离子注入机市场升温

离子注入机市场已经稳定,如果不是昏昏欲睡,业务。最后的大事件发生在2011年,当应用材料重新进入离子离子注入机市场通过收购瓦里安,这些工具的全球领先的供应商。收购了离子注入机业务的应用材料占据80%的市场份额,与其他玩家战斗的面包屑。

但经过多年的稳定,这个市场在两条战线上升温。离子离子注入机,一个工厂的工具,用于注入关键掺杂物的设备。离子注入机使源/漏的发展和其他部分的芯片。

Axcelis在目前市场,第二大供应商离子离子注入机,航运是一个新的工具,以从应用材料获取份额。作为回应,应用材料引入了一个新的medium-current离子注入机来抵挡Axcelis。

,在技术方面,离子注入的挑战是改变在转向finFETs和3 d NAND闪存。在平面设计中,离子注入机一般垂直注入掺杂物为底物,这是一个简单的过程。finFETs,然而,一个工具必须植入掺杂物在不同的和艰难的角度。离子注入机,反过来,可能错过了目标,从而影响千篇一律,和产量,设备。

对于finFETs和3 d NAND,下一代离子注入机必须更精确和提供更好的剂量控制,全球产品经理丹尼斯Rodier表示在应用材料。“植入过程一直是关键一步,“Rodier说,“但要求越来越苛刻的3 d世界。”

在7海里以外,将升级的挑战。例如,离子注入机可能难以注入掺杂物小鳍不留下一些伤害。行业是未来探索一系列的选项,如混合工具,结合沉积的优点和植入。还有一些人已经开发出未来的晶体管,消除对离子注入的需求。

植入市场
2014年,离子离子注入机市场预计增长略高于10%,根据Gartner。离子注入机市场略高于2013年8亿美元的业务。业务中所占的份额为80%,应用材料也是领导者的两三个部分在整个离子注入机market-high-current medium-current。大电流离子注入机,用于源/漏开发,约占总市场的55%。Medium-current工具,用于植入物,约占30%。

Axcelis日清,森和爱发科其他球员在真空离子注入机市场。Axcelis是最大的供应商在第三,高能离子注入机段。高能离子注入机,用于深井植入,占整体市场的15%。

“植入步骤要求medium-current离子源的数量可能增长速度比高剂量植入步骤,”大卫·克里斯滕森说,Gartner的分析师。“这是由更高的半导体逻辑组件,与浅连接优先推动medium-current移植的趋势。我们也将开始看到高能慢一点。”

现在在市场上,最大的问题是明确的。新的和令人印象深刻的离子注入机线,可以对应用Axcelis缩小差距?“Axcelis是2014年在一个更好的位置,进入2015年,“Patrick Ho说,Stifel Nicolaus分析师。“现在,这是否意味着我们将看到大部分从应用转向Axcelis吗?我不认为是这样。Axcelis正在上涨,但是我不会夸大批发变化的风景。尽管如此,芯片制造商是快乐的,一个更可行的第二个来源供应商再次重现至少计数器应用材料。”

找一个适当的
在平面设备,主要植入的第一步发生在front-end-of-the-line (FEOL)。简单来说,一个设备经历了浅槽隔离(STI)过程,反过来,将芯片划分为两个部分。设备管理办公室的一部分,而另一个NMOS。两个部分注射不同的掺杂物,它被称为植入。这一步后,退火是用来激活掺杂物。

使用medium-current离子注入机,掺杂物,如砷和磷通常注入pmo,而硼可能用于NMOS。通常,medium-current离子注入机的最大能量范围约900 kev (triple-charge),剂量范围从E11 E14灯头。

像平面,finFETs也需要植入使用medium-current离子注入机。但是传统的垂直或零度植入不会finFETs的技巧。“一些精密的植入物需要一个更高的程度,尤其是角控制和准确性。另外我们看到缺陷性能变得更加重要,”应用Rodier说。

“如果你看看finFET的设计,你有传统的植入。你也有地平面,”Rodier说。”,但更关键的是,你有这些调优植入物如Vt halo-like植入物,类似于你在平面。从植入的角度来看,你可能会得到多个阈值电压,需要在单个芯片上。”

3 d NAND是另一个新兴申请medium-current离子注入机。“如果你正试图涂料底部的通道,然后精确剂量的控制变得非常重要基本不影响侧壁,”他说。“所以在许多情况下,客户不找保形式植入。但是他们正在寻找毒品的通道,这是非常具有挑战性的。你必须有一个很高程度的角精度实现它。”

高电流的变化
另一个重要的和单独的植入步骤发生在源的形成/排水设备的一部分。在平面设备,有三种基本implants-halo;源/漏延伸;和最终的源/漏。通常,这些植入物提供大电流离子注入机。

然而在finFETs,芯片制造商可能消除一些大电流植入步骤。source-drain掺杂,芯片制造商可以利用原位掺杂在外延过程中,而不是植入。源/漏延伸掺杂可能仍然是由精致的植入物,以避免伤害。

多年来,行业一直看着这一过程被称为等离子体掺杂,可以取代大电流离子注入机。“唯一一家生产finFET结构采用传统的大电流注入机系统完成源/漏植入物在两人的第一代两个节点上,”比尔Bintz说Axcelis营销执行副总裁和工程。”有很多的使用等离子体掺杂finFET源/排水,但等离子体掺杂技术尚未投入使用这个应用程序。finFET节点进度和其他集成电路制造商进入游戏,新设备制造的挑战将继续出现和替代方案调查。为此,等离子体掺杂技术将继续发展以及传统离子离子注入机的技术。”

在任何情况下,植入物的源/漏finFETs必须在精确的角度。最大的挑战是反对所谓的阴影效应,这可能影响精度的植入物。“从历史上看,最敏感的植入是source-drain扩展,有时被称为LDD或轻掺杂漏植入。总是0度。如果你有任何穿过晶片离子通量、变异或角轨迹,你可以旋转晶片,做一个四位植入在90度。因此,反过来,你可以平均变异,”Bintz说。“3 d结构,你在一个角度。所以对于每一个通过你做一个植入的晶片,你需要提供一个更紧的剂量均匀性角。”

中期和大电流等工具,高能离子注入机正在寻找新的应用程序。“深隔离井在NAND闪存或图像传感器,你需要去数百万伏。这就是你需要一个高能离子注入机,”他说。

接下来是什么?
除了传统的应用程序中,离子注入机也进入一个新的区域材料修改。“客户正在考虑植入技术来解决非传统的挑战,“Bintz说。“例如,整平对finFETs至关重要。你有一个介质。你要确保它是平面型。有很多的兴趣使用腐蚀。蚀刻应用程序,人们看着应用植入技术,你将模式植入改变腐蚀特点和变化。”

超过10 nm,行业观察新工具技术。“关于植入7纳米掺杂物的关键挑战是获得高层的源/漏延伸鳍或纳米线没有留下损坏或缺陷,”亚伦说中国农历新年庆祝活动之前更换灯笼内,在Imec逻辑项目的主任。“我们正在与主要合作伙伴新低损掺杂离子注入技术,包括修改。”

事实上,应用材料、GlobalFoundries Imec和SK海力士最近描述了一种新技术叫做离子辅助沉积和掺杂(IADD),可用于下一代finFETs。结合沉积和植入技术,IADD提取从等离子体源离子,然后直接到晶圆上。然后,该工具将经过一个离子辅助沉积的过程。该工具可以提供6把砷原子3-keV过程在25度角。

在另一个应用程序,日新最近演示了一个热绝缘硅片finFETs离子注入技术。流,source-drain扩展形成在室温或加热使用砷和其他离子。研究人员20 nm和11 nm厚的SOI finFETs启用,完全退火的结晶。

与此同时,领先的下一代晶体管候选人gate-all-around场效应晶体管。IBM最近描述了gate-all-around硅纳米线场效应晶体管,它消除了离子注入的必要性。Source-drain掺杂发生在外延生长阶段,根据IBM。

这一切意味着离子注入机准备外出吗?几乎没有。离子注入机将用于在可预见的未来。“我看不出任何阻挡者,”应用的Rodier说。“当然,没有问题在10纳米。在7海里,没有人完全理解它会是什么样子。这个行业没有很多能见度7海里。”