Proces iónovej implantácie a difúzie

Iónová implantácia je metóda dopovania polovodičov a jeden z hlavných procesov pri výrobe polovodičov.

Prečo doping?

Čistý kremík/vlastný kremík nemá vo vnútri žiadne voľné nosiče (elektróny alebo otvory) a má zlú vodivosť. V polovodičovej technológii je doping zámerným pridaním veľmi malého množstva atómov nečistôt k vnútornému kremíku, aby sa zmenili elektrické vlastnosti kremíka, čím sa stane vodivejším, a preto ho možno použiť na výrobu rôznych polovodičových zariadení. Dopingom môže byť doping typu n alebo doping typu p. doping typu n: dosiahnutý dopovaním päťmocných prvkov (ako je fosfor, arzén atď.) do kremíka; Dopovanie typu p: dosiahnuté dotovaním trojmocných prvkov (ako je bór, hliník atď.) do kremíka. Dopingové metódy zvyčajne zahŕňajú tepelnú difúziu a implantáciu iónov.

Metóda tepelnej difúzie

Tepelná difúzia spočíva v migrácii prvkov nečistôt do kremíka zahrievaním. Migrácia tejto látky je spôsobená vysoko koncentrovaným prímesovým plynom smerom k nízko koncentrovanému kremíkovému substrátu a jej migračný režim je určený koncentračným rozdielom, teplotou a difúznym koeficientom. Jeho dopingový princíp spočíva v tom, že pri vysokej teplote získajú atómy v kremíkovej doštičke a atómy v dopingovom zdroji dostatok energie na pohyb. Atómy dopingového zdroja sa najskôr adsorbujú na povrchu kremíkového plátku a potom sa tieto atómy rozpustia v povrchovej vrstve kremíkového plátku. Pri vysokých teplotách dopovacie atómy difundujú dovnútra cez mriežkové medzery kremíkového plátku alebo nahradia pozície atómov kremíka. Nakoniec dopingové atómy dosiahnu určitú distribučnú rovnováhu vo vnútri plátku. Metóda tepelnej difúzie má nízke náklady a vyspelé procesy. Má však aj určité obmedzenia, ako napríklad kontrola hĺbky a koncentrácie dopingu nie je taká presná ako implantácia iónov a proces pri vysokej teplote môže spôsobiť poškodenie mriežky atď.

Iónová implantácia:

Vzťahuje sa na ionizáciu dopovacích prvkov a vytvorenie iónového lúča, ktorý sa urýchľuje na určitú energiu (úroveň keV ~ MeV) vysokým napätím, aby sa zrazil s kremíkovým substrátom. Dopovacie ióny sa fyzicky implantujú do kremíka, aby zmenili fyzikálne vlastnosti dotovanej oblasti materiálu.

Výhody iónovej implantácie:

Ide o nízkoteplotný proces, množstvo implantácie/množstvo dopingu možno monitorovať a obsah nečistôt možno presne kontrolovať; hĺbka implantácie nečistôt môže byť presne kontrolovaná; rovnomernosť nečistôt je dobrá; okrem tvrdej masky možno ako masku použiť aj fotorezist; nie je obmedzená kompatibilitou (rozpúšťanie atómov nečistôt v kryštáloch kremíka v dôsledku tepelného difúzneho dopovania je obmedzené maximálnou koncentráciou a existuje vyrovnaný limit rozpúšťania, zatiaľ čo implantácia iónov je nerovnovážny fyzikálny proces. Atómy nečistôt sú vstrekované do kremíkových kryštálov s vysokou energiou, ktorá môže prekročiť prirodzený limit rozpúšťania nečistôt v kremíkových kryštáloch. Jedným z nich je navlhčiť veci potichu a druhým je prinútiť sa k úklonu.)

Princíp implantácie iónov:

Po prvé, atómy plynu nečistôt sú zasiahnuté elektrónmi v iónovom zdroji, aby vytvorili ióny. Ionizované ióny sú extrahované sacou zložkou za vzniku iónového lúča. Po magnetickej analýze sú ióny s rôznym pomerom hmotnosti k náboju vychýlené (pretože iónový lúč vytvorený v prednej časti obsahuje nielen iónový lúč cieľovej nečistoty, ale aj iónový lúč iných materiálových prvkov, ktoré musia byť filtrované von) a iónový lúč čistých nečistôt, ktorý spĺňa požiadavky, sa oddelí a potom sa urýchli vysokým napätím, zvýši sa energia, zaostrí sa a elektronicky sa naskenuje a nakoniec zasiahne cieľovú polohu, aby sa dosiahla implantácia.

Nečistoty implantované iónmi sú bez úpravy elektricky neaktívne, takže po implantácii iónov sa vo všeobecnosti podrobia vysokoteplotnému žíhaniu, aby sa aktivovali ióny nečistôt, a vysoká teplota môže opraviť poškodenie mriežky spôsobené implantáciou iónov.

Semicorex ponúka vysokú kvalituSiC dielyv procese iónovej implantácie a difúzie. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com