1

2 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW

3 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW Implantacja jonów – druga po domieszkowaniu dyfuzyjnym metoda domieszkowania materiałów półprzewodnikowych

4 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Jony atomów domieszki Podłoże

5 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Si Podłoże Próżnia PPP Jony domieszki

6 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Si PPP

7 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Si PPPPPP Atomy domieszki wbudowane w strukturę sieci Atomy domieszki w położeniach międzywęzłowych

8 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Si PPP Wygrzewanie poimplantacyjne T=(700-850)°C

9 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – IDEA METODY Si PPP Wygrzewanie poimplantacyjne T=(700-850)°C

10 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA APARATURA IMPLANTATOR JONÓW

11 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA ŹRÓDŁO JONÓW

12 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – ŹRÓDŁO JONÓW WLOT GAZU KOMORA PLAZMOWA ŻARZONA KATODA ELEKTROMAGNES ANODA ELEKTRODA EKSTRAKCYJNA PLAZMA WIĄZKA JONÓW

13 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA

14 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA ELEKTRODA EKSTRAKCYJNA WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA (10÷30)kV

15 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA SEPARATOR JONÓW

16 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) SEPARATOR JONÓW WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA

17 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) SEPARATOR JONÓW WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA B OBSZAR ODDZIAŁYWANIA POLA MAGNETYCZNEGO PRZESŁONA ZE SZCZELINĄ

18 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) SEPARATOR JONÓW B OBSZAR ODDZIAŁYWANIA POLA MAGNETYCZNEGO M 2 > M 0 WSTĘPNY STOPIEŃ PRZYSPIESZANIA M0M0 M 1 < M 0

19 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) SEPARATOR JONÓW Jony są separowane pod względem masy. Niemożliwe jest rozróżnienie cząstek o jednakowych masach CC O M=46 O O N

20 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA UKŁAD PRZYSPIESZANIA JONÓW

21 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD PRZYSPIESZANIA (300÷400)kV

22 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI

23 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI

24 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI +-

25 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI +-

26 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI

27 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI

28 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI + -

29 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) UKŁAD ODCHYLANIA WIĄZKI + - - +

30 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) PRZESŁONA

31 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA PRZESŁONA

32 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) PRZESŁONA

33 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA KOMORA TARCZOWA

34 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Zasadniczą wadą metody domieszkowania poprzez implantację jonów jest konieczność konieczność wprowadzania domieszek do każdej płytki z osobna

35 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Uchwyty do mocowania podłoży podłoża Wiązka jonów

36 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

37 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

38 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

39 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

40 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

41 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

42 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

43 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

44 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

45 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Podłoża transportowane są kolejno w obszar oddziaływania wiązki jonów poprzez obrót tarczy

46 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Taśma transportująca podłoża 1 2 3 4

47 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) KOMORA TARCZOWA Taśma transportująca podłoża 2 3 4 5

48 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) IMPLANTACJA JONÓW – APARATURA 1234 5 6 7 8 9 10 1. Źródło jonów 2. Ekstraktor 3. Układ formowania wiązki 4. Wstępny stopień przyspieszania 5. Separator jonów 6. Przesłona ze szczeliną 7. Końcowy stopień przyspieszania 8. Układ odchylania 9. Przesłona 10. Target

49 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

50 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM Jony atomów domieszki Podłoże

51 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) 5.43095A ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

52 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) 5.43095A (100) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

53 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) 5.43095A (110) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

54 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) 5.43095A (111) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

55 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) Kierunek wzdłuż osi [100] ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

56 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) Kierunek wzdłuż osi [110] ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

57 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) Kierunek wzdłuż osi [111] ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

58 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM W rzeczywistości, ponieważ kierunek, w jakim porusza się wiązka jonów domieszki jest zawsze odchylona od kierunku osi krystalograficznych należy rozpatrywać oddziaływanie jonów z CIAŁEM AMORFICZNYM

59 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM CHAOS !

60 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

61 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM JON DODATNI

62 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM JĄDRO ATOMOWE CHMURA ELEKTRONOWA JON DODATNI

63 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM MECHANIZMY „WYHAMOWANIA” JONU „ELEKTRONOWY” „JĄDROWY” „ELEKTROSTATYCZNY”

64 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) HAMOWANIE JONÓW MECHANIZM „ELEKTRONOWY”

65 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM W PROCESIE HAMOWANIA BIORĄ UDZIAŁ „CHMURY ELEKTRONOWE”

66 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) HAMOWANIE JONÓW MECHANIZM „JĄDROWY”

67 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM HAMOWANIE ODBYWA SIĘ W WYNIKU ZDERZEŃ JONÓW

68 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) HAMOWANIE JONÓW MECHANIZM „ODDZIAŁYWANIA ELEKTRO- STATYCZNEGO”

69 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM HAMOWANIE ODBYWA SIĘ W WYNIKU ODDZIAŁYWANIA ELEKTROSTATYCZNEGO

70 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) POJĘCIE ZASIĘGU „EFEKTYWNEGO” R p

71 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM POWIERZCNIA x JON WYHAMOWANY WBUDOWANY W STRUKTURĘ KRYSZTAŁU RZECZYWISTA DROGA JONU R ZASIĘG EFEKTYWNY R p

72 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD KONCENTRACJI JONÓW W CIELE STAŁYM

73 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM x C[m ] Koncentracja domieszki -3

74 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM C [m ] Koncentracja domieszki -3 x RpRp  R p C MAX

75 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM C MAX –maksymalna koncentracja implantowanych jonów R p – efektywny zasięg jonów  R p – standardowe odchylenie R p

76 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM Si E=40keV

77 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM Si E=200keV

78 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM E=400keV Si

79 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM C [m ] Koncentracja domieszki -3 x 40keV 200keV 400keV

80 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE METODĄ IMPLANTACJI JONÓW

81 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE METODĄ IMPLANTACJI JONÓW C [m ] -3 x 0 Si Pn DONORY STRUKTURA n-p E= 60keV

82 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE METODĄ IMPLANTACJI JONÓW C [m ] -3 x 0 Si P n DONORY WARSTWA ZAGRZEBANA E= 300keV P

83 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE METODĄ IMPLANTACJI JONÓW Metoda implantacji jonów umożliwia domieszkowanie półprzewodników POPRZEZ cienkie warstwy dielektryczne

84 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE METODĄ IMPLANTACJI JONÓW C [m ] -3 x 0 SiSiO 2 Pn DONORY STRUKTURA n-p

85 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM C [m ] -3 x 0 SiSiO 2 Pn DONORY P WARSTWA „ZAGRZEBANA”

86 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE W METODZIE IMPLANTACJI JONÓW

87 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE C [m ] -3 x 0 SiSiO 2 P DONORY ZBYT GRUBA WARSTWA SiO 2 MOŻE WYHAMOWAĆ WSZYSTKIE JONY

88 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) Pokrycie powierzchni półprzewodnika warstwą maskującą odpowiedniej grubości umożliwia przeprowadzenie procesu selektywnego domieszkowania MASKOWANIE

89 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE PODŁOŻE JONY DOMIESZKI SiO 2

90 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE PODŁOŻE SiO 2 JONY DOMIESZKI

91 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE PODŁOŻE SiO 2 JONY DOMIESZKI P NN

92 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WARSTWY MASKUJĄCE SiO 2 Si 3 N 4 KTFR DWUTLENEK KRZEMU AZOTEK KRZEMU EMULSJA ZABEZPIE- CZAJĄCA PODŁOŻE

93 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE Minimalna grubość warstwy SiO 2 do maskowania implantacji boru, fosforu i arsenu 1.0 0.1 0.01 101001000 ENERGIA JONU [keV] MINIMALNA GRUBOŚĆ SiO 2 [  m] As+ P+ B+

94 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) MASKOWANIE Minimalna grubość warstwy Si 3 N 4 do maskowania implantacji boru, fosforu i arsenu 1.0 0.1 0.01 101001000 ENERGIA JONU [keV] MINIMALNA GRUBOŚĆ Si 3 N 4 [  m] As+ P+ B+

95 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE PROCESU IMPLANTACJI DO KSZTAŁTOWANIA STRUKTUR PP.

96 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Proces implantacji może być wykorzystany do operacji wytwarzania obszarów źródła i drenu w tranzystorze polowym z izolowaną bramką

97 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p JONY NISKOENERGETYCZNE nn

98 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p nn

99 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p JONY WYSOKOENERGETYCZNE nn n+

100 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p nn n+

101 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p nn n+

102 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI poli-Si SiO 2 Podłoże Si typ p nn n+ źródło bramka dren

103 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI WYKORZYSTANIE IMPLANTACJI JONÓW TLENU DO WYTWARZANIA STRUKTUR SOI (Silicon On Insulator)

104 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem W głębi monokrystalicznej płytki krzemu należy wytworzyć warstwę dielektryczną (warstwę dwutlenku krzemu)

105 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem E=(150-200)keV Implantacja jonów tlenu w głąb płytki Si

106 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem Kilkaset nanometrówDefekty poimplantacyjne W wyniku implantacji w głębi krzemu lokują się jony tlenu oraz ulega degradacji powierzchniowa warstwa krzemu

107 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem Koncentracja jonów tlenu x Zgodnie z teorią rozkład „wyhamowanych” jonów tlenu jest zbliżony do „krzywej Gaussa”

108 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem T=1573K SiO 2 Si-monokrystaliczny W wyniku wygrzewania płytki jony tlenu łączą się z atomami krzemu tworząc warstwę SiO 2 oraz „porządkuje” się powierzchniowa warstwa Si

109 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) WYKORZYSTANIE OPERACJI IMPLANTACJI Monokrystaliczny krzem SiO 2 Si-monokrystaliczny Widok uformowanej „struktury SOI” (struktury krzem na izolatorze)

110 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) EFEKT „KANAŁOWANIA”

111 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

112 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) [100] ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

113 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM [110]

114 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM [111]

115 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

116 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

117 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM Wyhamowany jon

118 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM

119 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ODDZIAŁYWANIE JONÓW Z CIAŁEM STAŁYM  kr

120 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) ROZKŁAD JONÓW W CIELE STAŁYM - TUNELOWANIE C [m ] Koncentracja domieszki -3 x Przypadek idealnego tunelowania Ciało amorficzne Wpływ tunelowania na rozkład domieszki

121 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) PORÓWNANIE DOMIESZKOWANIA DYFUZYJNEGO I IMPLANTACJI JONÓW

122 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE - IMPLANTACJA JONÓW DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE IMPLANTACJA JONÓW ZWIĄZEK DOMIESZKI + GAZ NOŚNY PRÓŻNIA ATMOSFERA

123 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE - IMPLANTACJA JONÓW DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE IMPLANTACJA JONÓW ZWIĄZEK DOMIESZKI + GAZ NOŚNY PRÓŻNIA TEMPERATURA T=(1000÷1200)°CT=20°C

124 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: [email protected]) DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE - IMPLANTACJA JONÓW DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE IMPLANTACJA JONÓW PROFIL KONCENTRACJI PODŁOŻE KONCENTRACJA DOMIESZKI x x C max dla x=0 C max dla x= R P 0 RPRP

125