Proces dopingu polovodičů

Jednou z jedinečných vlastností polovodičových materiálů je, že jejich vodivost, stejně jako jejich typ vodivosti (typ N nebo typ P), lze vytvářet a řídit procesem nazývaným doping. To zahrnuje zavádění specializovaných nečistot, známých jako příměsi, do materiálu, aby se vytvořily spoje na povrchu destičky. Průmysl používá dvě hlavní dopingové techniky: tepelnou difúzi a iontovou implantaci.

Při tepelné difúzi jsou dotovací materiály zaváděny do exponovaného povrchu horní vrstvy plátku, typicky pomocí otvorů ve vrstvě oxidu křemičitého. Působením tepla tyto příměsi difundují do těla oplatky. Množství a hloubka této difúze jsou regulovány specifickými pravidly odvozenými z chemických principů, které určují, jak se dopanty pohybují v plátku při zvýšených teplotách.

Naproti tomu implantace iontů zahrnuje vstřikování dopovacích materiálů přímo do povrchu destičky. Většina atomů dopantu, které jsou zavedeny, zůstává stacionární pod povrchovou vrstvou. Podobně jako tepelná difúze je i pohyb těchto implantovaných atomů řízen difúzními pravidly. Iontová implantace do značné míry nahradila starší techniku ​​tepelné difúze a je nyní nezbytná při výrobě menších a složitějších zařízení.

Běžné dopingové procesy a aplikace

1.Diffusion Doping: Při této metodě jsou atomy nečistot difundovány do křemíkového plátku pomocí vysokoteplotní difuzní pece, která tvoří difúzní vrstvu. Tato technika se používá především při výrobě rozsáhlých integrovaných obvodů a mikroprocesorů.

2. Iontová implantace Doping: Tento proces zahrnuje přímé vstřikování iontů nečistot do křemíkového plátku pomocí iontového implantátoru, čímž se vytvoří iontová implantační vrstva. Umožňuje vysokou koncentraci dopingu a přesnou kontrolu, díky čemuž je vhodný pro výrobu vysoce integrovaných a vysoce výkonných čipů.

3. Chemická depozice z plynné fáze Doping: Při této technice se na povrchu křemíkového plátku vytvoří dopovaný film, jako je nitrid křemíku, prostřednictvím chemické depozice z par. Tato metoda nabízí vynikající jednotnost a opakovatelnost, díky čemuž je ideální pro výrobu specializovaných čipů.

4. Epitaxní doping: Tento přístup zahrnuje pěstování dopované vrstvy jediného krystalu, jako je fosforem dopované křemíkové sklo, epitaxně na substrátu z jediného krystalu. Je zvláště vhodný pro výrobu vysoce citlivých a vysoce stabilních senzorů.

5. Metoda roztoku: Metoda roztoku umožňuje různé koncentrace dopingu řízením složení roztoku a doby ponoření. Tato technika je použitelná pro mnoho materiálů, zejména ty s porézní strukturou.

6. Metoda napařování: Tato metoda zahrnuje tvorbu nových sloučenin reakcí vnějších atomů nebo molekul s atomy nebo molekulami na povrchu materiálu, čímž se řídí dopingové materiály. Je zvláště vhodný pro dopování tenkých filmů a nanomateriálů.

Každý typ dopingového procesu má své jedinečné vlastnosti a rozsah použití. Při praktickém použití je důležité zvolit vhodný dopingový proces na základě specifických potřeb a vlastností materiálu pro dosažení optimálních dopingových výsledků.

Dopingová technologie má širokou škálu aplikací v různých oblastech:

• Výroba polovodičů:Doping je základní technologie ve výrobě polovodičů, která se primárně používá k výrobě tranzistorů, integrovaných obvodů, solárních článků a dalších. Dopingový proces upravuje vodivost a optoelektronické vlastnosti polovodičů, což umožňuje zařízením splnit specifické funkční a výkonnostní požadavky.
• Elektronické balení:V elektronickém balení se dopingová technologie využívá ke zlepšení tepelné vodivosti a elektrických vlastností obalových materiálů. Tento proces zlepšuje jak výkon odvádění tepla, tak spolehlivost elektronických zařízení.
• Chemické senzory:Doping je široce používán v oblasti chemických senzorů pro výrobu citlivých membrán a elektrod. Změnou citlivosti a rychlosti odezvy senzorů doping usnadňuje vývoj zařízení, která se mohou pochlubit vysokou citlivostí, selektivitou a rychlou dobou odezvy.
• Biosenzory:Podobně v oblasti biosenzorů se k výrobě biočipů a biosenzorů používá dopingová technologie. Tento proces modifikuje elektrické vlastnosti a biologické charakteristiky biomateriálů, což vede k biosenzorům, které jsou vysoce citlivé, specifické a nákladově efektivní.
• Další pole:Technologie dopingu se také používá v různých materiálech, včetně magnetických, keramických a skleněných materiálů. Prostřednictvím dopingu lze změnit magnetické, mechanické a optické vlastnosti těchto materiálů, což vede k vysoce výkonným materiálům a zařízením.

Jako zásadní technika modifikace materiálu je dopingová technologie nedílnou součástí mnoha oblastí. Neustálé vylepšování a zdokonalování dopingového procesu je zásadní pro dosažení vysoce výkonných materiálů a zařízení.

Semicorex nabízívysoce kvalitní SiC řešenípro polovodičový difúzní proces. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com