半導(dǎo)體離子注入設(shè)備是半導(dǎo)體制造中重要的設(shè)備之一,它可以將離子注入到半導(dǎo)體材料中,從而改變其導(dǎo)電性能。這個(gè)過(guò)程需要在真空環(huán)境中進(jìn)行,以避免雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料的影響。下面我們來(lái)看看半導(dǎo)體離子注入設(shè)備的歷史與發(fā)展以及真空腔體制造的過(guò)程。離子注入工藝主要流程:“離子源---離子加速器---離子質(zhì)量分析器---掃面系統(tǒng)”。就是將氣體形態(tài)的摻雜化合物原材料導(dǎo)入反應(yīng)腔,加入電場(chǎng)和磁場(chǎng)交作用形成電漿等離子體;離子束從反應(yīng)腔萃取出來(lái)后,受到電場(chǎng)牽引而加速前進(jìn),并在通過(guò)磁場(chǎng)后進(jìn)行二次加速,提高離子束射程;通過(guò)質(zhì)量分析器篩選需要的離子源;離子源通過(guò)精準(zhǔn)的離子掃描系統(tǒng),保障摻雜離子能夠均勻地注入至整個(gè)硅晶圓上。
爍科裝備三代半離子注入機(jī)
圖片來(lái)源:CETC
一.半導(dǎo)體離子注入設(shè)備的歷史與發(fā)展
半導(dǎo)體離子注入設(shè)備最早可以追溯到20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)使用的是電子束轟擊的方法。后來(lái),離子注入技術(shù)逐漸發(fā)展成為半導(dǎo)體制造中的重要工藝之一。離子注入設(shè)備的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:
(1)手動(dòng)操作階段:手動(dòng)調(diào)節(jié)控制器來(lái)控制加速器和真空腔體,這個(gè)階段主要是在1960年代和1970年代。
(2)數(shù)字化控制階段:通過(guò)數(shù)字化控制器來(lái)自動(dòng)控制加速器和真空腔體,這個(gè)階段主要是在1980年代。
(3)高能量離子注入階段:利用高能量離子注入技術(shù),將離子注入到深層次的半導(dǎo)體材料中,這個(gè)階段主要是在1990年代。
(4)多束離子注入階段:采用多束離子注入技術(shù),提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率和制造精度,這個(gè)階段主要是在21世紀(jì)初。
目前,半導(dǎo)體離子注入設(shè)備已經(jīng)成為半導(dǎo)體制造中不可或缺的設(shè)備之一,可以生產(chǎn)高性能、低功耗、長(zhǎng)壽命的芯片產(chǎn)品。
二.真空腔體制造的過(guò)程
真空腔體是半導(dǎo)體離子注入設(shè)備中最重要的組成部分之一。它需要具有良好的密封性、穩(wěn)定性和耐高溫性,以保證離子注入的質(zhì)量和效率。真空腔體的制造主要包括以下幾個(gè)步驟:
(1)原材料準(zhǔn)備:真空腔體的主要材料是不銹鋼。需要選擇優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料,確保材料的質(zhì)量和耐腐蝕性能。
(2)機(jī)械加工:將不銹鋼材料進(jìn)行機(jī)械加工,切割成所需的形狀和大小。加工時(shí)需要注意不銹鋼材料的硬度和耐腐蝕性,以確保加工質(zhì)量。
(3)清洗處理:將加工好的不銹鋼材料進(jìn)行清洗處理,去除表面的污垢和氧化物。清洗時(shí)需要使用合適的清洗劑,避免對(duì)材料造成損害。
(4)真空焊接:將清洗后的不銹鋼材料進(jìn)行真空焊接,將各個(gè)部件組裝成完整的真空腔體。焊接時(shí)需要控制好溫度和焊接壓力,確保焊接質(zhì)量和密封性。
(5)氣密性測(cè)試:對(duì)焊接好的真空腔體進(jìn)行氣密性測(cè)試,檢測(cè)其是否有泄漏現(xiàn)象。測(cè)試時(shí)需要使用專業(yè)的氣密性測(cè)試儀器,確保測(cè)試的準(zhǔn)確性。
(6)表面處理:對(duì)焊接好的真空腔體進(jìn)行表面處理,包括拋光、噴漆等。表面處理可以提高真空腔體的外觀質(zhì)量和耐腐蝕性能。
總之,真空腔體加工制造需要嚴(yán)格控制各個(gè)步驟,確保其質(zhì)量和性能符合要求。這樣才能保證離子注入設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。制造高質(zhì)量的真空腔體對(duì)于半導(dǎo)體離子注入設(shè)備至關(guān)重要,因?yàn)樗梢员WC離子注入的質(zhì)量和效率,提高設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。真空腔體的制造包括原材料準(zhǔn)備、機(jī)械加工、清洗和組裝、真空泵和配件的安裝、真空度測(cè)試和調(diào)試等步驟。原材料需要選擇質(zhì)量好、耐腐蝕的不銹鋼材料,并進(jìn)行機(jī)械加工,切割成所需的形狀和大小。組裝時(shí)需要注意密封性和穩(wěn)定性,并安裝真空泵和配件,如真空度計(jì)和泄漏探測(cè)器。組裝完成后進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試,確保腔體的性能和穩(wěn)定性,包括真空度測(cè)試、泄漏測(cè)試、高溫測(cè)試等。通過(guò)這些步驟,制造出高質(zhì)量的真空腔體可以提高半導(dǎo)體離子注入設(shè)備的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,使其更加可靠和穩(wěn)定。
結(jié)論:
半導(dǎo)體離子注入設(shè)備的發(fā)明和發(fā)展,以及真空腔體的制造技術(shù)的不斷改進(jìn),為半導(dǎo)體制造業(yè)帶來(lái)了巨大的進(jìn)展。隨著科技的不斷發(fā)展,半導(dǎo)體離子注入設(shè)備將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用,推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。
更多有關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備的信息請(qǐng)看下列文章:
1.[半導(dǎo)體設(shè)備介紹系列]CVD技術(shù)的發(fā)展歷程和奇聞怪事.
2.「行業(yè)知識(shí)」為什么半導(dǎo)體PECVD設(shè)備零件需要精密加工?
4.[兆恒機(jī)械]CVD設(shè)備:半導(dǎo)體工業(yè)中的重要制造工具