内第一了,在无锡华虹等大厂也有上线。中电48所的子公司,也大力引进了台湾人才。

目前,全球离子注入机根据其下游应用不同,可以分为IC离子注入机和光伏离子注入机,IC离子注入机方面,美国的应用材料几乎垄断了市场,占据了70%左右的市场份额,其次为Axcelis(亚克士),占据了近20%的市场份额。

光伏离子注入机主要应用于太阳能电池制造,其生产厂商较少,主要为凯世通,intevac和日本真空。

APL目前有以下几款离子注入机