Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

пучка на угол, больший критического, движение ионов соответствует слу-
чаю разориентированной мишени (рис. 1.2, б).
Критические углы каналирования для монокристаллического кремния
и большинства используемых в практике ионов лежат в диапазоне 3…6°.
Критический угол возрастает с уменьшением энергии ионов, а также с уве-
личением атомного номера внедряемых ионов и полупроводника мишени.
В промышленных микротехнологиях для полного исключения эффекта
каналирования ионное легирование часто осуществляют при углах разори-
ентации пластин, превышающих критический угол, ψ > ψ
к
, ψ
к
= 7…8°. Од-
нако в случае уменьшения энергии ионов эффект легирования не устраня-
ется при разориентации пластин на 4…7° и не может быть учтен простыми
модификациями функции распределения. Поскольку ускоренные ионы
взаимодействуют с полупроводником – мишенью, в кристаллической ре-
шетке образуется значительное количество дефектов.
Тяжелые ионы мышьяка и сурьмы (As, Sb) тормозятся в результате
столкновений с ядрами, поэтому они вызывают большее количество дефек-
тов, чем легкие ионы бора и фосфора (В, Р), торможение которых происхо-
дит практически за счет взаимодействия с электронами. В результате
столкновения тяжелых ионов с атомом, расположенным в узле кристалли-
ческой решетки, ион примеси смещает этот атом в междоузлия, который в
свою очередь вызывает каскад последующих смещений, создавая разупо-
рядочение дефектных зон. При больших дозах легирования дефектные зо-
ны с нарушенной структурой могут смыкаться, образуя обширные аморф-
ные слои в поверхностной области. Минимальная доза легирования, при
которой возникает аморфный слой, называется дозой аморфизации, кото-
рая зависит от атомного номера легирующего элемента и возрастает с по-
вышением температуры мишени.
Большинство дефектов, возникающих при ионном легировании, мо-
жет быть исправлено путем кратковременного отжига полупроводниковых
кристаллов при температуре 700…1000 °С. Отжиг приводит к тому, что
смещенные атомы возвращаются в свои равновесные положения в решетке,
восстанавливая тем самым монокристаллическую структуру, причем темпера-
тура и продолжительность (15…20 мин) этого процесса значительно меньше,
чем для типичных диффузионных процессов.
Ионы сохраняют большинство свойств исходных атомов. После вне-
дрения в кристаллическую решетку они могут нейтрализоваться или со-
хранить заряд. При небольших дозах ионы занимают места в кристалличе-
ской решетке, становясь примесями замещения, обладающими электриче-
ской активностью. При больших дозах большинство ионов останавливается
в междоузлиях и становится электрически нейтральными. В частности, при
ионном легировании бора имеется большой процент междоузельных ионов,
не обладающих электрической активностью.
Селективное легирование выполняют с помощью маскирования, кото-
рое достигается использованием экрана соответствующей толщины. Для
проведения локального ионного внедрения служат маскирующие экраны из
материалов, в которых пробеги ионов существенно меньше, чем в кремнии.
К материалам масок относятся диэлектрики (SiO
2
, Si
3
N
4
, АlО
3
) и металлы
(Аl и др.). Пробег иона зависит от энергии, следовательно, от энергии ио-
нов зависит и необходимая толщина маски, что показано на рис. 1.4, а, б.
Используя данные рис. 1.4, можно сравнить толщины слоев из разных ма-
териалов, поглощающих практически весь пучок (99,9 % ионов). Окисел
SiO
2
обладает хорошими маскирующими свойствами, у нитрида кремния и
алюминия маскирующие характеристики лучше, чем у SiO
2
.

Страницы