Имплантация в полупроводниках

Концентрация вводимой примеси при использовании таких традиционных термодинамических равновесных методов легирования, как, например, диффузия, не превышает некоторого предела, определяемого растворимостью. В то же время методом ионной имплантации можно ввести в полупроводник практически неограниченное количество примесных атомов. Таким образом, представляется возможным реализовать второй путь, т. е. получить примесную проводимость за счет, введения большой концентрации доноров (или акцепторов). Нам удалось без предварительного снижения плот-366 [c.366]

Если имплантация осуществляется через окисел, то длина проективного пробега в полупроводнике должна быть меньше [15,129], например в соответствии с [c.399]

Кроме молекулярно-лучевой эпитаксии для формирования гетероструктур с квантовыми точками может быть использован метод СУО, а также ионная имплантация. Последняя продемонстрирована на примере систем на основе 81 —Се и других полупроводников [12]. В основе формирования таких структур лежит самоорганизация радиационных дефектов, образующихся при ионной имплантации. Так, внедрение ионов Се в кремниевую подложку приводит к образованию шероховатостей, а последующий отжиг сопровождается образованием упорядоченных германиевых кластеров, что фиксировалось с помощью атомно-силового микроскопа и сканирующего электронного микроскопа и др. [c.139]

В книге обсуждаются физические принципы, измерительные характеристики, особенности и ограничения различных методов активной термометрии твердого тела. Термочувствительным элементом в активной термометрии является сам исследуемый объект, а считывание информации о температуре объекта проводится с помощью зондирующего светового пучка (обычно лазерного). Появление новых методов бесконтактной термометрии существенно расширило возможности для исследований в области новых технологий (в частности, процессов при взаимодействии газоразрядной плазмы и пучков заряженных частиц с поверхностью). Исследовательские группы, в которых были разработаны новые методы, быстро получили информационные преимущества при изучении процессов на границе раздела плазма-поверхность, ранее недоступных для диагностики. Лазерная термометрия впервые сделала практически осуществимыми температурный мониторинг и контроль в вакуумных процессах микротехнологии (осаждение тонких пленок, травление микроструктур, ионная имплантация полупроводников и т. д.). К настоящему времени предложены и развиваются более десяти методов лазерной термометрии (ЛТ), хотя в исследованиях и технологическом контроле активно применяется пова лишь 4-5 методов. [c.5]

Наиболее часто методы ЛТ применяются при исследованиях плазменных процессов, воздействий лазерных и электронных пучков на поверхность, эпитаксиального роста пленок. Неожиданным представляется то, что при проведении ионной имплантации полупроводников методы ЛТ совсем не используются. Вероятно, более существенным является температурный режим при отжиге имплантированного кристалла, чем в ходе самой имплантации. [c.197]

Многие экспериментальные исследования показывают, что простое описание профилей имплантации, приведенное в предыдущем параграфе, неадекватно для большинства примесных ионов в кремнии и других полупроводниках. Считалось, что это несоответствие может быть обусловлено эффектом каналирования вследствие кристаллической структуры обычных полупроводников. Однако было обнаружено, что профили многих ионов асимметричны также и в аморфных мишенях и, следовательно, для построения распределений пробегов необходимо использовать моменты более высоких порядков. [c.116]

В данном курсе мы не будем касаться физических процессов, лежащих в основе ионной имплантации и метода радиационного легирования, и вопросов, связанных с применением этих методов для легирования полупроводников и создания полупроводниковых приборов. Эти вопросы подробно изложены в специальной литературе, например [28,39]. [c.266]

В ионно-легиров. П. д. переход создаётся внедрением примесных атомов в кристалл при облучении его пучком ионов (см. Ионная имплантация]. Обычно внедряется бор в полупроводник п-типа и фосфор в полупроводник р-типа (см. Легирование полупроводников). Толщина входного окна в ионно-легиров. П. д. может достигать величины 1 мкм. Для обеспечения высоких характеристик ионно-легиров. П. д. необходим отжиг радиационных дефектов, к-рые возникают при внедрении ионов. [c.49]

Большое количество технических разработок, предназначавшихся первоначально для нужд физики высоких энергий или стимулированных ею, находит затем применение в других областях и дает заметный экономический эффект. Л. Ледерман в качестве примера перечисляет различные практические применения ускорителей, созданных первоначально для фундаментальных исследований, в том числе производство радиоактивных изотопов для нужд медицины, терапию опухолей, имплантацию ионов в полупроводники при производстве интегральных схем, генерацию синхро-тронного излучения, имеющего в свою очередь множество практических применений, и т.д., а также указывает на необходимость учета побочных эффектов. Чистый доход от промышленной деятельности, активизированной этими побочными результатами, оценивается во многие миллиарды долларов в год. [c.249]

Метод ионной имплантации позволяет синтезировать волноводные структуры в соединениях А" В с высоким оптическим качеством. По сравнению с элементарными полупроводниками процессы имплантации в многокомпонентных твердых растворах имеют ряд особенностей. К ним относятся возможность разложения полупроводникового материала при отжиге, следующем за ионной имплантацией возможные эффекты не-стехиометрии, получающиеся при ионном внедрении легирующей примеси, атомы которой должны располагаться в одной подрешетке соединения таким образом, чтобы быть электрически активными необходимость в ряде случаев проводить имплантацию при повышенных температурах возможность изменений в материале подложки, вызванных неимплантационным легированием. [c.170]

Целью настоящей главы является изложение основных теоретических представлений о пробегах заряженных частиц в твердых телах и их применение к вьиислению профилей распределения примесей в полупроводниках (включая рассмотрение имплантации в двухслойные структуры и боковые пробеги ионов), к задаче о распылении приповерхностного слоя в процессе имплантации, к рассмотрению диффузии при имплантации и последующем отжиге. В приложении воспрозводятся программы для ЭВМ, позволяющие вычислять параметры пробегов ионов и профили распределения. [c.105]

Если интенсивная разработка метода ионной имплантап,ии для полупроводников велас , уже в начале 60-х годов, то первые исследования ионной имплантации материалов триботехнического назначения были [c.164]

МДП-транзисторы могут быть как с нормально открытым, так и с нормально закрытым каналами. МДП-транаистор с нормально открытым, встроенным каналом показан на рис. 3 на примере МДП-транзистора с каналом -типа. Транзистор выполнен, на подложке р-типа. Сверху подложки методами диффузии, ионной имплантации или эпитаксии формируются проводящий канал -типа и две глубокие "-области для создания омич, контактов в области истока и стока. Область затвора представляет собой конденсатор, в к-ром одной обкладкой служит металлич. электрод затвора, а другой — канал П. т. Если между затвором и каналом приложить напряжение, то в зависимости от его знака канал будет обогащаться или обедняться подвижными носителями заряда. Соответственно, сопротивление канала будет уменьшаться или возрастать. В показанной на рис. 3 МДП-структуре с каналом -типа напряжение, плюс к-рого приложен к затвору, а минус — к каналу (истоку или стоку), вызывает обогащение электронами приповерхностного слоя полупроводника под затвором. Обратная полярность напряжения на затворе вызывает обеднение канала электронами аналогично П. т. с управляющим р — -переходом. [c.8]

Методы отражат. Э. применяются для исследования веществ с большим поглощением (металлы, полупроводники), ибо исследования в таких слоях, к-рые ещё дают пропускание (для металлов— 10—50 нм), в силу структурных особенностей таких слоев не дают сведений о свойствах в объёме. Особенно широко исследуются тонкие слои—эпитаксиальные слои, слои окислов, адсорбционные и адгезионные, слои, создаваемые ионной имплантацией, всякого рода металлич. и диэлектрич. покрытия и т. д. Разработаны. методы исследования кинетики роста слоев и плёнок Э. даёт возможность контроля непосредственно в течение процесса. [c.610]

Основу большинства современных интегральных схем и дискретных приборов составляют многослойные полупроводниковые композиции (р-п, гомо- и гетеропереходные структуры, гетероструктуры типа полупроводник—диэлектрики т. д.), формируемые в процессах диффузионного легирования или ионной имплантации, а также эпитаксиального наращивания и термического окисления. Далеко не всегда используемые технологические процессы обеспечивают получение высококачественных приборных композиций, отвечающих требованиям современных производств, гарантирующих не только достижение необходимых рабочих ха- [c.74]

Вполне реальными для широкого практического освоения в ближайшем будуш ем являются процессы получения высококачественных моно-кристаллических слоев кремния, арсенида галлия и других полупроводниковых материалов на изолирующих (в том числе некристаллических) подложках большой площади, а также процессы эпитаксиального выращивания многослойных гетерокомпозиций типа металл—диэлектрик-полупроводник. В последнем случае, помимо традиционных эпитаксиальных технологий, целесообразно использовать интенсивно разрабатываемые в последние годы процессы создания скрытых проводящих и диэлектрических слоев, путем высокодозовой ионной имплантации ( ионного синтеза ) и последующего термического отжига. Успешная реализация последних требует детального исследования закономерностей дефектообразования и механизма протекающих процессов на различных этапах ионного синтеза и последующей твердотельной эпитаксии. Пока такого рода исследования проводятся в основном в применении к кремнию. На очереди другие важнейшие полупроводниковые материалы. [c.86]

Основной проблемой кремниевой оптоэлектроники является проблема создания эффективного источника излучения, роль которого выполняет светодиод или лазер. Кремний является непрямозонным полупроводником, и эффективность межзонной излучательной рекомбинации в нем очень низка. Определенным выходом из этого положения является легирование кремния эрбием, примесью, которая формирует в кристаллической решетке эффективные центры излучательной рекомбинации с участием 4f электронов примесного атома. В процессе такой рекомбинации генерируется излучение с длиной волны 1,54 мкм, для которого сам кремний практически прозрачен и которое также соответствует окну максимальной прозрачности оптических волноводов из кварцевого стекла. К сожалению, растворимость Ег в Si составляет всего см (при 1300 °С). Этого явно недостаточно для получения интенсивного излучения. Для увеличения содержания Ег в кристаллической решетке используют неравновесные методы получения сильнолегированных кремниевых слоев — ионную имплантацию, молекулярно-лучевую эпитаксию, ионно-лучевое напыление и др. Увеличению содержания Ег в слое способствует и дополнительное его легирование кислородом или фтором, с которыми эрбий образует достаточно стабильные комплексы. На сегод- [c.96]

В микротехнологии существовала потребность в температурных измерениях и новых методах, поскольку для управления температурным режимом технологических операций необходимо с высокой точностью и скоростью измерять температуру подложек (полупроводниковых и диэлектрических монокристаллов, стекол и т.д.). С помощью традиционных методов за 30 лет работы не удалось обеспечить ни непрерывного температурного мониторинга in situ, ни управления температурой. Невозможно было даже проводить систематические исследования температурных режимов поверхности вследствие низкой надежности результатов и высокой трудоемкости их получения. Такая же картина наблюдалась в области эпитаксиального роста пленок, ионной имплантации полупроводников, быстрых термических процессов (где воздействие на поверхность осуществляется с помощью оптического излучения большой интенсивности). [c.195]

Лазерный отжиг широко применяется при восстановлении кристаллической структуры легированных полупроводников. Для изменения поверхностных свойств полупроводников производят ионную имплантацию - облучение пучком ионов с энергией в десятки и сотни килоэлектрон-вольт. При этом в результате столкновения ионов с атомами полупроводника нарушается кристаллическая структура и возникают точечные дефекты, дислокации, кластеры, а при больших дозах происходит аморфизация поверхности. [c.523]

Доминирование в запрещенной зоне непрерывного спектра, естественно, не исключает возможность появления дискретных уровней. Теория показывает (п.2.7.3), что при высокой плотности флуктуационных полей эти уровни будут уширяться (рис.2.16,а). Действительно, такие размытые пики проявляются в окисленном -Si и a-Si H — рис. 6.16,в и г. Для иллюстрации на рис.6.16 приведены узкие пики плотности состояний (I и 2) от упорядоченных цепочек спиновых р -центров в дислокациях кремния. Уширенные пики наблюдались при легировании золотом германия (рис.6.15) и при ионной имплантации. Однако, не всегда есть полная уверенность, что эти пики не связаны с дефектами в упорядоченной приграничной области кристалла, т.е. в ОПЗ. Размытые экстремумы в энергетическом спектре БС наблюдались и для других полупроводников, например GaAs, InP и др. [c.200]

Вводные замечания. Исследования резонансного взаимодействия коротких импульсов лазерного излучения с полупроводниковыми материалами пол)лшли в середине 70-х годов мощный практический стимул в связи с открытием в нашей стране явления импульсного лазерного отжига поверхности полупроводниковых материалов, используемых в микроэлектронике. Воздействие мощных лазерных импульсов с энергией фотона, превышающей ширину запрещенной зоны, приводит к быстрой (в диапазоне 100 НС — 10 мкс) и высококачественной рекристаллизации аморфизи-рованных в результате ионной имплантации или иных причин приповерхностных слоев полупроводников — происходит отжиг их ранее разупорядоченной поверхности [22]. Лазерный, а в последствии и ламповый (с помощью мощных ламп-вспышек) отжиг стал хорошо освоенным тех коло ги чес ки м приемом обработки изделий полупроводниковой микроэлектроники в то же время эксперименты по импульсному лазерному отжигу поставили целый ряд принципиальных физических вопросов, касающихся поведения полупроводников в сильном импульсном лазерном поле. [c.141]

Во всех теориях пробегов [4.21, 4.22] предполагалось, что мишени являются аморфными. Полупроводники же, такие, как 81 и GaAs, представляют собой кристаллы. Вследствие их кристаллической природы ионы могут проникнуть в них значительно глубже, если имплантация производится вдоль главной кристаллической оси или плоскости, поскольку в этом случае ионы редко сближаются с атомами настолько близко, чтобы [c.110]

Тем не менее ионная имплантация и радиационное легирование кристаллов сейчас — важные и быстро развивающиеся области технологии полупроводников. Так как ионная имплантация обеспечивает более точный контроль общей дозы легирующей примеси в диапазоне см , там, где это возможно, ею заменяют процессы диффузионного легирования. Очень интенсивно ионная имплантация используется для формирования сверхбольших интегральных схем. Метод радиационного легирования используется для получения кремния, необходимого для производства силовых приборов, где в качестве главного требования выступает высокая однородность распределения примесей в кристалле. Метод радиационного легирования также находит все большее применение и для легирования других полупроводниковых материалов. Так, им осуществляют легирование Ge галлием и мышьяком, InSb оловом, GaAs германием и селеном и т. д. [c.266]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...