等離子體浸置型離子注入及等離子體摻雜系統(tǒng)介紹

在常規(guī)離子注入中，三氟化硼常用于形成P型淺結(jié)的注入不是B,因?yàn)锽F2+離子大且重。B10H14,B18H22和硼烷（C2B10&或CBH）是研究中的大分子。使用大分子形成USJ有幾個(gè)好處。實(shí)現(xiàn)0.1keV高純能量離子束非常具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)?a target="_blank">工程師需要將離子束加速到約5keV為磁質(zhì)譜分析儀有效地隔離所需的離子種類，并通過4.9keV使離子束減速。加速和減速的電源電壓要求非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定，以獲得統(tǒng)一的能量。

由于大分子明顯更大且更重，它們需要比BF2+或B+離子更高的能量形成統(tǒng)一的結(jié)深。很容易使離子束實(shí)現(xiàn)1keV甚至更高的統(tǒng)一能量，而要實(shí)現(xiàn)0.1keV離子束的統(tǒng)一能量比較困難。包括許多硼原子的大分子，比如，CBH有10個(gè)硼原子，可以在相同的電子束電流下達(dá)到比BF2+或B+離子高10倍的產(chǎn)量。大分子離子注入也引起了更嚴(yán)重的晶格損傷,從而減少了隧道效應(yīng)和更好的結(jié)面控制。

等離子體浸置型離子注入（PIII）或等離子體摻雜（PLAD）系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)應(yīng)用于低能量、高劑量的場合，如USJ和深溝槽應(yīng)用。通常用等離子體源功率產(chǎn)生高密度等離子體電離摻雜氣體，而偏置電源加速離子到晶圓表面（見下圖）。最常用的PLAD摻雜氣體為B2H6，用于硼摻雜。等離子體源功率可以是射頻（RF）或微波（MW）系統(tǒng)。它可以用非常高的劑量摻雜晶圓，即使在最高的電子束電流下，劑量也可以很高。

離子注入需要長的注入時(shí)間，從而不能滿足產(chǎn)量的要求。PLAD不能選擇離子種類并精確控制離子的流量或劑量，因此，PLAD的主要應(yīng)用是高劑量、非關(guān)鍵層離子注入，已被廣泛應(yīng)用于DRAM芯片的多晶硅補(bǔ)償摻雜，也可以用于DRAM器件陣列的接觸注入。

在等離子體浸置型系統(tǒng)中，摻雜離子將轟擊晶圓并被注入到襯底內(nèi)。摻雜離子流通量主要受微波功率控制，離子的能量主要由偏壓的射頻功率決定。通過磁鐵的電流將影響共振的位置，因此可以用于控制等離子體的位置，從而便可以控制摻雜的均勻性。

等離子體浸置型注入技術(shù)是一種低能量過程，離子能量一般小于1keV,所以對于亞0.1um器件的應(yīng)用，PIII可以用于形成超淺結(jié)。與標(biāo)準(zhǔn)離子注入技術(shù)相比，等離子體浸置系統(tǒng)的缺點(diǎn)是無法選擇特殊的離子種類，其他的缺點(diǎn)為離子流量受等離子體位置和反應(yīng)室壓力的影響，而且離子能量分布范圍很廣，不是離子注入機(jī)的尖峰狹窄型分布，所以等離子體浸置型注入系統(tǒng)很難精確控制摻雜物的濃度和結(jié)深。

審核編輯：劉清