Co je dopingový proces?

Při výrobě ultra vysoké čistotyoplatkywafery musí dosáhnout standardu čistoty vyšší než 99,999999999 %, aby byly zajištěny základní vlastnosti polovodičů. Paradoxně k dosažení funkční konstrukce integrovaných obvodů musí být specifické nečistoty vnášeny lokálně na povrch waferů prostřednictvím dopingových procesů. Čistý monokrystalický křemík má totiž extrémně nízkou koncentraci volných nosičů při teplotě okolí. Jeho vodivost se blíží vodivosti izolátoru, což znemožňuje vytvoření efektivního proudu. Dopingový proces to řeší úpravou dopingových prvků a dopingové koncentrace.

Dvě hlavní dopingové techniky:

1. Vysokoteplotní difúze je konvenční metoda pro dopování polovodičů. Cílem je ošetřit polovodič vysokou teplotou, která způsobí, že atomy nečistot difundují z povrchu polovodiče do jeho nitra. Vzhledem k tomu, že atomy nečistot jsou typicky větší než atomy polovodičů, je nutný tepelný pohyb atomů v krystalové mřížce, aby se těmto nečistotám pomohlo obsadit intersticiální dutiny. Pečlivým řízením teplotních a časových parametrů během procesu difúze je možné efektivně řídit distribuci nečistot na základě této charakteristiky. Tuto metodu lze použít k vytvoření hluboce dopovaných spojů, jako je například struktura s dvojitou jamkou v technologii CMOS.

2. Iontová implantace je primární dopingová technika ve výrobě polovodičů, která má několik výhod, jako je vysoká přesnost dopingu, nízké procesní teploty a malé poškození materiálu substrátu. Konkrétně proces iontové implantace zahrnuje ionizaci atomů nečistot za účelem vytvoření nabitých iontů a následné urychlení těchto iontů prostřednictvím elektrického pole o vysoké intenzitě za vzniku iontového paprsku s vysokou energií. Povrch polovodiče je pak zasažen těmito rychle se pohybujícími ionty, což umožňuje přesnou implantaci s nastavitelnou hloubkou dopingu. Tato technika je zvláště užitečná pro vytváření mělkých spojovacích struktur, jako jsou zdrojové a odvodňovací oblasti MOSFETů, a umožňuje vysoce přesné řízení distribuce a koncentrace nečistot.

Faktory související s dopingem:

1. Dopingové prvky

1. Vysokoteplotní difúze je konvenční metoda pro dopování polovodičů. Cílem je ošetřit polovodič vysokou teplotou, která způsobí, že atomy nečistot difundují z povrchu polovodiče do jeho nitra. Vzhledem k tomu, že atomy nečistot jsou typicky větší než atomy polovodičů, je nutný tepelný pohyb atomů v krystalové mřížce, aby se těmto nečistotám pomohlo obsadit intersticiální dutiny. Pečlivým řízením teplotních a časových parametrů během procesu difúze je možné efektivně řídit distribuci nečistot na základě této charakteristiky. Tuto metodu lze použít k vytvoření hluboce dopovaných spojů, jako je například struktura s dvojitou jamkou v technologii CMOS.

2. Dopingová koncentrace

Zatímco nízká koncentrace není schopna významně zvýšit vodivost, vysoká koncentrace má tendenci poškodit mřížku a zvýšit riziko úniku.

3. Parametry řízení procesu

Difúzní efekt atomů nečistot je ovlivněn teplotou, časem a atmosférickými podmínkami. Při iontové implantaci jsou hloubka dopování a rovnoměrnost určeny energií iontu, dávkou a úhlem dopadu.

---

Semicorex nabízí vysokou kvalituSiC řešenípro polovodičový difúzní proces. Máte-li jakékoli dotazy, neváhejte nás kontaktovat.