據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，中國電子科技集團(tuán)有限公司于3月17日對外宣布，該集團(tuán)旗下裝備子集團(tuán)攻克系列“卡脖子”技術(shù)，已成功實(shí)現(xiàn)離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，包括中束流、大束流、高能、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機(jī)，工藝段覆蓋至28nm，為我國芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)上重要一環(huán)，為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機(jī)一站式解決方案。

在晶圓制造中，總共有七大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分別是擴(kuò)散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蝕(Etch)、離子注入(Ion Implant)、薄膜生長(Dielectric Deposition)、拋光(CMP，即化學(xué)機(jī)械拋光)、金屬化(Metalization)。

晶圓制造需要七大類的生產(chǎn)設(shè)備，包括：擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備（包括PECVD、LPCVD、ALD等）、化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)、清洗機(jī)。

半導(dǎo)體材料的特性之一就是導(dǎo)電性和導(dǎo)電類型（N 型和 P 型），這個(gè)能夠通過在材料中摻入專門的雜質(zhì)而被產(chǎn)生和控制，通過引入專門的摻雜物，形成使晶體管和二極管工作的 PN 結(jié)。這里主要有兩種方式：采用離子注入或熱擴(kuò)散工藝，在晶圓表面形成PN結(jié)。

熱擴(kuò)散是指通過加熱，將摻雜材料散布到晶圓體內(nèi)，而現(xiàn)在離子注入已經(jīng)逐漸取代了較老的熱擴(kuò)散工藝，并且在當(dāng)今的小型和多種結(jié)構(gòu)器件方面起作用，與熱擴(kuò)散不同，離子注入是物理過程，也就是說注入動(dòng)作不依賴于雜質(zhì)與晶圓材料的化學(xué)反應(yīng)，意味著工藝在接近室溫下可以進(jìn)行，寬范圍濃度的摻雜成為可能，并可以對晶圓內(nèi)摻雜的位置和數(shù)量進(jìn)行更好的控制，因此廣泛應(yīng)用于先進(jìn)電路的摻雜步驟。而離子注入機(jī)就是實(shí)現(xiàn)這一步驟的關(guān)鍵設(shè)備。

離子注入機(jī)由離子源、離子引入和質(zhì)量分析器、加速管、掃描系統(tǒng)和工藝腔組成，可以根據(jù)實(shí)際需要省去次要部位。離子源是離子注入機(jī)的主要部位，作用是把需要注入的元素氣態(tài)粒子電離成離子，決定要注入離子的種類和束流強(qiáng)度。離子源直流放電或高頻放電產(chǎn)生的電子作為轟擊粒子，當(dāng)外來電子的能量高于原子的電離電位時(shí)，通過碰撞使元素發(fā)生電離。碰撞后除了原始電子外，還出現(xiàn)正電子和二次電子。正離子進(jìn)入質(zhì)量分析器選出需要的離子，再經(jīng)過加速器獲得較高能量，由四級透鏡聚焦后進(jìn)入靶室，進(jìn)行離子注入。

而根據(jù)能量范圍和注入劑量范圍的不同，常用的生產(chǎn)型離子注入機(jī)主要分為三種類型：低能大束流注入機(jī)、中束流注入機(jī)和高能注入機(jī)。

其中，高能離子注入機(jī)的能量范圍需要高達(dá)幾MeV（百萬電子伏特），是離子注入機(jī)中技術(shù)難度最大的機(jī)型。

一直以來，離子注入機(jī)的國產(chǎn)化率較低，大部分的離子注入機(jī)市場被 Applied Materials、Axcelis、SEN、AIBT 等國際品牌壟斷。特別是在高能離子注入機(jī)市場，國內(nèi)之前一直是空白。

去年6月，中國電子科技集團(tuán)有限公司旗下的中電科電子裝備集團(tuán)有限公司（簡稱“電科裝備”）在高能離子注入機(jī)上實(shí)現(xiàn)了突破，可謂是打破了國外廠商的壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)的空白。

而在此之前，電科裝備在離子注入機(jī)領(lǐng)域已連續(xù)突破中束流、大束流、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機(jī)產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化難題，產(chǎn)品廣泛服務(wù)于全球知名芯片制造企業(yè)。

電科裝備離子注入機(jī)總監(jiān)張叢當(dāng)時(shí)就曾表示，電科裝備將在年底前推出首臺高能離子注入機(jī)，實(shí)現(xiàn)我國芯片制造領(lǐng)域全系列離子注入機(jī)自主創(chuàng)新發(fā)展，并為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機(jī)成套解決方案。

編輯：芯智訊-浪客劍