离子注入机专利-离子注入与蒸发镀膜复合技术的

离子注入与蒸发镀膜复合技术的应用方向和发展

20世纪70年代初，经受文化大革命”批判的邹世昌回到了研作岗位，此时他究领域已转到研究离子束与固体材料的相互作用及其在半导体材料与器件方面的应用。当时“文化命”还在继续，能用的设备是国内制造的第一台20万电子伏特能量离子注入机，性能很不稳定。邹世昌先参加了CMOS集成电路（电子手表分频器）阈值电压控制的后期部分工作，这是在中国将离子注入应用于半导体集成电路。1974 年与上海原子核研究所合作在该离子注入机上配置束流准直器及精密定角器，建立了背散射能谱测量及沟道效应分析系统，应用于离子注入半导体的表面层组分浓度分布的测定、晶格损伤的分析以及掺杂原子晶格定位，于1975年完成了氖离子背面注入损伤吸收硅中重杂质以改善p-n结反向漏电特性的研究工作。同年9月，邹世昌在西德卡尔斯鲁厄“离子束表面分析”国际学术会议上发表了这篇论文，引起国际同行好评。令他们十分惊讶的是国际上一般都要用百万以上电子伏特能量加速器及精密仪器进行的实验，中国竟在自制的设备上完成了。这是篇在国际学术界发表的利用离子背散射能谱分析开展半导体研究的论文。1978年又与上海光机所合作在国内率先开展了半导体激光退火的研究工作。在建立了上述技术的基础上，邹世昌领导的离子束实验室对离子束与固体材料的相互作用进行了系统的研究并应用于材料的改性、合成、加工、分析，陆续完成了以下一些研究工作。（1）半导体离子注入：研究了离子注入硅的损伤及其退火行为，独创性地提出了用二氧化碳激光从背面照射对离子注入半导体进行退火及合金化的新方法，这项工作获中国科学院1982年重大科技成果二等奖。研究了用双离子注入的办法在磷化铟中得到了的载流子浓度及掺杂电激活率，并用全离子注入技术率先研制出国内第一块120门砷化镓门阵列电路和高速分频器，获中国科学院1990年科技进步奖一等奖。

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（2）SOI技术：对SOI技术进行了系统的研究，用离子注入和激光再结晶方法合成了SOI新材料。解决了激光再结晶SOI 材料适于制作电路的表面质量问题，获得一项发明专利。在深入分析SOI材料光学效应的基础上，提出了一套非破坏性的表征技术，进而研制成功新型的CMOS/SOI电路。该项目获中国科学院1990年自然科学奖二等奖。近年来SOI材料已进入实用并将成为21世纪硅集成电路的基础技术，说明邹世昌对这一新研究领域的高瞻远瞩。
（3）离子束微细加工：研究了低能离子束轰击材料表面引起的溅射、损伤和貌相变化等物理现象，并用反应离子束微细加工在石英基片上刻蚀出批实用闪耀全息光栅，闪耀角可控，工艺重复稳定，衍射效率大为提高，这是光栅制造技术的重大突破，获中国科学院1987年科技进步二等奖与1989年科技进步奖三等奖。