Čo je to technológia polovodičovej iónovej implantácie?

Ako robíIónový implantátovaniePráca?

Pri výrobe polovodičov zahŕňa implantácia iónov použitie vysokoenergetických urýchľovačov na vstrekovanie špecifických atómov nečistôt, ako je arzén alebo bór, dokremíkový substrát. Kremík, umiestnený na 14. mieste v periodickej tabuľke, tvorí kovalentné väzby zdieľaním svojich štyroch vonkajších elektrónov so susednými atómami. Tento proces mení elektrické vlastnosti kremíka, upravuje prahové napätie tranzistorov a vytvára štruktúry zdroja a kolektora.

Istý fyzik raz uvažoval o účinkoch zavedenia rôznych atómov do kremíkovej mriežky. Pridaním arzénu, ktorý má päť vonkajších elektrónov, zostane jeden elektrón voľný, čím sa zvýši vodivosť kremíka a premení sa na polovodič typu n. Naopak, zavedenie bóru s iba tromi vonkajšími elektrónmi vytvorí kladnú dieru, čo vedie k polovodiču typu p. Tento spôsob začlenenia rôznych prvkov do kremíkovej mriežky je známy ako iónová implantácia.

Aké sú komponentyIónová implantáciaVybavenie?

Zariadenie na implantáciu iónov pozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov: zdroj iónov, elektrický urýchľovací systém, vákuový systém, analyzačný magnet, dráha lúča, post-akceleračný systém a implantačná komora. Zdroj iónov je rozhodujúci, pretože odstraňuje elektróny z atómov za vzniku kladných iónov, ktoré sa potom extrahujú a vytvárajú iónový lúč.

Tento lúč prechádza cez modul hmotnostnej analýzy, pričom selektívne izoluje požadované ióny na modifikáciu polovodičov. Po hmotnostnej analýze je vysoko čistý iónový lúč zaostrený a tvarovaný, zrýchlený na požadovanú energiu a rovnomerne skenovaný cezpolovodičový substrát. Vysokoenergetické ióny prenikajú do materiálu, zapúšťajú sa do mriežky, čo môže vytvárať defekty prospešné pre určité aplikácie, ako je izolácia oblastí na čipoch a integrovaných obvodoch. Pre iné aplikácie sa žíhacie cykly používajú na opravu poškodenia a aktiváciu dopantov, čím sa zvyšuje vodivosť materiálu.

Aké sú princípy iónovej implantácie?

Implantácia iónov je technika zavádzania dopantov do polovodičov, ktorá hrá dôležitú úlohu pri výrobe integrovaných obvodov. Proces zahŕňa:

Iónové čistenie: Ióny generované zo zdroja, nesúce rôzne elektrónové a protónové čísla, sú urýchlené, aby vytvorili pozitívny/negatívny iónový lúč. Nečistoty sa filtrujú na základe pomeru náboja k hmotnosti, aby sa dosiahla požadovaná čistota iónov.

Iónová injekcia: Zrýchlený iónový lúč je nasmerovaný pod špecifickým uhlom k povrchu cieľového kryštálu a rovnomerne ožarujeoblátka. Po preniknutí na povrch ióny podliehajú kolíziám a rozptylu v mriežke, prípadne sa usadzujú v určitej hĺbke, čím sa menia vlastnosti materiálu. Vzorovaný doping je možné dosiahnuť pomocou fyzikálnych alebo chemických masiek, ktoré umožňujú presné elektrické modifikácie špecifických oblastí obvodu.

Očakávaná hĺbková distribúcia dopantov je určená energiou lúča, uhlom a materiálovými vlastnosťami plátku.

Aké sú výhody a obmedzeniaIónová implantácia?

Výhody:

Široká škála dopantov: Možno použiť takmer všetky prvky z periodickej tabuľky s vysokou čistotou zabezpečenou presným výberom iónov.

Presné ovládanie: Energiu a uhol iónového lúča možno presne ovládať, čo umožňuje presné rozloženie hĺbky a koncentrácie dopantov.

Flexibilita: Iónová implantácia nie je obmedzená limitmi rozpustnosti plátku, čo umožňuje vyššie koncentrácie ako iné metódy.

Jednotný doping: Je možné dosiahnuť veľkoplošný jednotný doping.

Kontrola teploty: Počas implantácie je možné regulovať teplotu plátku.

Obmedzenia:

Plytká hĺbka: Typicky obmedzená na približne jeden mikrón od povrchu.

Ťažkosti s veľmi plytkou implantáciou: Nízkoenergetické lúče sa ťažko kontrolujú, čo zvyšuje čas procesu a náklady.

Poškodenie mriežky: Ióny môžu poškodiť mriežku, čo si vyžaduje post-implantačné žíhanie na opravu a aktiváciu dopantov.

Vysoké náklady: Náklady na vybavenie a proces sú značné.

My v Semicorex sa špecializujeme naGrafit/keramika s patentovaným CVD povlakomriešenia v iónovej implantácii, ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktný telefón: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com