离子注入本质上是一种物理轰击的过程，就是将带有一定能量的带电离子掺杂到硅中，这种高能离子轰击硅晶片，将掺杂原子注入硅衬底，该工艺不可避免地会导致晶体损坏。因此，离子注入后，需要对衬底进行热处理。这是因为硅衬底被离子轰击损坏，需要进行“退火”，这是一种恢复其晶体结构的热处理，以便进行晶格恢复。

这种热处理和离子注入一般是捆绑在一起的，就像前面学习的清洗后要干燥一样。

图3 离子注入硅衬底的路径示意图

当掺杂离子撞击衬底表面时，它会渗透到衬底晶体基质中，深度与其能量和入射角成正比。它不是以线性方式穿透衬底，而是“摇摇晃晃”的路径穿过晶体，因为它的方向因与衬底原子的碰撞而分散（如图3所示）。

图4 离子注入机示意图

离子注入主要用于：源极/漏极离子注入、Well离子注入、Pocket离子注入、Field离子注入等。也就是我们之前这篇文章《芯片制造里的前端工艺和后端工艺》所说的前端工艺。他主要就是在图5这个阶段注入。

图5 在Si衬底上制造的CMOS晶体管的横截面图

对于星友，我们在知识星球学习了《N型和P型衬底有什么区别》，那我们看图5一定要知道哪部分是NMOS,哪部分是PMOS，采用的是什么衬底？采用这种衬底有什么好处。