一文讀懂高溫離子注入機

　　高溫離子注入機是一種用于半導體制造等領域的關鍵設備。

　　工作原理

　　離子注入機工作時，先利用離子源將需要摻雜的導電型雜質電離成離子，然后通過電場加速這些離子，使其獲得較高能量。加速后的離子經過質量分析器，篩選出所需的特定離子種類和電荷種類，再進一步加速后，形成具有一定能量和劑量的離子束流。最后，離子束流轟擊半導體晶圓表面，將雜質離子 “擠” 進晶體內部，從而改變半導體的電學性質，實現摻雜的目的。

　　特點和優勢

　　精確控制摻雜：與傳統的高溫擴散摻雜工藝相比，離子注入能夠更精確地控制注入離子的種類、能量、劑量和深度，從而實現對半導體電學性能的精準調控，滿足現代集成電路制造對器件性能和一致性的嚴格要求。

　　低溫工藝：離子注入過程本身是在相對較低的溫度下進行的，相比于高溫擴散工藝(通常在約 1000℃)，離子注入可以避免高溫對半導體材料和已形成的器件結構造成的熱損傷和熱擴散影響，有利于制造更小尺寸、更復雜的器件結構。

　　可選擇的雜質種類多：能夠注入多種不同種類的雜質離子，如硼(B)、磷(P)、砷(As)等，以實現不同的摻雜效果和電學性能，滿足各種半導體器件的制造需求。

　　適用于多種材料：不僅可用于常見的硅基半導體材料，對于如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等第三代半導體材料的摻雜也具有重要作用，這些材料在高溫、高功率、高頻等領域有廣泛應用前景，但由于其特殊的物理和化學性質，高溫離子注入機成為實現其摻雜的關鍵設備。

　　應用領域

　　集成電路制造：是制造各種集成電路芯片的關鍵設備之一，用于在硅片上形成源極、漏極、柵極等不同區域的摻雜結構，以控制晶體管的導電性能和開關特性，實現芯片的邏輯功能和信號處理能力。

　　功率器件制造：在功率半導體器件如功率 MOSFET、IGBT 等的制造中，高溫離子注入機用于實現高濃度、深結摻雜，以提高器件的耐壓能力、電流承載能力和開關速度，滿足電力電子系統對高功率、高效率、高可靠性的要求。

　　光電器件制造：對于發光二極管(LED)、激光二極管(LD)等光電器件，離子注入可用于調整器件的有源區摻雜濃度和分布，改善其發光效率、波長特性和壽命等性能。