掺杂剂激活描述引入的掺杂原子中能发挥电学作用的部分。注入把原子送入晶体并造成损伤;后续加热可修复损伤,使部分原子进入电学活性位点。激活与扩散是不同结果,在所选硅工艺 Flow 中须分别检查 。
物理与机制
注入原子不会因为存在就自动具有电学活性,其晶格位置和残余缺陷都重要。方块电阻或载流子测量反映电学行为,深度分布描述原子位置;单一测量无法回答全部问题 。
Process checkpoint · 工艺坐标
理解 VSS and Periphery P-Well Contact Ion Implantation 的工艺作用
定位所选注入操作和初始掺杂分布;不能从截面图推断电活性比例。
与「掺杂激活:注入后的电学作用与扩散」相关的流程位置:40nm BSI CMOS Image Sensor · PCN · Step 102
激活与扩散经历同一段热历史
同一热历史可能提高电学活性比例,也可能改变掺杂深度分布。两者的平衡取决于掺杂种类、起始损伤和材料;更高活性不意味着结区形状保持不变 。
注入产生的点缺陷可能暂时加速扩散。因此,起始结构是晶态还是非晶态,会影响退火结果的解读;单靠工艺名称不能预测最终活性比例或结区分布 。
沿公开 Flow 看所选步骤
40nm BSI CMOS 图像传感器 Flow 中,VSS and Periphery P-Well Contact IIP 位于较后的 Dopants Activation 之前,两者之间还有去胶清洗步骤。所选学习路线比较各步骤职责,并非完整配方,也不是激活率的直接测量 。
公开 40nm Flow 的光刻、所选注入与稍后激活画面;所选两步之间另有去胶清洗。
换一个器件时先核什么
分析其他器件时,先确认掺杂剂、基体材料、引入方式、起始损伤及后续热步骤,再将电学测量与化学深度分布对照,才能判断激活是否达到目标 。
参考来源
Silicon VLSI Technology - Full
James D. Plummer, Michael D. Deal, Peter B. Griffin
Silicon VLSI Technology · ISBN 978-0130850379