Proces iontové implantace a difúze

Iontová implantace je metoda dopování polovodičů a jeden z hlavních procesů při výrobě polovodičů.

Proč doping?

Čistý křemík/vlastní křemík nemá uvnitř žádné volné nosiče (elektrony nebo otvory) a má špatnou vodivost. V polovodičové technologii je doping záměrným přidáním velmi malého množství atomů nečistot k vnitřnímu křemíku, aby se změnily elektrické vlastnosti křemíku, čímž se křemík stane vodivějším, a proto jej lze použít k výrobě různých polovodičových zařízení. Doping může být doping typu n nebo doping typu p. doping typu n: dosažený dopováním pětimocných prvků (jako je fosfor, arsen atd.) do křemíku; Doping typu p: dosažený dopováním trojmocných prvků (jako je bor, hliník atd.) do křemíku. Dopingové metody obvykle zahrnují tepelnou difúzi a iontovou implantaci.

Tepelná difúzní metoda

Tepelná difúze spočívá v migraci nečistot do křemíku zahřátím. Migrace této látky je způsobena vysoce koncentrovaným příměsovým plynem směrem k křemíkovému substrátu s nízkou koncentrací a její migrační režim je určen rozdílem koncentrací, teplotou a difúzním koeficientem. Jeho dopingový princip spočívá v tom, že při vysoké teplotě získají atomy v křemíkovém plátku a atomy v dopingovém zdroji dostatek energie k pohybu. Atomy dopingového zdroje jsou nejprve adsorbovány na povrchu křemíkového plátku a poté se tyto atomy rozpustí v povrchové vrstvě křemíkového plátku. Při vysokých teplotách dopující atomy difundují dovnitř přes mezery v mřížce křemíkového plátku nebo nahrazují pozice atomů křemíku. Nakonec dopingové atomy dosáhnou určité distribuční rovnováhy uvnitř plátku. Metoda tepelné difúze má nízké náklady a vyspělé procesy. Má však také určitá omezení, jako je kontrola hloubky a koncentrace dopingu není tak přesná jako implantace iontů a proces při vysoké teplotě může způsobit poškození mřížky atd.

Iontová implantace:

Jedná se o ionizaci dotačních prvků a vytvoření iontového paprsku, který je urychlen na určitou energii (úroveň keV~MeV) vysokým napětím, aby se srazil s křemíkovým substrátem. Dopující ionty jsou fyzicky implantovány do křemíku, aby se změnily fyzikální vlastnosti dotované oblasti materiálu.

Výhody iontové implantace:

Jde o nízkoteplotní proces, množství implantace/množství dopingu lze monitorovat a obsah nečistot lze přesně kontrolovat; hloubku implantace nečistot lze přesně kontrolovat; rovnoměrnost nečistot je dobrá; kromě tvrdé masky lze jako masku použít i fotorezist; není omezena kompatibilitou (rozpouštění atomů nečistot v krystalech křemíku v důsledku tepelného difúzního dopingu je omezeno maximální koncentrací a existuje vyrovnaný limit rozpouštění, zatímco implantace iontů je nerovnovážný fyzikální proces. Atomy nečistot jsou injektovány do křemíkových krystalů s vysokou energií, která může překročit přirozenou mez rozpouštění nečistot v křemíkových krystalech. Jedním z nich je navlhčit věci tiše a druhým je přinutit se k úklonu.)

Princip iontové implantace:

Za prvé, atomy plynných nečistot jsou zasaženy elektrony v iontovém zdroji za vzniku iontů. Ionizované ionty jsou extrahovány sací složkou za vzniku iontového paprsku. Po magnetické analýze jsou ionty s různým poměrem hmotnosti k náboji vychýleny (protože iontový paprsek vytvořený v přední části obsahuje nejen iontový paprsek cílové nečistoty, ale také iontový paprsek jiných hmotných prvků, které je nutné filtrovat ven) a paprsek iontů čistých nečistot, který splňuje požadavky, je oddělen a poté je urychlen vysokým napětím, energie je zvýšena a je zaostřena a elektronicky skenována a nakonec zasažena do cílové polohy pro dosažení implantace.

Nečistoty implantované ionty jsou bez úpravy elektricky neaktivní, takže po implantaci iontů jsou obecně vystaveny vysokoteplotnímu žíhání, aby se aktivovaly ionty nečistot, a vysoká teplota může opravit poškození mřížky způsobené implantací iontů.

Semicorex nabízí vysokou kvalituSiC dílyv procesu iontové implantace a difúze. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com