масса легирующих примесей 1 - 250 а.е.м.
ток ионного пучка 10-9-5*10-2 А
энергия ионов 5-3-103 кэB
доза имплантации 109 -1017 см2
производительность до 4 м2 кремния /г
Выделяют три основных группы промышленных установок ионной имплантации: высокоэнергетические, малых и средних доз, больших доз с интенсивными ионными пучками.
Основными легирующими примесями в технологическом процессе имплантации являются такие элементы, как бор, фосфор, мышьяк, сурьма, цинк, алюминий, селен, галий. Для радиального воздействия используется водород, аргон, азот, гелий.
Рабочее вещество может подаваться в разрядную камеру источника в виде элементарного газа или газоразрядных соединений твердых веществ . Для ионизации твердых веществ используется их испарение в тигле, нагреваемом до высоких температур, и последующая подача паров рабочего вещества в разрядную камеру источника. Используется также эффект катодного распыления тугоплавкого материала и его ионизация в плазме вспомогательного инертного газа.
Промышленное применение разнообразных методов ионно-лучевой обработки материалов повышает требования к ионным источникам. Главным образом это касается увеличения интенсивности ионных потоков, повышения ресурса, возможности использования различных рабочих веществ и разных сортов ионов, высокой стабильности рабочих параметров, снижения энергоемкости и металлоемкости установки.
Существует большое разнообразие ионных источников, применение которых в технологии микроэлектроники открывает широкие перспективы.
Ионный источник Кауфмана по сравнению с другими имеет ряд существенных преимуществ: низкое напряжение разряда (~20 В), благодаря чему ионный пучок содержит небольшое количество примесей (10-6%) и имеет малый энергетический разброс; механизм поддержания стационарного разряда позволяет применять многолучевое извлечение ионного пучка и работать с однородными потоками большого диаметра; осцилляция электронов позволяет использовать низкое давление в разрядной камере, что снижает потери пучка и уменьшает загрязнение мишени; источник имеет высокий газовый к.п.д. (80 %) и высокий энергетический к.п.д.
Однако этот источник имеет ряд недостатков конструкции: использование термокатода ограничивает срок службы источника и не позволяет работать с химически активными рабочими веществами, кроме того, плазма в магнитном поле подвержена неустойчивостям, ухудшающим стабильность параметров ионного пучка и его оптические свойства.
Типичные параметры технологического источника Кауфмана ток ионов (Аr+) 10 мА, напряжение разряда 20 В, напряжение на ускоряющем электроде 20кВ.
Существуют возможности улучшения конструкции этого ионного источника, в частности применение мультикатодной и мультипольной систем.
Применение ионных процессов позволяет повысить точность изготовления микроструктур и создать высокопроизводительное автоматизированное промышленное оборудование.
1. Технология ионных источников, В.В. Коткин, Москва, Учебное пособие МИФИ, 1990г, 86 стр.
2. Интенсивые электронные и ионные пучки. С.И. Молоковский А.Д.Сушков, Москва ,Энергоатомиздат 1991г , 302 стр. .
3. Физика и технология источников ионов. Я. Браун, Москва, Мир 1998г, 420 стр.
4. Обзоры по электронной технике. «Реактивное ионное травление», выпуск 1 (1010) 1984 г.
5. Технология материалов электронной техники, В.В. Крапухин, И.А. Соколов, Г.Д. Кузнецов, Москва МИСИС, 490 стр. 1995 г.