芯片制造 半導體離子註入技術與設備

陳譯 陳鋮穎 李燕

  • 出版商: 機械工業
  • 出版日期: 2026-02-01
  • 售價: $534
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7111799119
  • ISBN-13: 9787111799115
  • 相關分類: 半導體
  • 下單後立即進貨 (約4週~6週)

商品描述

本書圍繞離子註入展開系統介紹,第1章為緒論,用於奠定知識基礎,後續章節依次介紹離子註入的應用(涵蓋在器件、芯片等先進制造工藝等場景)、分布規律、存在的缺陷與修覆手段,還對離子註入的技術開拓與拓展應用做了介紹。同時,本書詳細剖析了離子註入設備系統,從系統概覽與構造發展,到核心件、相關技術,再到輔助件、原材料,後以實例呈現離子註入設備的應用,全方位展現了離子註入技術的知識體系。

本書適合材料科學、半導體技術等領域的科研人員閱讀,可助力其深入研究離子註入技術的原理與應用。本書也適合電子制造、器件研發等行業的工程技術人員閱讀,可輔助其掌握設備的構造與實際運用。對於高等院校材料、微電子、集成電路等業的師生,本書可作為教學與學習參考資料,幫助構建系統性的離子註入知識體系。

目錄大綱

前言

第1章緒論

1.1離子註入原理的提出:肖克利的遠見2

1.2離子註入技術的發展歷程2

1.320世紀70年代圍繞實用化展開的爭論3

第2章離子註入技術的應用

2.1離子註入技術在現代半導體制造中的核心地位5

2.2為何從離子註入角度理解VLSI工藝更直觀5

2.3離子註入技術在VLSI中的商用化6

2.4微量摻雜也能準控制7

2.5利用光阻實現選擇性註入8

2.6註入深度只需靠電壓就能輕松控制9

2.7任何離子均可註入10

2.8聚焦離子束(FIB)技術11

第3章離子註入的分布

3.1離子註入Kinchin-Pease簡化模型14

3.2離子註入損傷的形態:非晶態15

3.3敲擊(Knock-on)效應17

3.4離子註入分布的預測與計算18

3.5通道效應33

第4章離子註入的缺陷與修覆

4.1熱處理下離子註入缺陷的修覆47

4.2形成易於恢覆的非晶態層49

4.3快速的晶體再生長現象51

4.4結晶面取向對再結晶生長速度的影響53

4.5雜質對再結晶生長速度的影響55

4.6分子離子的活躍57

4.7分子離子的解離難題58

4.8電荷損失問題與多離子61

4.9無法徹底的缺陷61

第5章離子註入的相關評與拓展應用

5.1離子註入的各種相關評方法65

5.2大入射角度下產生的表面反射問題66

5.3意外頑固的氧原子68

5.4原子半徑差異引發的矽材料缺陷69

5.5電氣激活的濃度限70

5.6離子註入在LSI以外的應用72

5.7激光熱處理72

5.8利用離子束的分析測定73

第6章離子註入在器件上的應用

6.1PN結的形成與離子註入工藝78

6.2註入量與方塊電阻的反相關81

6.3對漏電流產生影響的缺陷82

6.4高溫熱處理可以降低漏電流84

6.5再結晶化的“碰撞”導的缺陷85

6.6閾值電壓控制:離子註入的初應用86

6.7離子註入次數的演變:從成本控制到功能先87

6.8CMOS和雙型LSI工藝中常用的離子註入種類88

6.9矽芯片制造中作為主角的註入離子:磷、砷和硼90

6.10提高器件可靠性的LDD技術91

6.11砷離子的質量大約是硼離子的7倍:LSI制造中的離子

註入挑戰92

第7章離子註入在先進制造工藝上的應用

7.1為什麼需要高能量離子註入95

7.2為什麼需要低能量離子註入96

7.3什麼是反梯度阱98

7.4掩膜ROM用高能量離子註入“一步到位”99

7.5高能量離子註入中的吸雜效應100

7.6低能量離子註入中的表面濺射現象101

7.7高電阻的控制(SRAM應用)102

7.8溝槽註入在器件中的應用實例(1)104

7.9溝槽註入在器件中的應用實例(2)107

7.10MOS管的非對稱性註入110

7.11LATID工藝的開發110

7.12多晶矽中的通道效應112

第8章離子註入設備概略

8.1離子註入系統簡介115

8.2離子註入設備的類型及應用122

8.3工藝節點微縮對摻雜深度與濃度控制的挑戰125

8.4離子註入設備格趨勢127

8.5高能量離子註入機128

第9章離子註入設備系統構造的發展

9.1離子註入設備的133

9.2離子註入設備的技術改進方向133

9.3離子註入設備的結構組成和功能134

9.4離子註入設備中的DECEL模式136

9.5離子註入設備內的高真空系統138

9.6離子註入設備:在半導體設備中的“重量級”地位139

9.7離子註入設備:在半導體設備中的“覆雜”地位141

9.8離子註入設備的問題與今後的要求143

第10章離子註入設備核心件與相關技術

10.1離子註入設備中的高壓電源147

10.2離子註入設備中的質量分析148

10.3離子註入設備高壓端的供電與控制149

10.4離子註入設備中的X射線護技術150

10.5法拉第杯測量技術151

10.6晶圓表面的掃描技術152

10.7靜電掃描細控制153

10.8束流收束的鏡頭組技術154

10.9束流收束與充電破壞問題155

10.10實現平行束流註入的技術156

10.11平行束流註入推動設備日益覆雜化157

10.12高電壓風險與電荷積累抑制技術160

10.13加速管前的真空泵的作用162

10.14高濃度離子註入技術的發展162

10.15高電流離子註入技術163

10.16吞吐量化技術164

10.17晶圓搬運化技術165

10.18離子註入設備中的雙平臺化技術167

第11章離子註入設備的輔助件及原材料

11.1冷卻媒介從鹵代烴到純水的轉變170

11.2離子源的原理與發展171

11.3離子源的內溫度173

11.4各類離子所用的源氣體與材料174

11.5制備硼離子束時不用B2H6,而用BF3176

11.6其危險的材料177

11.7通過傳動帶搬運電荷產生高壓178

11.8高能離子註入設備需用厚鉛層屏蔽X射線179

11.9使用磁鐵逆加速電子180

11.10交汙染問題日益嚴峻180

11.11FIB分析裝置的應用示例181

第12章離子註入設備應用實例

12.1應用實例(1)184

12.2應用實例(2)192

12.3應用實例(3)196