イオン注入
不純物原子をイオン化して加速し、高いエネルギーで半導体基板に打ち込むドーピング手法。1970年代初頭以降、半導体製造における主流のドーピング手法になっている。 #electronics
プロセス
- イオン源で目的の不純物(ドーパント)をイオン化する
- イオンを加速し、狙ったエネルギーを持つイオンビームを形成する
- イオンビームを基板表面に照射し、イオンを結晶格子内部に打ち込む
ビーム電流と注入時間の組み合わせで不純物濃度を、イオンのエネルギーで打ち込み深さ(接合の深さ)を、それぞれ独立に制御できる点が特徴。
アニール(熱処理)
イオンの打ち込みは基板結晶に損傷を与えるため、注入後に1000℃以上の高温アニール処理を行い、結晶構造の損傷を修復するとともに、不純物原子を格子位置に配置してドーパントとして活性化させる。
ドーピングの中での位置づけ
半導体基板に不純物を導入する2つの主要な手法のうち、イオンビームを直接打ち込む物理的な手法。熱拡散に比べて不純物の横方向への広がりが少なく、濃度・深さの精密な制御に向く。