กระบวนการเจือสารในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ด้วยเทคนิคการยิงฝังประจุไอออนสารเจือ
Semiconductor Device Doping by Ion Implantation Techniques
Keywords:
การเจือสารในผลึกซิลิกอน, การยิงฝังประจุไอออน, เครื่องยิงฝังประจุ, Doping process, Ion Implantation, Ion ImplanterAbstract
กระบวนการเจือสารคือ กระบวนการที่ทำให้สารที่มีความบริสุทธิ์ เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของสารนั้น ๆ การเจือสารในวัสดุสารกึ่งตัวนำจัดทำขึ้นเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของสารนั้นให้ดีขึ้นการเจือสารนิยมใช้สองวิธี คือ วิธีการแพร่สารเจือ (Diffusion) และวิธีการยิงฝังประจุสารเจือ (Implantation) ในบทความนี้นำเสนอการเจือสารโดยเทคนิคการยิงประจุไอออน (Ion Implantation) ประกอบไปด้วย เทคโนโลยีการเจือสารโดยกระบวนการยิงฝังประจุไอออน เครื่องยิงฝังประจุ ขั้นตอนการเจือสาร ผลการเจือสาร การวิเคราะห์ผล ประโยชน์และการประยุกต์ใช้งานการยิงฝังประจุ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวทำขึ้น ณ ศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (ทีเมค) ซึ่งนับได้ว่ามีความพร้อมในการสร้างอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีขนาดลายวงจรในระดับต่ำกว่า 1 ไมครอน บนแผ่นผลึกซิลิกอนขนาด 6 นิ้ว (ภาวัน สยามชัย และคณะ, 2547) Doping is a process of introducing impurities in order to change physical properties of material. In semiconductor, this process is normally used to change electrical properties. The two methods, commonly used, are diffusion and ion implantation techniques. This paper presents an ion implantation technology, an implantation machine, a doping technique, doping results, analytical results, benefits and applications of implantation process. This process is currently used for submicron IC fabrication technology at Thai Microelectronic Center (TMEC).References
การุณ แซ่จอก, มนตรี แสนละมูล, อนุชา เรืองพานิช, สุวัฒน์ โสภิตพันธ์, สุรศักดิ์ เนียมเจริญ และอัมพร โพธิ์ใย. (2548). การศึกษาการยิงฝังประจุในการสร้างบ่อเอ็นสำหรับวงจรรวม 0.8 µ m CMOS.
ในเอกสารการประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้าครั้งที่ 28. (หน้า 1073-1077). กรุงเทพฯ : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์.
ภาวัน สยามชัย, อิทธิ ฤทธาภรณ์ และ Kzuo Imai. (2547). การพัฒนากระบวนการผลิตสิ่งประดิษฐ์ซิลิกอนระดับต่ำไมครอน สำหรับการผลิตวงจรรวมต้นแบบในประเทศไทย. ในเอกสารการประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 27. (หน้า 217-220). กรุงเทพฯ : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น.
มนตรี แสนละมูล, การุณ แซ่จอก, อนุชา เรืองพานิช, โอภาส ตรีทวีศักดิ์, อัมพร โพธิ์ใย และอิทธิ ฤทธาภรณ์. (2548). การศึกษาคุณสมบัติในการยิงฝังโบรอนไดฟลูออไรด์ในกระบวนการสร้างซอสเดรนสำหรับ 0.8 µm CMOS. ในเอกสารการประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 28. (หน้า 1081-1083). กรุงเทพฯ : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์.
มนตรี แสนละมูล, การุณ แซ่จอก, ชาญเดช หรูอนันต์, วิสุทธิ์ ฐิติรุ่งเรือง และ อัมพร โพธิ์ใย. 2550. การศึกษาค่าความต้านทานเชิงแผ่นและความลึกการเจือสาร ในการยิงฝังประจุโบรอนไอออนจากพลาสมา BF3. ๖ ในเอกสารการประชุมวิชาการทางวิศวะรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 30. (หน้า 969-972). กรุงเทพฯ : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.
Anucha Ruangphanit, Sarayuth Wisawaswansuk, Pawadee Mesappawong. (2004). The development of CMOS Fabrication Technology by TSUPREM-4&MEDICI. The International Conference on Smart Materials. Imperial Mae Ping. Chiangmai: Thailand.
Heiner Ryssel and Ingolf Ruge. (1986). Ion Implantation. New York: John Wiley & Sons Inc. p. 5.
Kunihiro Suzuki and Yuji Kataoka. (2004). High-Tilt-Angle Boron Implantation Into Polycrystalline Si Gates.,. IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES,. VOL. 51, NO. 1. 136-140.
Majeed A. Foad, Roger Webb, Roger Smith, Jiro Matsuo, Amir Al-Bayati, T-Sheng-Wang and Tony Cullis. (2000). Shallow junction formation by decaborane molecular ion implantation. J. Vac. Sci. Technol. B 18.1. 445-449.
R. Simonton and L. Rubin. (2000). Channeling Effects in Ion Implantation into Silicon. in Ion Implantation Technology. (303-340). J. Ziegler, ed., Ion Implantation Technology Co.
Stanley Wolf and Richard N. Tauber. (1986). SILICON PROCESSING FOR THE VLSI ERA Volume 1: process technology. Lattice Press.
