Ioneimplantasjon

Ioneimplantering er den vanligste metoden for å dope halvledere. Ved ioneimplantering oppnår man:

• God uniformitet
• God kontroll på konsentrasjon og penetrasjonsdybde
• Man kan implantere ioner gjennom tynne filmer (ex: oksid og nitrid-filmer).
• Man kan holde temperaturn lavere enn ved diffusjon, og dermed benytte seg av flere forskjellige masketyper (ex: fotoresist).
• Man oppnår stor renhet, iom. at uønskede og uladde ioner / atomer siles ut.
• Det er heller ingen metningsgrense for antall ioner.

Ulemper er at ioneimplantasjon skader krystallstrukturen, og utstyret er komplekst.

Ioneimplantering skjer i vakuum, og etter implantering varmebehandles waferen slik at de implanterte ionene "hopper på plass" i gitteret, og binder seg der den skal. Varmebehandling fører også til at skader på krystalltrukturen som er forårsaket under implantering helbredes.

Om utstyret

Kort fortalt trenger en ioneimplantør dette:

1. Ionekilde. Enten en gass som ioniseres til plasma, eller et metall. Gassen kan sive ut og være helseskadelig, men metallet tar dritlang tid å fordampe (for så å kunne ioniseres). En elektronkilde brukes til å ionisere gassen. RF brukes også ofte for å få høyere effekt.

2. Ekstraksjon av ioner til en stråle.

3. Analysemagnet som bøyer av ionestrålen og velger ut de ionene med riktig energi (altså riktig masse/ladning rate). Oppnår en ren stråle.

4. Akselerasjon av stråle. Stålen akselereres til ønsket energi. Energien avgjør penetrasjonsdybde.

5. Fokusering av stråle i ny analysemagnet.

6. Srålenøytralisering. En slik ladd ionestråle står i fare for å utvide seg. Elektroner tilføres i strålen for å holde den samlet.

7. Utsiling av nøytrale ioner. Altså nøytrale atomer om du vil kverulere.

8. Time to hit the wafer. Strålen kan

a) scanne waferen, slik at den til slutt har dekket hele, eller

b) Waferen kan bevege seg under en stasjonær stråle.