本章要求
1.⾄少列举出3种最常⽤于集成电路芯⽚制造的掺杂物
硼B，磷P，砷As，锑Sb
2.从⼀个CMOS芯⽚横截⾯说明⾄少3种掺杂区
p阱（轻掺杂），n阱（轻掺杂），n+重掺杂区，p+重掺杂区。 阱区，源极/漏极
3.了解离⼦注⼊技术与扩散技术相⽐的优点
离⼦注⼊过程提供了⽐扩散过程更好的掺杂⼯艺控制，即可以控制结深（junction depth）
离⼦注⼊过程可以在很⼴的掺杂物浓度范围内（ 1 0 1 1 10^11 1011）进⾏。 离⼦注⼊过程不像扩散那样，需要在过程进⾏之前先⽣⻓⼀层厚的氧化膜作为扩散遮蔽层
4.指出⼀台离⼦注⼊设备的主要部件
⼀台离⼦注⼊设备包括：⽓体输送系统，电机系统，真空系统，控制系统和射束线系统
5.解释通道效应,并⾄少列举出两种降低通道效应的⽅法
通道效应：⾮正常的结深是由⻓距离离⼦射程造成的，此现象由离⼦刚好在单晶体的晶格通道内 运⾏⽽产⽣
减⼩通道效应的常⽤⽅法：倾斜晶圆和屏蔽氧化层
6.说明离⼦射程与离⼦种类和离⼦能量的关系
对于相同种类的离⼦，离⼦能量越⾼，射程就越远；⽽当离⼦能量相同时，离⼦越轻，射程就越远
7.说明为什么离⼦注⼊后需要退⽕⼯艺
离⼦注⼊⼯艺将造成晶格结构的损伤。注⼊后退⽕⼯艺⽤于恢复晶圆的单晶结构，并激活掺杂物
8.列出与离⼦注⼊技术有关的安全问题
离⼦注⼊⼯艺使⽤了很多种危险性的固体和⽓体，⼤部分有毒、易燃、易爆或具有腐蚀性。
除此之外，其他危险源是⾼电压X光辐射和移动的机械零部件
习题
1.列出掺杂⼯艺中离⼦注⼊⽐扩散技术的优点。
扩散过程有⼀些限制。例如掺杂物浓度和节省⽆法独⽴控制，因为这两项都与扩散温度密切相关。
另⼀个重要的缺点是掺杂物的分布轮廓都是等向性的，这是由扩散过程的⾃然特性造成的。
离⼦注⼊⼯艺是⼀个⾮等向性过程，可以⽤于亚微⽶⼯艺
2.列出⾄少三道 CMOS 集成电路制造中的⼯艺流程。
阱区注⼊，阈值电压调节，LDD（低掺杂漏极，⼀个低能量、低电流的离⼦注⼊过程）或SDE离⼦注⼊（源极/漏极延伸离⼦注⼊注⼊，剂量很⾼），多晶硅掺杂注⼊和源极/漏极注⼊
3.哪⼀道离⼦注⼊⼯艺是DRAM⽣产中所特有的? 使⽤这⼀道离⼦注⼊的⽬的是什么?
DRAM芯⽚⼯艺特有的“有接触形成离⼦注⼊”
4.离⼦注⼊技术对集成电路⼯艺的主要改变是什么?
离⼦注⼊⼯艺能独⽴地精确控制掺杂界⾯的深度和浓度；作为⼀个⾮等效性过程，可以⽤于亚微⽶⼯艺
5.两种离⼦阻滞的机理是什么?
原⼦核阻滞：注⼊的离⼦与晶格原⼦的原⼦核发⽣碰撞，经过这种碰撞将引起明显的散射，并将能量转移给晶格原⼦
电⼦阻滞：⼊射离⼦与晶格原电⼦产⽣碰撞，⼊射离⼦的路径⼏乎不变，能量的转化也⾮常⼩， 晶格结构损伤也可以忽略
6.掺杂⼯艺中最重要的是掺杂浓度和结深， 离⼦注⼊⼯艺中哪些因素控制这两个参数?
离⼦注⼊的剂量越⼤，掺杂浓度越⾼离⼦的能量越⾼，结深越⼤
晶体管的节声由离⼦的能量决定；离⼦的浓度由离⼦电流和注⼊的时间决定
7.当两种离⼦以相同的能量和⼊射⻆注⼊到单晶硅中时， 它们在硅中将停留在相同的深度吗? 为什么?
它们不会停留在同⼀深度。
对于低原⼦序数的原⼦，主要阻滞过程是电⼦阻滞；⽽⾼原⼦序数的掺杂原⼦主要阻滞过程是原⼦核阻滞，因此有⾼原⼦序数的掺杂离⼦会具有更⾼的阻滞⼒和更短的投影射程。
8.说明离⼦投影射程、离⼦能量和离⼦种类的关系。
对于相同种类的离⼦，离⼦能量越⾼，射程就越远；⽽当离⼦能量相同时，离⼦越轻，射程就越远
9.说明为什么离⼦注⼊后需要热退⽕处理?
离⼦注⼊⼯艺将造成晶格结构的损伤。注⼊后退⽕⼯艺⽤于恢复晶圆的单晶结构，并激活掺杂物
10.说明快速加热退⽕⼯艺RTP⽐⾼温炉退⽕的优点。
RTP能精确控制晶圆温度和晶圆内的温度均匀性，并呈现极⼩的掺杂物扩散，晶圆均匀性也更好
⾼温炉退⽕因为升温速率慢，需要较⻓的时间从闲置温度加速到炉管所需的热退⽕温度。
由于闲置期间仍维持⾼温，所以晶圆装载器两侧的晶圆会因为慢的推进和拉出⽽有不同的热退⽕时间，这将造成晶圆对晶圆的不对称性
11.为什么离⼦注⼊需要尖峰退⽕和激光退⽕?
因为晶圆的特征尺⼨进⼀步缩⼩，即使RTA（快速热退⽕）⼯艺的温度变化速度也不能满⾜实现掺杂离⼦的激活，并同时保持扩散在可容忍范围内。12.为什么离⼦注⼊过程中，离⼦注⼊设备的射束线需要⼯作在⾼真空状态?
整个射线必须在⾼真空状态下减少带电离⼦和中性⽓体分⼦沿离⼦轨迹发⽣碰撞的概率，因为碰撞将引起离⼦的散射和损失，并且将从离⼦与中性原⼦间的电荷交换过程中产⽣不需要的离⼦注⼊，这会造成射线污染。
13.集成电路制造中使⽤的最毒⽓体是什么?如何辨别?它是P型掺杂还是N型掺杂?
三氢化砷通常作为砷的来源⽓体，是半导体⼯业中毒性最强的⽓体之⼀。只需要0.4到4ppm的三氢化砷就可以感觉到如蒜头⼀样的味道⼀般。⽤于n型掺杂。
14.为什么⼀台离⼦注⼊设备需要⾼电压供电?
⼀要通过离⼦源产⽣离⼦，需要⽤热灯丝和射频等离⼦体源。热灯丝需要⼤电流和⼏百伏的供电系统，⼀个射频离⼦源需要约为1000W的射频供应。
⼆需要有⾼电流通过质谱仪磁铁产⽣强⼤的磁场弯曲离⼦轨道，以选择正确的离⼦并产⽣纯净离⼦数
15.在进⼊离⼦注⼊设备前，为什么⼯作⼈员必须⽤接地线接触⼯具零部件?
因为⾼压将产⽣⼤量的静电电荷，如果没有完全放电，接触时将被电击，所以在进⼊注⼊机⼯作前需要⽤接地棒将所有的零件放电
16.解释为什么在射束管湿法清洗时需要戴双层⼿套?
17.为什么离⼦注⼊⼯艺过程中晶圆需要倾斜?
通过将晶圆倾斜，离⼦将倾斜地与晶圆碰撞⽽不进⼊通道。⼊射的离⼦会⽴刻以原⼦核碰撞的⽅式有效地减少通道效应
18.说明阱区注⼊和源极/漏极离⼦注⼊的能量及电流条件，并解释之。
阱区注⼊使⽤⾼能量⼩电流，⾼能保证深度
源极/漏极使⽤低能量⼤电流，保证源极/漏极的掺杂浓度。
课本原⽂归纳为：阱区注⼊⼯艺是⾼能量离⼦注⼊过程，因为它需要形成阱区建⽴mos管；源极/漏极注⼊是⼀个⾼电流低能量的离⼦注⼊过程
19.如果质谱仪磁铁的直流电流不正确，可能会出现什么问题?
将⽆法精确地选择需要的掺杂离⼦。
20.⽐较四点探针和热波测量的优缺点。
热波测量是在离⼦注⼊后的热退⽕前进⾏的，⽽四点探针法在测量之前需要先进⾏退⽕；热波探针的另⼀个优点是⾮破坏性测量，可以应⽤在产品晶圆上，⽽四点探针只能⽤在测试晶圆上。
热波测量的缺点是：在低剂量时灵敏度较低；热波信号对时间的漂移，这由室温退⽕或周围环境退⽕引起，所以热波测量需要在离⼦注⼊后尽快进⾏。
21.离⼦注⼊和等离⼦体浸置型离⼦注⼊的主要区别是什么?
等离⼦体浸置型离⼦注⼊(PIII)或等离⼦体掺杂(PLAD)，可以⽤⾮常⾼的剂量掺杂晶圆，即使在最⾼的电⼦束电流下，剂量也可以很⾼。离⼦注⼊需要⻓的注⼊时间，所以不能满⾜产量要求。
PLAD不能选择种类并精确控制离⼦的流量或剂量
与标准离⼦注⼊技术相⽐，等离⼦体浸置系统的缺点是⽆法选择特殊的离⼦种类，其他的缺点为离⼦流量受等离⼦体位置和反应室压⼒的影响，⽽且离⼦能量分布范围很⼴，不是离⼦注⼊机的尖峰狭窄型分布，所以等离⼦体浸置型离注系统很难精确控制掺杂物的浓度和结深
22.除了半导体⼯业外，其他什么⼯艺可以使⽤离⼦注⼊技术?
离⼦注⼊也被⽤于光刻胶硬化，以提⾼其在集成电路晶圆刻蚀过程中的阻挡作⽤。离⼦注⼊还⽤于在光刻-凝固-光刻-刻蚀(LFLE)双图形化⼯艺技术中，作为凝固物的⽅法之⼀。在硬盘驱动器（HDD）产业发展中，离⼦注⼊是产⽣隔离磁性的图形化磁盘的⽅法之⼀。离子注入也可以⽤于制造太阳能电池板
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