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在半导体晶圆制造中，由于纯净硅的导电性能很差，需要加入少量杂质使其结构和电导率发生改变，从而变成一种有用的半导体，这个过程称为掺杂。目前掺杂主要有高温热扩散法和离子注入法两种，离子注入占据着地位。
高温热扩散法：将掺杂气体导入放有硅片的高温炉中，将杂质扩散到硅片内的方法。由于热扩散存在精度较难控制、高热热缺陷等缺点，在现在的工艺中已经较少采用。
离子注入法：通过离子注入机的加速和引导，将要掺杂的离子以离子束形式入射到材料中去，离子束与材料中的原子或分子发生一系列理化反应，入射离子逐渐损失能量，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，最后停留在材料中，实现对材料表面性能的优化或改变。离子注入具备控制能量和剂量、掺杂均匀性好、纯度高、低温掺杂、不受注射材料影响等优点，目前已经成为0.25um特征尺寸以下和大直径硅片制造的标准工艺。
离子注入机与光刻机、刻蚀机和镀膜机并称四大核心装备，开发难度仅次于光刻机。
由于集成电路制程向14nm及以下继续缩小，源漏极的结深相应减小，为了实现浅层掺杂，低能大束流（高剂量/浅度掺杂）日渐成为主流，其技术难度也高，根据浦东投资的统计，目前低能大束流占有离子注入机市场的55%。
按下游领域分类，目前离子注入机可用于众多领域，包括集成电路与IGBT制造 领域、太阳能电池生产领域、AMOLED面板制造等。
离子注入机主要由离子源、磁分析器、加速管或减速管、聚焦和扫描系统、工艺腔（靶室和后台处理系统）五部分组成。设备工作时，从离子源引出的离子经过磁分析器选择出需要的离子，分析后的离子经加速或减速以改变离子的能量，再经过两维偏转扫描器使离子束均匀的注入到材料表面，用电荷积分仪可测量注入离子的数量，调节注入离子的能量可控制离子的注入深度。
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