Co je technologie polovodičové iontové implantace?

Jak děláIontový implantátacePráce?

Při výrobě polovodičů zahrnuje implantace iontů použití vysokoenergetických urychlovačů ke vstřikování specifických atomů nečistot, jako je arsen nebo bor, dokřemíkový substrát. Křemík, umístěný na 14. místě v periodické tabulce, tvoří kovalentní vazby sdílením svých čtyř vnějších elektronů se sousedními atomy. Tento proces mění elektrické vlastnosti křemíku, upravuje prahová napětí tranzistorů a vytváří struktury zdroje a kolektoru.

Fyzik jednou přemýšlel o účincích zavedení různých atomů do křemíkové mřížky. Přidáním arsenu, který má pět vnějších elektronů, zůstane jeden elektron volný, čímž se zvýší vodivost křemíku a přemění se na polovodič typu n. Naopak, zavedení boru s pouze třemi vnějšími elektrony vytvoří kladnou díru, což má za následek polovodič typu p. Tento způsob začlenění různých prvků do křemíkové mřížky je známý jako iontová implantace.

Jaké jsou součástiIontová implantaceZařízení?

Zařízení pro iontovou implantaci se skládá z několika klíčových součástí: iontový zdroj, elektrický urychlovací systém, vakuový systém, analyzační magnet, dráha paprsku, post-akcelerační systém a implantační komora. Zdroj iontů je klíčový, protože odstraňuje elektrony z atomů za vzniku kladných iontů, které jsou pak extrahovány za vzniku iontového paprsku.

Tento paprsek prochází modulem hmotnostní analýzy a selektivně izoluje požadované ionty pro modifikaci polovodičů. Po hmotnostní analýze je vysoce čistý iontový paprsek zaostřen a tvarován, urychlen na požadovanou energii a rovnoměrně skenován napříčpolovodičový substrát. Vysokoenergetické ionty pronikají materiálem a zabudovávají se do mřížky, což může vytvářet defekty výhodné pro určité aplikace, jako je izolace oblastí na čipech a integrovaných obvodech. Pro jiné aplikace se používají žíhací cykly k opravě poškození a aktivaci příměsí, čímž se zvyšuje vodivost materiálu.

Jaké jsou principy iontové implantace?

Iontová implantace je technika pro zavádění dopantů do polovodičů, která hraje zásadní roli při výrobě integrovaných obvodů. Proces zahrnuje:

Iontové čištění: Ionty generované ze zdroje, nesoucí různá elektronová a protonová čísla, jsou urychlovány za vzniku kladného/negativního iontového paprsku. Nečistoty jsou filtrovány na základě poměru náboje k hmotnosti, aby se dosáhlo požadované čistoty iontů.

Iontová injekce: Urychlený iontový paprsek je nasměrován pod specifickým úhlem k povrchu cílového krystalu a rovnoměrně ozařujeoplatka. Po proniknutí na povrch podléhají ionty srážkám a rozptylu v mřížce, nakonec se usadí v určité hloubce a změní vlastnosti materiálu. Vzorovaného dopingu lze dosáhnout pomocí fyzikálních nebo chemických masek, které umožňují přesné elektrické úpravy specifických oblastí obvodu.

Očekávané rozložení hloubky příměsí je určeno energií paprsku, úhlem a materiálovými vlastnostmi plátku.

Jaké jsou výhody a omezeníIontová implantace?

výhody:

Široká škála dopantů: Lze použít téměř všechny prvky z periodické tabulky s vysokou čistotou zajištěnou přesným výběrem iontů.

Přesné ovládání: Energii a úhel iontového paprsku lze přesně ovládat, což umožňuje přesné rozložení hloubky a koncentrace příměsí.

Flexibilita: Iontová implantace není omezena limity rozpustnosti destičky, což umožňuje vyšší koncentrace než jiné metody.

Jednotný doping: Je dosažitelný velkoplošný jednotný doping.

Řízení teploty: Během implantace lze regulovat teplotu destičky.

Omezení:

Mělká hloubka: Typicky omezená na asi jeden mikron od povrchu.

Potíže s velmi mělkou implantací: Nízkoenergetické paprsky se obtížně ovládají, což prodlužuje dobu procesu a náklady.

Poškození mřížky: Ionty mohou mřížku poškodit, což vyžaduje poimplantační žíhání k opravě a aktivaci příměsí.

Vysoké náklady: Náklady na vybavení a proces jsou značné.

My v Semicorex se specializujeme naGrafit/keramika s patentovaným CVD povlakemřešení v iontové implantaci, pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com