离子注入技术是怎样发展起来的 离子注入技术的主要特点

离子注入技术是怎样发展起来的？可能很多人都不太了解吧，离子注入技术的发展是一个逐步演进的过程，它依托于物理学、化学和材料科学等多个领域的交叉融合，并在微电子、材料改性、生物医学等领域得到了广泛的应用，下面就一起去看看离子注入技术的主要特点吧！

离子注入技术是怎样发展起来的

早在本世纪40年代，人们就开始用离子注入来模拟原子反应堆结构材料的辐射损伤。从50年代开始，人们将离子注入作为替代热扩散的一种掺杂新方法应用于半导体材料。到了60年代初，已经研制成功磷离子注入硅的大面积浅结二极管，第一次生产出离子注入的半导体器件——核粒子探测器，这标志离子注入在半导体领域的实用化的开始，向人们预示了离子注入引人注目的应用前景。

随后，离子注入的研究和开发在国际上形成热潮，无论在基础研究还是实际应用方面都取得了极大进展，逐步走向成熟。到了70年代，离子注入已经成为大规模集成电路和超大规模集成电路研究和生产的关键工艺之一，对现代微电子学和计算机技术的飞速发展作出了重要的贡献。从70年代开始，离子注入的应用扩展到了金属、陶瓷等非半导体材料的表面改性，开辟了一种新的独特的材料表面优化方法，经过80和90年代的发展，已经从实验室研究走向广泛的实际应用。

离子注入技术的主要特点

非热平衡过程：离子注入是一个高能量的过程，其注入的能量可以高出热平衡能量的2～3个数量级，使得离子注入不受热力学平衡条件的限制，理论上任何元素都可注入任何基体材料。

高纯度注入：注入离子的纯度高、能量单一，注入环境清洁、干燥，杂质污染极低，保证了掺杂的均匀性高。

精确控制：离子注入可以通过控制注入剂量、注入能量及束流密度来精确控制注入离子的浓度和深度的分布，使得掺杂的浓度和结深在扩散过程中无法独立控制的问题得以解决。

低损伤：离子注入的掺杂浓度不受杂质在衬底中的固溶度限制，不会改变化合物半导体材料的组份，且离子注入的横向掺杂效应很小，有利于缩小芯片的面积，降低功耗。

低温处理：离子注入过程一般在常温下进行，对离子掩蔽层的要求不苛刻，二氧化硅、光刻胶等都可以作为掩蔽层，避免了高温过程带来的不利影响，如结的推移、热缺陷、硅片的变形等。

高结合力：离子注入层相对基体材料没有明显的界面，与基体结合牢固，不存在剥落问题。

高精度：离子注入可以在很广的掺杂物浓度范围内进行，掺杂物离子主要以垂直方向注入硅衬底中，而且掺杂区域非常接近光刻胶遮蔽层所定义的区域，提高了集成电路的集成度和器件的工作频率。

高纯度：通过质量分析器选出单一的杂质离子，保证了掺杂的纯度。

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