2026年11月15日(日) 記事を探す決算カレンダー広告掲載このサイトについて
トップ › 仕組み
仕組み

イオン注入とは ホウ素やリンを加速して打ち込み、トランジスタの土台をつくる

イオン注入は、不純物の原子を電気で加速してシリコンに打ち込み、電気の流れ方を変える工程です。専業の米アクセリス・テクノロジーズの2026年7〜9月期の売上は2億3778万ドルで、前年同期比11.3%増でした(計算)。

ポイント
  • イオン注入は、ホウ素やリンなどの原子をイオンにし、電気で加速してシリコンの中に打ち込む工程です。
  • 打ち込む量は加速の電流で、深さは加速の電圧で決まります。
  • 打ち込んだ後は熱処理(アニール)で結晶を直し、原子を働かせます。
  • 専業の米アクセリスの2026年7〜9月期の売上は2億3778万ドル、10〜12月期は約2億7500万ドルを見込みます。

純粋なシリコンは、ほとんど電気を通しません。そこにホウ素を少し混ぜると電子の抜けた穴(正孔)が電気を運ぶp型に、リンやヒ素を混ぜると電子が電気を運ぶn型になります。この「混ぜ物」を狙った場所に、狙った量と深さで入れる方法がイオン注入です。

装置の中で起きること

イオン注入の装置は、大まかに次の4つの部分でできています。

  1. イオン源:原料のガスをプラズマにして、ホウ素やリンなどのイオンをつくります。
  2. 質量分析:磁石でイオンの通り道を曲げ、重さの違いで必要なイオンだけを選び出します。
  3. 加速:電圧をかけてイオンを速くします。電圧が高いほど、ウエハーの深い所まで届きます。
  4. 照射:イオンの線をウエハーの全面に走らせて当てます。電流を積み上げた量が、打ち込んだ原子の数になります。

打ち込まない場所は、レジストという薬剤の膜で覆って守ります。トランジスタの電極の周り、素子どうしを隔てる部分など、1つのチップをつくる間に何度も注入を繰り返します。打ち込んだ直後のシリコンは結晶の並びが乱れているため、次に熱処理をして並びを戻します。

装置の種類

装置は、主に電流の大きさと電圧の高さで分けます。たくさんの原子を浅く入れる大電流型、少ない量を正確に入れる中電流型、深く入れる高エネルギー型です。パワー半導体では、炭化ケイ素(SiC)のように硬い材料に打ち込むため、高い温度で注入する装置も使います。

装置をつくる会社は限られます。米アプライドマテリアルズ、米アクセリス・テクノロジーズ、住友重機械工業の子会社の住友重機械イオンテクノロジーなどです。アクセリスは2025年10月1日に、米ビーコ・インスツルメンツとの合併の合意を発表しています。

アクセリス・テクノロジーズの業績(百万ドル)
項目2025年7〜9月2026年7〜9月
売上213.6237.8
純利益(GAAP)26.037.8
希薄化後1株利益(ドル)0.831.21

7〜9月期の売上総利益率は会計基準で41.0%でした。ラッセル・ロウCEOは、メモリ向けの勢いが続き、パワー半導体と成熟品の分野でも動きが増えていると述べています。

関連する用語

  • ドーパント:シリコンに混ぜるホウ素、リン、ヒ素などの原子です。
  • アニール:注入の後に熱を加え、結晶を直して原子を働かせる工程です。
  • 拡散:イオン注入が広まる前に使われた、高温のガスから不純物を染み込ませる方法です。

アクセリスは2026年10〜12月期の売上を約2億7500万ドル、会計基準の希薄化後1株利益を約1.15ドルと見込んでいます。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

関連する記事