Proces dopingu polovodičov

Jednou z jedinečných vlastností polovodičových materiálov je, že ich vodivosť, ako aj ich typ vodivosti (typ N alebo typ P), možno vytvoriť a kontrolovať prostredníctvom procesu nazývaného doping. To zahŕňa zavedenie špeciálnych nečistôt, známych ako dopanty, do materiálu, aby sa vytvorili spoje na povrchu plátku. Priemysel využíva dve hlavné dopingové techniky: tepelnú difúziu a iónovú implantáciu.

Pri tepelnej difúzii sa dopujúce materiály zavádzajú do exponovaného povrchu vrchnej vrstvy plátku, typicky pomocou otvorov vo vrstve oxidu kremičitého. Pôsobením tepla tieto prísady difundujú do tela oblátky. Množstvo a hĺbka tejto difúzie sú regulované špecifickými pravidlami odvodenými z chemických princípov, ktoré určujú, ako sa dopujúce látky pohybujú v plátku pri zvýšených teplotách.

Na rozdiel od toho implantácia iónov zahŕňa vstrekovanie dopujúcich materiálov priamo na povrch plátku. Väčšina dopujúcich atómov, ktoré sú zavedené, zostáva stacionárna pod povrchovou vrstvou. Podobne ako pri tepelnej difúzii je aj pohyb týchto implantovaných atómov riadený pravidlami difúzie. Iónová implantácia do značnej miery nahradila staršiu techniku ​​tepelnej difúzie a je teraz nevyhnutná pri výrobe menších a zložitejších zariadení.

Spoločné dopingové procesy a aplikácie

1. Difúzne dopovanie: Pri tejto metóde sa pomocou vysokoteplotnej difúznej pece difundujú atómy nečistôt do kremíkového plátku, ktorý tvorí difúznu vrstvu. Táto technika sa používa predovšetkým pri výrobe rozsiahlych integrovaných obvodov a mikroprocesorov.

2. Iónová implantácia Doping: Tento proces zahŕňa priame vstrekovanie iónov nečistôt do kremíkového plátku pomocou iónového implantátora, čím sa vytvorí vrstva implantácie iónov. Umožňuje vysokú koncentráciu dopingu a presnú kontrolu, vďaka čomu je vhodný na výrobu vysoko integrovaných a vysokovýkonných čipov.

3. Chemické nanášanie pár dopovaním: Pri tejto technike sa na povrchu kremíkového plátku vytvára dopovaný film, ako je nitrid kremíka, prostredníctvom chemického nanášania pár. Táto metóda ponúka vynikajúcu jednotnosť a opakovateľnosť, vďaka čomu je ideálna na výrobu špecializovaných čipov.

4. Epitaxné dopovanie: Tento prístup zahŕňa pestovanie dopovanej monokryštálovej vrstvy, ako je fosforom dopované kremíkové sklo, epitaxne na monokryštálovom substráte. Je obzvlášť vhodný na výrobu vysoko citlivých a vysoko stabilných senzorov.

5. Metóda roztoku: Metóda roztoku umožňuje meniť koncentrácie dopingu riadením zloženia roztoku a doby ponorenia. Táto technika je použiteľná pre mnohé materiály, najmä tie s poréznou štruktúrou.

6. Metóda nanášania pár: Táto metóda zahŕňa vytváranie nových zlúčenín reakciou vonkajších atómov alebo molekúl s tými, ktoré sú na povrchu materiálu, čím sa riadia dopingové materiály. Je obzvlášť vhodný na dopovanie tenkých vrstiev a nanomateriálov.

Každý typ dopingového procesu má svoje jedinečné vlastnosti a rozsah použitia. Pri praktickom použití je dôležité zvoliť vhodný dopingový proces na základe špecifických potrieb a vlastností materiálu na dosiahnutie optimálnych dopingových výsledkov.

Dopingová technológia má široké uplatnenie v rôznych oblastiach:

• Výroba polovodičov:Doping je základná technológia vo výrobe polovodičov, ktorá sa primárne používa na vytváranie tranzistorov, integrovaných obvodov, solárnych článkov a ďalších. Dopingový proces upravuje vodivosť a optoelektronické vlastnosti polovodičov, čo umožňuje zariadeniam spĺňať špecifické funkčné a výkonnostné požiadavky.
• Elektronické balenie:V elektronických obaloch sa dopingová technológia využíva na zlepšenie tepelnej vodivosti a elektrických vlastností obalových materiálov. Tento proces zlepšuje výkon odvádzania tepla a spoľahlivosť elektronických zariadení.
• Chemické senzory:Doping je široko používaný v oblasti chemických senzorov na výrobu citlivých membrán a elektród. Zmenou citlivosti a rýchlosti odozvy senzorov doping uľahčuje vývoj zariadení, ktoré sa môžu pochváliť vysokou citlivosťou, selektivitou a rýchlym časom odozvy.
• Biosenzory:Podobne v oblasti biosenzorov sa na výrobu biočipov a biosenzorov používa dopingová technológia. Tento proces modifikuje elektrické vlastnosti a biologické charakteristiky biomateriálov, čo vedie k biosenzorom, ktoré sú vysoko citlivé, špecifické a nákladovo efektívne.
• Ďalšie polia:Dopingová technológia sa používa aj v rôznych materiáloch, vrátane magnetických, keramických a sklenených materiálov. Prostredníctvom dopingu možno zmeniť magnetické, mechanické a optické vlastnosti týchto materiálov, výsledkom čoho sú vysokovýkonné materiály a zariadenia.

Ako zásadná technika úpravy materiálu je dopingová technológia integrálnou súčasťou viacerých oblastí. Neustále zlepšovanie a zdokonaľovanie dopingového procesu je nevyhnutné na dosiahnutie vysoko výkonných materiálov a zariadení.

Semicorex ponúkavysokokvalitné SiC riešeniapre polovodičový difúzny proces. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com