Vakuum-Ionenimplantationssystem für die Halbleiterfertigung

Das Vakuum-Ionenimplantationssystem ist ein hochpräziser Beschleuniger für die Dotierung von Halbleitern, die Oberflächenmodifizierung und die Dünnschichtherstellung. Es unterstützt Wafer von 2" bis 8" und bietet eine breite Palette implantierbarer Ionen (B, P, As, Al, S, H, Mg, Si) mit Beschleunigungsenergien von 5 keV bis 200 keV. Zu den wichtigsten Merkmalen zählen die Niedrigenergie-Implantation für flache pn-Übergänge, die Hochtemperaturverarbeitung und die fortschrittliche Vakuumtechnik.

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Produktdetails

Technischer Überblick über Ionenimplantatoren

Ein hochpräzises Beschleunigersystem für die Halbleiterdotierung, Oberflächenmodifizierung und Dünnschichtherstellung, das Ionenstrahlbeschleunigung, Massenanalyse und Vakuumtechnik kombiniert.

Kernspezifikationen

Parameter	Wert/Bereich
Beschleunigungsenergie	5keV–200keV (einwertige Ionen)
Wafer-Kompatibilität	2"–8"-Wafer + unregelmäßige Fragmente
Implantierbare Ionen	B, P, As, Al, S, H, Mg, Si
Dosierungsgenauigkeit	≤1,5 %
Dosisbereich	1×10¹¹–1×10¹⁶ Atome/cm²
Neigungswinkel	0°, 7° (Raumtemperatur); 0° (hohe Temperatur)

Wichtige Teilsysteme

2. Wichtige Subsysteme

A. Ionenquellensystem
Komponenten:
● Plasmabasierter Ionengenerator (z. B. Freeman- oder Bernas-Quelle)
● 5 Feststoffverdampfer (Betriebstemperatur 700°C)
● Gaszufuhrsystem für Dotierstoffvorläufer (z. B. BF₃ für Bor)
Zweck: Erzeugt und extrahiert Ionenspezies mit präzisen Ladungszuständen.

B. Strahlführungsoptik
1. Massenanalysator
● Nutzt magnetische Ablenkung, um Ionen nach Masse/Ladungs-Verhältnis auszuwählen (z. B. trennt er ᴮ⁺ von ᴾ⁺).
3. Beschleunigung/Verzögerung
● Passt die Strahlenergie dynamisch an (200 keV max → 5 keV low-end).
4. Strahlabtastung
● Elektrostatisches oder magnetisches Scannen für eine gleichmäßige Waferabdeckung.

C.Vakuumsysteme

Abschnitt	Druckschwelle	Kritische Komponenten
Ionenquelle	≤7×10⁻⁴ Pa	Turbopumpen, Kryopaneele
Strahltransport	≤7×10⁻⁵ Pa	Quadrupollinsen, Strahlgatter
Endstation	≤7×10⁻⁵ Pa	Verladeschleuse, Wafer-Handhabungsroboter

Erweiterte Funktionen

● Niedrigenergetische Implantation: Das Verzögerungssystem ermöglicht flache Übergänge (z. B. für ultraflache Dotierung in FinFETs).
● Hochtemperaturverarbeitung: 0°-Implantation bei erhöhten Temperaturen zum Ausheilen von Defekten (z. B. bei der Herstellung von SiC-Bauelementen).
● Flexibilität der Feststoffquelle: Verdampfer unterstützen hochschmelzende Materialien wie Al (für die p-Dotierung in III-V-Halbleitern).

Beispielanwendung

Implantierung von Phosphor (ᴾ⁺) bei 50 keV mit einer Dosis von 1×10¹⁵ Atomen/cm² zur CMOS-Wellbildung, wobei eine Gleichmäßigkeit von

Funktionsprinzip des Ionenimplantationssystems.jpg

Branchenvergleich

●DurchsatzWettbewerbsfähig mit der Axcelis GSD/GPH-Serie, aber optimiert für Flexibilität im F&E-Maßstab.

●Energiebereich: Breiteres Spektrum an Niedrigenergie-Fähigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Implantationsgeräten (z. B. Varian E500).