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新突破!中国电科实现离子注入机全谱系产品国产化

据新华社报道,中国电子科技集团有限公司旗下装备子集团已成功实现离子注入机全谱系产品国产化,可为全球芯片制造企业提供离子注入机一站式解决方案。

据介绍,中国电科连续突破高性能离子源、高速晶圆传输等“卡脖子”技术,自主研制中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机,工艺段覆盖至28nm,累计形成核心发明专利413项,实现我国芯片制造领域全谱系离子注入机自主创新发展,有效缓解我国芯片制造领域断链、短链难题。

装备子集团有关负责人表示,下一步,企业将瞄准高端,紧跟先进工艺发展,加快研发适用于更先进工艺节点的离子注入机并积极推进产业化。

什么是离子注入机?资料显示,离子注入机是高压小型加速器中的一种,应用数量最多。它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,还用于金属材料表面改性和制膜等。

离子注入机的构成

离子注入机是集成电路制造前工序中的关键设备之一。在集成电路产业中,离子注入机是通过对半导体材料表面进行某种元素的离子注入掺杂,从而改变半导体载流子浓度和导电类型的掺杂工艺制程,目前在集成电路制造中被广泛应用。

据悉,离子注入机由5部分组成:离子源、离子引出和质量分析器、加速管、扫描系统、工艺腔。离子源是离子注入机的主要部位,作用是把需要注入的元素气态粒子电离成离子,决定要注入离子的种类和束流强度。离子源直流放电或高频放电产生的电子作为轰击粒子,当外来电子的能量高于原子的电离电位时,通过碰撞使元素发生电离。碰撞后除了原始电子外,还出现正电子和二次电子。正离子进入质量分析器选出需要的离子,再经过加速器获得较高能量,由四级透镜聚焦后进入靶室,进行离子注入。

离子注入机按照应用场景如何分类

根据应用场景的差异,对能量和束流属性结合制成的离子注入机进行分类,可以分为中低束离子注入机、低能大束流离子注入机、高能离子注入机和氧注入机。这些离子注入机的运行原理基本相似,但应用各有不同。

低束流离子注入机采用的是高纯离子束,电流大于10mA,束流能量一般小于180keV,多数情况下硅片固定,扫描离子束,穿通注入用。

低能大束流离子注入机产生的离子束电流大于10mA,大剂量注入最大能到25mA,束流能量一般小于120keV,多数情况下离子束固定,扫描硅片超浅源漏区注入的超低能束流(200eV~4keV)。

高能离子注入机束流能量超过200keV,最高达到几个MeV。向沟槽或厚氧化层下面注入杂质,能形成倒掺杂阱和埋层。

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