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Energiefilter für Hochenergieionenimplantation

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018006D
Original Publication Date: 2001-Dec-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 1M

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Michael Rüb: AUTHOR

Abstract

Neuartige vertikale Hochvoltsiliziumbauelemente (Spannungsfestigkeit >300V) benötigen in der Epita- xiedriftzone vertikale, säulenartige, feinstrukturierte Dotiergebiete. Diese sog. Kompensationsbauelemente erreichen eine Reduktion des Einschaltwiderstandes um bis zu eine Größenordnung. Diese Technik ist unter dem CoolMOS bekannt. Als neue, vielversprechende Fertigungstechnologie erscheint die Hochenergieimplantation (bis 25MeV Bor) über Siliziumstecilmasken. Die neue Ferti- gungstechnologie erfordert, dass für verschiedene Bereiche im Umfeld der Hochenergieimplantation Neuentwicklungen angegangen werden müssen. Bei- spielsweise muss eine geeignete Maskierungstech- nologie gefunden werden und auch das Produkt, der Leistungstransistor, muss neu definiert und entwickelt werden. Neben diesen Entwicklungsaspekten auf der Seite des Devices und des Herstellungsprozesses, sollten auch Weiterentwicklungen auf der Seite des Implantationsequipments vorgenommen werden.

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Energie

Energiefilter für Hochenergieione-nimplantation

Idee: Dr. Michael Rüb, A-Villach

Neuartige vertikale Hochvoltsiliziumbauelemente(Spannungsfestigkeit >300V) benötigen in der Epita-xiedriftzone� vertikale,� säulenartige,� feinstrukturierteDotiergebiete. Diese sog. Kompensationsbauelementeerreichen eine Reduktion des Einschaltwiderstandesum bis zu� eine� Größenordnung.� Diese� Technik� istunter dem CoolMOS bekannt.

Als� neue,� vielversprechende Fertigungstechnologieerscheint� die� Hochenergieimplantation� (bis� 25MeVBor)� über� Siliziumstecilmasken.� Die neue Ferti-gungstechnologie erfordert,� dass� für� verschiedeneBereiche� im� Umfeld� der� HochenergieimplantationNeuentwicklungen angegangen werden müssen. Bei-spielsweise� muss� eine� geeignete� Maskierungstech-nologie gefunden werden und auch das Produkt, derLeistungstransistor, muss neu definiert und entwickeltwerden. Neben diesen Entwicklungsaspekten auf derSeite des Devices� und� des� Herstellungsprozesses,sollten auch Weiterentwicklungen auf der Seite desImplantationsequipments vorgenommen werden.

Um die säulenartigen� Dotiergebiete� des� CoolMOSaufzubauen,� muss� über� die Abfolge von Einzelim-plantationen, die jeweils verschieden Implantations-energien aufweisen, die geforderte Gesamtdosis im-plantiert werden. Das Problem bei dieser Prozessfol-ge besteht darin, dass� nach� jeder� Implantation� dieSpannung� am� Terminal� des� elektrostatischen Tan-detron Implanters umgestellt� werden� muss.� Zusam-men mit der ebenfalls notwendigen Umstellung vonAblenkmagneten wird eine� Zeitspanne� von� 30� Se-kunden bis einige Minuten für einen Wechsel� derImplantationsenergie zu veranschlagen sein. DasProblem wird insbesondere dann wirksam, wenn esdarum geht, die Welligkeit des implantierten Profilszu minimieren. An dieser Stelle ist eine Vielzahl vonEinzelimplantationen mit jeweils leicht unterschiedli-cher Energie notwendig.

Es� ist� daher� wünschenswert� die� Umstellzeit desImplanters zu minimieren oder gar zu eliminieren undeine Methode zu� finden,� auch� kleine� Dosen� quasihomogen über einen großen Tiefenbereich zu vertei-len.

Bisher wurde das Problem der Energievariation aufzwei verschiedene Weisen gelöst.

•� � Eine Möglichkeit� die� Energie� umzustellen� be-steht darin, einen� Energiefilter� zu� verwenden.Dies hat den Vorteil, dass die Energieeinstellungam Implanter fest eingestellt bleibt (sieheAbb.1).

•� � Die triviale Methode beruht darauf, tatsächlichdie Spannung� am� Terminal� zu� verändern� und

Ablenkmagnete etc.� nachzujustieren.� Quasiho-mogene� Dotierprofile� sind� mit dieser Methodejedoch nur schwer� realisierbar.� Die� minimaleSchrittweite wird� durch� wirtschaftliche� Erwä-gungen� (Durchsatz)� und� durch� die noch reali-sierbare Minimaldosis je Energieschritt begrenzt.

Vorgeschlagen wird ein neurer Energiefilter, der z.B.in der Lage ist, einen monoenergetischen Ionenstrahlin ein Kontinuum von Energien zu verwandeln. Aus-gangspunkt der Überlegungen ist...