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イオン注入とは

イオン注入とは、ドーパントとなる元素をイオン化し、電界で加速してウェーハへ打ち込む工程です。 打ち込む個数と加速エネルギーを選ぶことで、不純物の濃度と深さを制御します。

イオン注入が担うのは、シリコンの電気的な性質を場所ごとに作り分けることです。純粋なシリコンだけではトランジスタは働きません。特定の場所へ不純物(ドーパント)を入れ、電子が多い領域と正孔が多い領域を作ります。

打ち込みという方式が選ばれる理由は、制御性にあります。イオン化した元素を電界で加速すれば、加速電圧で入る深さが決まり、流した電流と時間で打ち込む個数が決まります。単位面積あたりに打ち込む個数をドーズ量と呼びます。したがって、濃度と深さを独立した数値として設定できます。

装置は用途で分かれます。Axcelisは公式製品ページでPurionのイオン注入プラットフォームを掲載し、製品を高電流、中電流、中エネルギー、高エネルギーに分けて示しています。浅い領域へ濃く打つには大きな電流が要り、深い領域へ届かせるには高いエネルギーが要ります。1台で全域を担うより、領域ごとに装置を分けるほうが効率が上がります。

イオン注入 ─ 深さはエネルギー、濃度はドーズ量
イオン源元素を電離質量分析狙う種だけ選ぶ加速深さを決める平行ビームウェーハ濃度深さ低エネルギー:浅い高エネルギー:深いドーズ量が山の高さ=濃度
イオン源で作ったイオンから狙う種だけを質量分析で選び、加速してウェーハへ打ち込みます。加速エネルギーが入る深さを、ドーズ量が濃度を決めます。ビームの平行度がそろわないと、面内で深さと分布がずれます。

面内のそろい方は、ビームの作り方で決まります。日新イオン機器は公式ページで、EXCEEDシリーズの特長として平行ビーム方式を挙げ、ビーム平行度を±0.5度以内に制御できること、注入前の均一性を検証できること、エネルギー汚染を完全に排除できること、300mmウェーハ用のFOUPロードポートを備えることを示しています。

角度がばらつくと、場所ごとに深さがずれます
入射角がばらつく場合ウェーハ断面深さと分布が場所ごとにずれます平行ビームの場合ウェーハ断面面内で深さと分布がそろいます日新イオン機器は公式ページで、EXCEEDシリーズの平行ビーム方式と、ビーム平行度を±0.5度以内に制御できることを挙げています入射角の違いは、図では実際より大きく描いています
入射角がばらついたビームでは、ウェーハの場所ごとに入る深さと分布がずれます。日新イオン機器が公式ページで挙げる平行ビーム方式はこの入射角をそろえる方式で、平行度を±0.5度以内に制御できるとしています。

温度も条件のひとつになります。同じ公式ページは、IMPHEAT-IIの特長として、ウェーハ温度が最大500℃であること、アルミニウムイオンの注入に対応すること、パワーデバイス用途向けの設計であることを挙げています。SiCのように常温注入では結晶の損傷が回復しにくい材料では、加熱しながら打ち込む方式が取られます。

この用語に対応する装置と製造メーカー

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装置カタログDBから、この用語に一致する製品familyを持つメーカー 3社5family を引いています。 各行は各社の公式製品ページを出典とします。 DBからの生成日: 2026-08-22

出典は各社の公式製品ページです。 装置カタログDB では、同じ製品familyを工程・メーカー横断で検索できます。

イオン注入とは何ですか?

ドーパントとなる元素をイオン化し、電界で加速してウェーハへ打ち込む工程です。打ち込む個数(ドーズ量)と加速エネルギーを選ぶことで、不純物の濃度と深さを制御します。

ドーズ量とエネルギーは何を決めますか?

ドーズ量は単位面積あたりに打ち込むイオンの個数で、不純物の濃度を決めます。加速エネルギーはイオンが基板へ入る深さを決めます。この2つの組み合わせが、狙う濃度分布を作ります。

イオン注入装置はどう分類しますか?

電流とエネルギーで分けます。Axcelisは公式サイトで、製品を高電流(High Current)、中電流(Mid Current)、中エネルギー(Medium Energy)、高エネルギー(High Energy)に分けて掲載しています。浅く濃く打つ用途と、深く打つ用途で装置が変わります。

ビームの平行度はなぜ要るのですか?

ウェーハ面内で入射角がそろわないと、打ち込まれる深さと分布が場所ごとにずれるためです。日新イオン機器は公式ページで、EXCEEDシリーズの特長として平行ビーム方式と、ビーム平行度を±0.5度以内に制御できることを挙げています。

高温でイオン注入することはありますか?

あります。日新イオン機器は公式ページで、IMPHEAT-IIの特長としてウェーハ温度が最大500℃であること、アルミニウムイオンの注入に対応すること、パワーデバイス用途向けであることを挙げています。SiCなどの材料では高温注入が使われます。

イオン注入装置のメーカーはどこですか?

当サイトの装置カタログDBでは、イオン注入に一致する製品familyを持つメーカーを公式製品ページ単位で引けます。Axcelis、Applied Materials、日新イオン機器などが該当します。

この記事の事実は次の一次資料を根拠とし、各URLの到達可否をこちらで実測しています。したがって、リンク先が移動または消滅した場合は、その旨をこのページへ反映します。

  • Axcelis「Purion Ion Implantation Equipment」公式製品ページ(2026年8月22日にリンク生存を実測、200)
  • 日新イオン機器「Ion Implantation Services」公式ページ(2026年8月22日にリンク生存を実測、200)
  • 装置と製造メーカーの行は intel.equipment_vendor_families(公式製品ページ由来)から生成
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