イオン注入とは?

イオン注入

イオン注入とはイオン化した物質を固体に注入することによって、その固体の特性を変化させる加工方法です。半導体製造における前工程などでは、イオン注入を用いることによって、ウェハに適度な不純物を導入することができ、半導体デバイス特性を向上させることができます。


イオン注入とは何か、もっと基礎理論を知りたい方はこちらのコラムをご覧ください。
「イオン注入について」

 

イオン注入とは

イオン化された原子あるいは分子を、10KeV〜8MeV(当社例)に加速し、試料(基材)に打ち込むことにより、試料(基材)の性質を変えることができます。
加速電圧が高いほど注入エネルギーが高くなり、深く注入されます。2値に帯電したイオンを利用することにより、注入エネルギーが2倍となり、より深い部位への注入が可能となります。

 

イオン注入とはの図

 

イオン注入装置

イオン注入装置の図

イオン注入の流れ
  • 01

    イオン源

    目的とする元素のイオン発生
  • 02

    質量分析器

    多種類のイオンを質量と電荷の違いによって分離
  • 03

    分析スリット

    必要なイオンのみを選択し加速管にイオンを導入
  • 04

    加速管

    所定のエネルギーにイオンを加速
  • 05

    Qレンズ

    ビームを整形
  • 06

    走査器

    イオンビームをX,Y方向に走査
  • 07

    エンドステーション

    試料(基材)への注入

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SiCへの高温イオン注入

下図の通り、室温注入と高温(500℃)注入でのダメージの差が大きいことがわかります。高温注入することによって、半導体への注入ダメージを緩和させることができます。

SiCへの高温イオン注入の図

SiC等化合物半導体への注入温度別の注入イメージ

 

SiCへの高温アニール

下図の通り、高温(500℃)注入後のアニール処理でさらにダメージが抑えられていることがわかります。

SiCへの高温アニールの図

SiC等化合物半導体への注入温度別の注入イメージと
アニール処理後のダメージの変化

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