Jonų implantavimo ir difuzijos procesas

Jonų implantavimas yra puslaidininkių dopingo metodas ir vienas pagrindinių puslaidininkių gamybos procesų.

Kodėl dopingas?

Gryno silicio / vidinio silicio viduje nėra laisvų laikiklių (elektronų ar skylių) ir jo laidumas yra prastas. Puslaidininkių technologijoje dopingas yra tyčia į vidinį silicį įmaišyti labai mažą priemaišų atomų kiekį, kad pasikeistų silicio elektrinės savybės, todėl jis taptų laidesnis ir todėl gali būti naudojamas įvairiems puslaidininkiniams įtaisams gaminti. Dopingas gali būti n tipo dopingas arba p tipo dopingas. n tipo dopingas: pasiekiamas penkiavalenčių elementų (tokių kaip fosforas, arsenas ir kt.) įmaišymas į silicį; p tipo dopingas: pasiekiamas sumaišant trivalečius elementus (pvz., borą, aliuminį ir kt.) į silicį. Dopingo metodai paprastai apima terminę difuziją ir jonų implantavimą.

Šiluminės difuzijos metodas

Šiluminė difuzija yra priemaišų elementų migracija į silicį kaitinant. Šios medžiagos migraciją sukelia didelės koncentracijos priemaišos dujos link mažos koncentracijos silicio substrato, o migracijos būdą lemia koncentracijos skirtumas, temperatūra ir difuzijos koeficientas. Jo dopingo principas yra tas, kad esant aukštai temperatūrai, atomai silicio plokštelėje ir atomai dopingo šaltinyje gaus pakankamai energijos judėti. Dopingo šaltinio atomai pirmiausia adsorbuojami ant silicio plokštelės paviršiaus, o po to šie atomai ištirpsta paviršiniame silicio plokštelės sluoksnyje. Esant aukštai temperatūrai, dopingo atomai difunduoja į vidų per silicio plokštelės gardelės tarpus arba pakeičia silicio atomų vietas. Galiausiai dopingo atomai pasiekia tam tikrą pasiskirstymo balansą plokštelės viduje. Šiluminės difuzijos metodas pasižymi mažomis sąnaudomis ir brandžiais procesais. Tačiau jis taip pat turi tam tikrų apribojimų, pavyzdžiui, dopingo gylio ir koncentracijos kontrolė nėra tokia tiksli, kaip jonų implantacija, o aukštos temperatūros procesas gali pažeisti grotelę ir pan.

Jonų implantacija:

Tai reiškia legiravimo elementų jonizavimą ir jonų pluošto formavimą, kuris per aukštą įtampą pagreitinamas iki tam tikros energijos (keV ~ MeV lygio), kad susidurtų su silicio substratu. Dopingo jonai fiziškai implantuojami į silicį, kad pakeistų medžiagos legiruoto ploto fizines savybes.

Jonų implantavimo privalumai:

Tai žemos temperatūros procesas, galima stebėti implantacijos kiekį/dopingo kiekį, tiksliai kontroliuoti priemaišų kiekį; galima tiksliai kontroliuoti priemaišų implantavimo gylį; priemaišų vienodumas yra geras; be kietos kaukės, fotorezistas taip pat gali būti naudojamas kaip kaukė; jo neriboja suderinamumas (priemaišų atomų tirpimas silicio kristaluose dėl terminio difuzinio dopingo ribojamas maksimalios koncentracijos ir yra subalansuota tirpimo riba, o jonų implantacija yra nepusiausvyros fizikinis procesas. Priemaišų atomai įpurškiami į silicio kristalus, turinčius didelę energiją, o tai gali viršyti natūralų silicio kristalų priemaišų tirpimo ribą. Viena – sudrėkinti daiktus tyliai, o kita – priversti lanką.

Jonų implantavimo principas:

Pirma, priemaišų dujų atomus veikia jonų šaltinio elektronai, kad susidarytų jonai. Jonizuoti jonai ištraukiami siurbimo komponentu, kad susidarytų jonų pluoštas. Atlikus magnetinę analizę, jonai su skirtingu masės ir krūvio santykiu yra nukreipiami (nes priekyje suformuotame jonų pluošte yra ne tik tikslinės priemaišos jonų pluoštas, bet ir kitų medžiagų elementų jonų pluoštas, kuris turi būti filtruojamas išeina), o grynų priemaišų elemento jonų pluoštas, atitinkantis reikalavimus, yra atskiriamas, o tada jis pagreitinamas aukšta įtampa, padidinama energija, fokusuojama ir nuskaitoma elektroniniu būdu, o galiausiai pataikoma į tikslinę padėtį, kad būtų pasiekta implantacija.

Jonų implantuotos priemaišos be apdorojimo yra elektriškai neaktyvios, todėl po jonų implantacijos jos paprastai yra atkaitinamos aukštoje temperatūroje, kad suaktyvėtų priemaišų jonai, o aukšta temperatūra gali atitaisyti jonų implantacijos sukeltus grotelių pažeidimus.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsSiC dalysjonų implantavimo ir difuzijos procese. Jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com