1、大束流离子注入机装备及工艺研发

发布时间：2020-09-10

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该成果属于集成电路技术领域。离子注入机是集成电路制造中技术难度最高、最核心的装备之一,我国集成电路产业发展亟需解决离子注入装备的自主可控难题。成果突破了大束流离子注入机关键技术，成功研制出国内首台45-22纳米大束流离子注入机并实现量产应用。主要创新如下：

1.完成低能大束流离子注入机整机研制，解决了寛带束分析器、剤量均匀性精确控制、污染控制、靶室高效传输等关键技术难题，实现了45-22纳米集成电路芯片制造摻杂工艺的产品应用。

2.发明了新型低能、超低能离子束传输与离子光学核心技术。通过研究超低能大束流离子传输理论和精细仿真，突破现有低能大束流离子注入机光路结构的束缚，创新设计和配置离子光学传输光路与光路单元，建立超低能大束流离子传输数学模型，获得具有自主知识产权的先进超低能大束流离子束光路系统。

3.研制出长寿命、大束流、高品质宽带束离子源，解决了引出束流发散度控制、束流密度控制、离子源结构设计等关键技术难题。发明了溅射电子碰撞产生离子的新工艺，使离子源能长时间引出大束流并正常地工作，大幅提升束流品质，使离子束流可控性增强，束流产生效率和流强均达到先进芯片制造应用要求。

4.国际上率先采用离子注入工艺实现垂直纳米线阵列的均匀掺杂，通过探针扫描显微方法在纳米尺度上表征出离子注入掺杂纳米线截面的载流子的分布情况，揭示了注入后载流子表面偏析和钝化现象。

该成果获授权发明专利56项，发表SCI论文23篇，EI论文10篇，实现了超低能大束流离子注入机光路系统从设计、加工制造到装配调试的完全自主知识产权，为5纳米以下芯片制备离子注入掺杂工艺提供参考。产品应用于国内主要芯片制造厂商，为半导体产业链发展提供有力支撑，引领首都高精尖产业结构优化升级。