离子注入技术是一种向半导体衬底中引入可控数量的杂质以改变电学性能的方法。离子注入的原理是注入高能离子进入半导体材料,离子与晶格原子碰撞,逐渐失去能量并最终停留在材料中。注入的离子会与原子核或电子发生碰撞,其中电子碰撞过程中离子路径几乎不变,能量转换非常小,而且晶体结构的损伤也可以忽略,这种“软”碰撞称为电子阻滞。总阻滞力可以表示为离子在衬底内移动单位距离时的能量损失。
离子注入技术的优点包括:
1、离子注入的掺杂浓度不受杂质在衬底中的固溶度限制,因此注入杂质含量可以更灵活地控制。
2、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。
3、离子注入能够重复控制杂质的浓度和深度。
然而,离子注入技术也有缺点,包括:
1、高能离子的轰击会对半导体材料的晶格结构造成损伤。
2、离子注入设备的复杂性。
离子注入技术不仅应用于半导体制造,还应用于金属材料改性。离子注入应用于金属材料改性,是在经过热处理或表面镀膜工艺的金属材料上,注入一定剂量和能量的离子到金属材料表面,改变材料表层的化学成份、物理结构和相态,从而改变材料的力学性能、化学性能和物理性能。离子注入能改变材料的声学、光学和超导性能,提高材料的工作硬度、耐磨损性、抗腐蚀性和抗氧化性,最终延长材料工作寿命。

离子注入技术的发展趋势是跟上国际发展趋势,提高技术水平,为微电子行业产业化的后续发展提供技术支撑。