Sistema de implantación iónica al vacío para la fabricación de semiconductores

El sistema de implantación iónica al vacío es un acelerador de alta precisión diseñado para el dopaje de semiconductores, la modificación de superficies y la fabricación de películas delgadas. Admite obleas de 2" a 8" y ofrece una amplia gama de iones implantables (B, P, As, Al, S, H, Mg, Si) con energías de aceleración de 5 keV a 200 keV. Entre sus características principales se incluyen la implantación de baja energía para uniones poco profundas, el procesamiento a alta temperatura y la ingeniería de vacío avanzada.

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Detalles del producto

Descripción técnica del implantador de iones

Un sistema acelerador de alta precisión para el dopaje de semiconductores, la modificación de superficies y la fabricación de películas delgadas, que combina la aceleración por haz de iones, el análisis de masas y la ingeniería de vacío.

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Especificaciones básicas

Parámetro	Valor/Rango
Energía de aceleración	5keV-200keV (iones monovalentes)
Compatibilidad de obleas	obleas de 2" a 8" + fragmentos irregulares
Iones implantables	B, P, As, Al, S, H, Mg, Si
Precisión de la dosis	≤1,5%
Rango de dosis	1×10¹¹–1×10¹⁶ átomos/cm²
Ángulos de inclinación	0°, 7° (temperatura ambiente); 0° (temperatura alta)

Subsistemas clave

2. Subsistemas clave

A. Sistema de fuente de iones
Componentes:
● Generador de iones basado en plasma (por ejemplo, fuente Freeman o Bernas)
● 5 vaporizadores de fuente sólida (funcionamiento a 700 °C)
● Sistema de suministro de gas para precursores de dopantes (por ejemplo, BF₃ para el boro)
Objetivo: Generar y extraer especies iónicas con estados de carga precisos.

B. Óptica de la línea de haz
1. Analizador de masas
● Utiliza la deflexión magnética para seleccionar iones por relación masa/carga (por ejemplo, separa ᴮ⁺ de ᴾ⁺).
3. Aceleración/Desaceleración
● Ajusta la energía del haz de forma dinámica (200 keV máximo → 5 keV mínimo).
4. Escaneo del haz
● Escaneo electrostático o magnético para una cobertura uniforme de la oblea.

C. Sistemas de vacío

Sección	Umbral de presión	Componentes críticos
Fuente de iones	≤7×10⁻⁴ Pa	Bombas turbo, paneles criogénicos
Transporte de haces	≤7×10⁻⁵ Pa	Lentes cuadrupolares, compuertas de haz
Estación final	≤7×10⁻⁵ Pa	Robots de manipulación de obleas con sistema de carga y descarga

Capacidades avanzadas

● Implantación de baja energía: El sistema de desaceleración permite uniones poco profundas (por ejemplo, para dopaje ultradelgado en FinFETs).
● Procesamiento a alta temperatura: implantación a 0° a temperaturas elevadas para el recocido de defectos (por ejemplo, fabricación de dispositivos SiC).
● Flexibilidad de fuente sólida: Los vaporizadores admiten materiales refractarios como el Al (para el dopaje de tipo p en semiconductores III-V).

Ejemplo de aplicación

Implantación de fósforo (ᴾ⁺) a 50 keV con una dosis de 1 × 10¹⁵ átomos/cm² para la formación de pozos CMOS, logrando una uniformidad

Principio de funcionamiento del sistema de implantación iónica.jpg

Comparación con los estándares de la industria

●Rendimiento: Competitivo con la serie Axcelis GSD/GPH, pero optimizado para ofrecer flexibilidad a escala de I+D.

●Rango de energía: Mayor capacidad de baja energía en comparación con los implantadores tradicionales (por ejemplo, Varian E500).