离子注入掺杂对半导体表面辐射损伤及消除方法的研究开题报告

1. 研究目的与意义

1、了解离子注入的方法以及离子注入技术在半导体器件制备中的作用；

2、介绍离子注入机的基本结构；

3、概述离子注入机在半导体制造中的用途、优点及实现方法；

2. 国内外研究现状分析

美国的ISMTech.公司是国际上生产MEVVA源离子注入机的专业公司，在综合技术水平上处于国际领先。上世纪九十年代以来先后研制生产了几种不同类型的商用MEVVA源离子注入机。新近报道的一种多MEVVA源离子注入机，在真空室里配备了4台AVIS80-75MEV-VA源，总束流可以达到300mA，总束斑面积可打12000cm2，是目前世界上束流最强的MEVVA源离子注入机。欧美发达国家的离子注入表面处理技术，这一新兴产业发展情况良好，例如美国的SPIRE公司和ISMTech.公司、英国的AEAIndustrialTech.，TecVac与ech-Ni-Plant、法国的Nitruvid和IBS、西班牙的INASMET和AIN、德国的MAT以及丹麦的DTITribologyCentre等均已经取得了可观的经济效益和社会效益，起了非常好好的示范作用。我国也已经将金属离子注入的费用降低到$0.05-0.5/cm2的水平，可以被包括医疗、航空、航天、机械等广泛的领域和部门所接纳。

对于离子注入过程中引起的晶圆损伤主要通过退火加以消除。常规退火使用类似于热氧化所用的开管分批炉系统，该工艺要求通过长时间高温度来消除离子注入带来的损伤。但是常规退火可能会引起基本掺杂扩散，从而达不到浅结和窄掺杂剖面分布的要求。快速热退火（RTA）是一种使用各种能源的退火工艺，它的退火时间范围很宽，从100秒到几纳秒不等，整个时间范围都比常规退火的时间短得多。RTA可以使杂质全部激活而对杂质分布改变很小。

3. 研究的基本内容与计划

1、研究内容

本课题主要研究离子注入辐射引起的注入层结构的物理性质变化和损伤形成机理，损伤与注入元素、能量、剂量和半导体靶材料本身物理性质的关系以及如何通过快速热退火(RTP)消除其产生的不良影响。论文将对损伤的机制，对如何消除进行试验方法的介绍，并将结合工艺实例论证说明的结果。

2、计划与步骤

1.通过相关书籍掌握离子注入技术的相关知识

2.分析离子注入机的结构与各部分的功能

3.定性分析离子注入所引起损伤的机理

4.理论推导离子注入损伤与哪些因素有关，并给出计算公式

5.通过工艺实例论证方法的可行性。

4. 研究创新点

通过理论分析离子注入辐射损伤的机制、危害及与哪些因素有关，并给出计算方法。并通过工艺实例说明离子注入损伤的消除方法和原理。