Схема установки. 
Ионная имплантация

ионная имплантация легирование поверхностный.

Схема установки для ионной имплантации приведена на рис. 1.

• 1 — источник ионов
• 2 — масс-спектрометр
• 3 — диафрагма
• 4 — источник высокого напряжения
• 5 — ускоряющая трубка
• 6 — линзы
• 7 — источник питания линз
• 8 — система отклонения луча по вертикали и система отключения луча
• 9 — система отклонения луча по горизонтали
• 10 — мишень для поглощения нейтральных частиц
• 11 — подложка

Магнитный масс-спектрометр предназначен для отделения ненужных ионов от легирующих, электрометр — для измерения величины имплантированного потока ионов. Маски для ИИ могут быть изготовлены из любых материалов, используемых в технологии СБИС (фоторезист, нитриды, окислы, поликремний).

Управление дозой при ИИ затруднено рядом факторов. Это наличие потока нейтральных частиц, обмен энергии ионов с молекулами газов, вторичная электронная эмиссия из мишени, эффект обратного ионного распыления. Для ликвидации последствий действия этих факторов используют следующие технические приемы. Нейтральные молекулы отсеивают с помощью масс-спектрометра (его магнитным полем не отклоняет нейтральные частицы и они не попадают в апертурную диафрагму). Кроме того, в камере поддерживается достаточно высокий вакуум, предотвращающий процесс нейтрализации ионов. Вторичную электронную эмиссию подавляют, располагая около мишени ловушку Фарадея.

Профиль распределения примеси при ионной имплантации бора различных энергий в кремний приведен на рис. 2. Для корректного теоретического расчета профиля, особенно для больших значений энергий пучков ионов, используют два объединенных распределения Гаусса.

.

Где D — поглощенная доза,.

Rm — модальная длина пробега (аналог проекционной длины пробега при Гауссовском распределении),.

D R1, D R2 — флуктуации первого и второго распределения,.

D Ri= D R1 при x>Rm ,.

D Ri= D R2 при x<=Rm.

Теоретические профили, рассчитанные по приближению Пирсона с 4 параметрами и распределению Гаусса, и измеренные профили при ионной имплантации бора в кремний без проведения отжига приведены на рис. 3.