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Alternative Methoden zur direkten Protonenimplantation

IP.com Disclosure Number: IPCOM000028001D
Original Publication Date: 2004-May-25
Included in the Prior Art Database: 2004-May-25
Document File: 1 page(s) / 24K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer bestimmte Technologien ist die Protonenimplantation vorteilhaft fuer die Leistungsfaehigkeit der Bauteile. Die Energien sind so gewaehlt, dass die Protonen einige 10 μm in den Wafer eindringen. Dabei werden atomphysikalische Mechanismen zur Erzeugung hochenergetischer Protonen genutzt, indem die Protonen nicht primaer erzeugt und beschleunigt werden, sondern erst auf dem Weg zum Wafer als schnelle Protonen entstehen, welche dann in den Wafer gelangen. Die erreichbaren Protonenstrahlstroeme entsprechen dabei den Wirkungsquerschnitten fuer die Stossprozesse, wie sie im Folgenden beschrieben werden. Damit sollten hoehere Protonenstrahlstroeme und eine geringere Strahlenbelastung als bei herkoemmlichen Methoden moeglich. Folgende Protonenerzeugungsmechanismen koennen angewendet werden: (a) Einleitung von ionisiertem Wasserstoff H+ direkt vor dem Wafer. Implantiert wird beispielsweise Silizium oder Arsen. Durch zentrale Stoesse (Rutherford-Streuung) wird Energie entsprechend der Massenverhaeltnisse auf die Wasserstoffionen uebertragen und diese in den Wafer eingetrieben. Die Erzeugung der Wasserstoffionen kann durch die Verwendung von PEF-Systemen (Plasma Electron Floodgun) unter Verwendung von Wasserstoff als Plasmagas und Umkehrung der Extraktionsspannung erfolgen. Da sehr hohe Energien fuer die „treibenden“ Ionen benoetigt werden, kommen fuer diese Implantationen Hochenergieimplantationsanlagen zum Einsatz.

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Alternative Methoden zur direkten Protonenimplantation

Idee: Dr. Andreas Kyek, DE-Regensburg

Fuer bestimmte Technologien ist die Protonenimplantation vorteilhaft fuer die Leistungsfaehigkeit der Bauteile. Die Energien sind so gewaehlt, dass die Protonen einige 10 µm in den Wafer eindringen. Dabei werden atomphysikalische Mechanismen zur Erzeugung hochenergetischer Protonen genutzt, indem die Protonen nicht primaer erzeugt und beschleunigt werden, sondern erst auf dem Weg zum Wafer als schnelle Protonen entstehen, welche dann in den Wafer gelangen. Die erreichbaren Protonenstrahlstroeme entsprechen dabei den Wirkungsquerschnitten fuer die Stossprozesse, wie sie im Folgenden beschrieben werden. Damit sollten hoehere Protonenstrahlstroeme und eine geringere Strahlenbelastung als bei herkoemmlichen Methoden moeglich.

Folgende Protonenerzeugungsmechanismen koennen angewendet werden:

(a) Einleitung von ionisiertem Wasserstoff H+ direkt vor dem Wafer. Implantiert wird beispielsweise Silizium oder Arsen. Durch zentrale Stoesse (Rutherford-Streuung) wird Energie entsprechend der Massenverhaeltnisse auf die Wasserstoffionen uebertragen und diese in den Wafer eingetrieben. Die Erzeugung der Wasserstoffionen kann durch die Verwendung von PEF-Systemen (Plasma Electron Floodgun) unter Verwendung von Wasserstoff als Plasmagas und Umkehrung der Extraktionsspannung erfolgen. Da sehr hohe Energien fuer die "treibenden" Ionen benoetigt werden, kommen fuer diese Implantationen Hochenergieimplantationsanlagen zum Einsatz.

(b) Entsprechend (a), jedoch Einleitung eines nicht ionisierten wasserstoffhaltigen Gases, eventuell unter Druck. Der Wasserstoff wird durch zentralen Stoss eingetrieben.

(c) Aufbringen einer sehr duennen wasserstoffhaltig...