项目编号 | B01-2019-J010 |
项目名称 | 大束流离子注入机装备及工艺研发 |
候选单位 | 北京烁科中科信电子装备有限公司 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 上海凯世通半导体股份有限公司 中国科学院微电子研究所 上海集成电路研发中心有限公司 清华大学 北京大学 北京中科信电子装备有限公司 |
候选人 | 张 丛 欧 欣 曾晓斌 彭立波 谢均宇 李士会 彭 彬 林 萍 杨亚兵 陈 炯 刘仁杰 李俊峰 康晓旭 杨开明 许晓燕 |
项目简介 | 该成果属于集成电路技术领域。我国集成电路产业发展严重受制于集成电路制造装备,离子注入机是技术难度最高、最核心的“卡脖子”装备之一,极易在国际贸易争端中被技术封锁,形成战略压制和经济钳制。国内集成电路产业发展急需解决离子注入装备的自主可控。该成果突破了市场占有率最大、应用最广泛的大束流离子注入机关键技术,成功研制出整机并实现量产应用,同时为下一代掺杂工艺提供了创新解决办法。主要创新点:
1.低能大束流离子注入机,解决了宽带束分析器,剂量均匀性精确控制、污染控制、靶室高效传输等关键技术,实现了45-22纳米集成电路芯片制造掺杂工艺的产品应用。研究45-22纳米超浅结注入工艺,分析注入工艺参数对掺杂杂质分布的影响,完成采用低能离子注入技术形成超浅结的45-22纳米演示器件的工艺制备。通过28纳米芯片量产应用验证,填补国内空白并实现国产替代,应用于中芯国际等国内主要芯片制造厂商,实现了产业化。
2.发明了新型低能、超低能离子束传输与离子光学核心技术。该项目通过研究超低能大束流离子传输理论,突破现有低能大束流离子注入机光路结构的束缚,创新设计和配置离子光学传输光路与光路单元,建立超低能大束流离子传输数学模型,通过超低能大束流传输理论分析和精细仿真,获得具有自主知识产权的先进超低能大束流离子束光路系统,掌握超低能大束流离子注入机光路系统从设计、加工制造到装配调试的完全自主知识产权。
3.研制出长寿命、大束流、高品质宽带束离子源,解决了引出束流发散度控制、束流密度控制、离子源结构设计等关键技术,发明了溅射电子碰撞产生离子的新工艺。使离子源能长时间引出大束流并正常地工作。大幅提升束流品质,使离子束流可控性增强,束流产生效率和流强均达到先进芯片制造应用要求。
4.在国际上率先采用离子注入工艺实现垂直纳米线阵列的均匀掺杂,通过探针扫描显微方法在纳米尺度上表征出离子注入掺杂纳米线截面的载流子的分布情况,揭示了注入后载流子表面偏析和钝化现象。研究结果对垂直结构的硅纳米线晶体管的离子注入掺杂将具有指导意义,为5纳米以下芯片制备离子注入掺杂工艺提供参考,研究成果获得国际离子注入技术大会(IIT)青年科学家奖。
该成果获得授权发明专利56项,发布SCI论文23篇,EI论文10篇。实现直接经济效益近4.4亿元,间接经济效益31.7亿元。
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