離子注入 - 沙子做的CPU憑什么賣那么貴？

　　12.離子注入

　　在特定的區(qū)域，有意識地導(dǎo)入特定雜質(zhì)的過程稱為“雜質(zhì)擴散”。通過雜質(zhì)擴散可以控制導(dǎo)電類型（P結(jié)、N結(jié)）之外，還可以用來控制雜質(zhì)濃度以及分布。

　　現(xiàn)在一般采用離子注入法進行雜質(zhì)擴散，在離子注入機中，將需要摻雜的導(dǎo)電性雜質(zhì)導(dǎo)入電弧室，通過放電使其離子化，經(jīng)過電場加速后，將數(shù)十到數(shù)千keV能量的離子束由晶圓表面注入。離子注入完畢后的晶圓還需要經(jīng)過熱處理，一方面利用熱擴散原理進一步將雜質(zhì)“壓入”硅中，另一方面恢復(fù)晶格完整性，活化雜質(zhì)電氣特性。

　　離子注入法具有加工溫度低，可均勻、大面積注入雜質(zhì)，易于控制等優(yōu)點，因此成為超大規(guī)模集成電路中不可缺少的工藝。

　　10.再次清除光刻膠

　　完成離子注入后，可以清除掉選擇性摻雜殘留下來的光刻膠掩模。此時，單晶硅內(nèi)部一小部分硅原子已經(jīng)被替換成“雜質(zhì)”元素，從而產(chǎn)生可自由電子或空穴。

　　左：硅原子結(jié)構(gòu)；中：摻雜砷，多出自由電子；右：摻雜硼，形成電子空穴

　　11.絕緣層處理

　　此時晶體管雛形已經(jīng)基本完成，利用氣相沉積法，在硅晶圓表面全面地沉積一層氧化硅膜，形成絕緣層。同樣利用光刻掩模技術(shù)在層間絕緣膜上開孔，以便引出導(dǎo)體電極。

　　12.沉淀銅層

　　利用濺射沉積法，在晶圓整個表面上沉積布線用的銅層，繼續(xù)使用光刻掩模技術(shù)對銅層進行雕刻，形成場效應(yīng)管的源極、漏極、柵極。最后在整個晶圓表面沉積一層絕緣層以保護晶體管。