摘要:据新华网报道,中国电子科技集团有限公司于3月17日对外宣布,该集团旗下装备子集团攻克系列“卡脖子”技术,已成功实现离子注入机全谱系产品国产化,包括中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机,工艺段覆盖至28nm,为我国芯片制造产业链补上重要一环,为全球芯片制造企业提供离子注入机一站式解决方案。

据新华网报道,中国电子科技集团有限公司于3月17日对外宣布,该集团旗下装备子集团攻克系列“卡脖子”技术,已成功实现离子注入机全谱系产品国产化,包括中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机,工艺段覆盖至28nm,为我国芯片制造产业链补上重要一环,为全球芯片制造企业提供离子注入机一站式解决方案。

芯片制造关键设备再突破,离子注入机实现全谱系产品国产化-芯智讯
在晶圆制造中,总共有七大关键环节,分别是扩散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蚀(Etch)、离子注入(Ion Implant)、薄膜生长(Dielectric Deposition)、抛光(CMP,即化学机械抛光)、金属化(Metalization)。

晶圆制造需要七大类的生产设备,包括:扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备(包括PECVD、LPCVD、ALD等)、化学机械抛光机、清洗机。

半导体材料的特性之一就是导电性和导电类型(N 型和 P 型),这个能够通过在材料中掺入专门的杂质而被产生和控制,通过引入专门的掺杂物,形成使晶体管和二极管工作的 PN 结。这里主要有两种方式:采用离子注入或热扩散工艺,在晶圆表面形成PN结。

热扩散是指通过加热,将掺杂材料散布到晶圆体内,而现在离子注入已经逐渐取代了较老的热扩散工艺,并且在当今的小型和多种结构器件方面起作用,与热扩散不同,离子注入是物理过程,也就是说注入动作不依赖于杂质与晶圆材料的化学反应,意味着工艺在接近室温下可以进行,宽范围浓度的掺杂成为可能,并可以对晶圆内掺杂的位置和数量进行更好的控制,因此广泛应用于先进电路的掺杂步骤。而离子注入机就是实现这一步骤的关键设备。

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离子注入机由离子源、离子引入和质量分析器、加速管、扫描系统和工艺腔组成,可以根据实际需要省去次要部位。离子源是离子注入机的主要部位,作用是把需要注入的元素气态粒子电离成离子,决定要注入离子的种类和束流强度。离子源直流放电或高频放电产生的电子作为轰击粒子,当外来电子的能量高于原子的电离电位时,通过碰撞使元素发生电离。碰撞后除了原始电子外,还出现正电子和二次电子。正离子进入质量分析器选出需要的离子,再经过加速器获得较高能量,由四级透镜聚焦后进入靶室,进行离子注入。

而根据能量范围和注入剂量范围的不同,常用的生产型离子注入机主要分为三种类型:低能大束流注入机、中束流注入机和高能注入机。

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其中,高能离子注入机的能量范围需要高达几MeV(百万电子伏特),是离子注入机中技术难度最大的机型。

一直以来,离子注入机的国产化率较低,大部分的离子注入机市场被 Applied Materials、Axcelis、SEN、AIBT 等国际品牌垄断。特别是在高能离子注入机市场,国内之前一直是空白。

去年6月,中国电子科技集团有限公司旗下的中电科电子装备集团有限公司(简称“电科装备”)在高能离子注入机上实现了突破,可谓是打破了国外厂商的垄断,填补了国内的空白。

而在此之前,电科装备在离子注入机领域已连续突破中束流、大束流、特种应用及第三代半导体等离子注入机产品研发及产业化难题,产品广泛服务于全球知名芯片制造企业。

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电科装备离子注入机总监张丛表示,电科装备将在年底前推出首台高能离子注入机,实现我国芯片制造领域全系列离子注入机自主创新发展,并为全球芯片制造企业提供离子注入机成套解决方案。

​编辑:芯智讯-浪客剑