Йонен имплант и процес на дифузия

Йонната имплантация е метод за легиране на полупроводници и един от основните процеси в производството на полупроводници.

Защо допинг?

Чистият силиций/присъщият силиций няма свободни носители (електрони или дупки) вътре и има лоша проводимост. В полупроводниковата технология допингът е умишлено добавяне на много малко количество примесни атоми към присъщия силиций, за да се променят електрическите свойства на силиция, което го прави по-проводим и по този начин може да се използва за производство на различни полупроводникови устройства. Допингът може да бъде n-тип допинг или p-тип допинг. допиране от n-тип: постига се чрез допиране на петвалентни елементи (като фосфор, арсен и др.) в силиций; р-тип допиране: постига се чрез допиране на тривалентни елементи (като бор, алуминий и др.) в силиций. Методите за допинг обикновено включват термична дифузия и йонна имплантация.

Метод на термична дифузия

Термичната дифузия е за мигриране на примесни елементи в силиций чрез нагряване. Миграцията на това вещество се причинява от примесен газ с висока концентрация към силициев субстрат с ниска концентрация и режимът му на миграция се определя от разликата в концентрацията, температурата и коефициента на дифузия. Неговият принцип на допинг е, че при висока температура атомите в силициевата пластина и атомите в източника на допинг ще получат достатъчно енергия, за да се движат. Атомите на допинг източника първо се адсорбират върху повърхността на силиконовата пластина и след това тези атоми се разтварят в повърхностния слой на силиконовата пластина. При високи температури легиращите атоми дифундират навътре през междините на решетката на силициевата пластина или заместват позициите на силициевите атоми. В крайна сметка допинг атомите достигат определен баланс на разпределение вътре в пластината. Методът на термична дифузия има ниски разходи и зрели процеси. Той обаче има и някои ограничения, като например контролът на дълбочината и концентрацията на легиране не е толкова прецизен, колкото имплантирането на йони, а процесът с висока температура може да доведе до повреда на решетката и т.н.

Йонна имплантация:

Отнася се до йонизиране на легиращите елементи и образуване на йонен лъч, който се ускорява до определена енергия (ниво keV~MeV) чрез високо напрежение, за да се сблъска със силициевия субстрат. Легиращите йони се имплантират физически в силиция, за да променят физическите свойства на легираната област на материала.

Предимства на йонната имплантация:

Това е нискотемпературен процес, количеството на имплантиране/допинг количеството може да се наблюдава и съдържанието на примеси може да се контролира прецизно; дълбочината на имплантиране на примесите може да се контролира прецизно; еднородността на примесите е добра; в допълнение към твърдата маска, фоторезистът може да се използва и като маска; не е ограничено от съвместимост (разтварянето на примесни атоми в силициеви кристали поради термично дифузионно легиране е ограничено от максималната концентрация и има балансирана граница на разтваряне, докато йонната имплантация е неравновесен физически процес. Примесните атоми се инжектират в силициеви кристали с висока енергия, която може да надхвърли естествената граница на разтваряне на примесите в силициевите кристали.

Принцип на йонна имплантация:

Първо, атомите на примесен газ се удрят от електрони в йонния източник, за да генерират йони. Йонизираните йони се извличат от смукателния компонент, за да образуват йонен лъч. След магнитен анализ йоните с различни съотношения маса към заряд се отклоняват (тъй като йонният лъч, образуван отпред, съдържа не само йонния лъч на целевия примес, но и йонния лъч от други материални елементи, които трябва да бъдат филтрирани навън), а йонният лъч от чист примесен елемент, който отговаря на изискванията, се отделя и след това се ускорява от високо напрежение, енергията се увеличава и се фокусира и електронно сканира и накрая се удря в целевата позиция, за да се постигне имплантиране.

Примесите, имплантирани от йони, са електрически неактивни без обработка, така че след имплантиране на йони те обикновено се подлагат на високотемпературно отгряване, за да се активират йоните на примесите, а високата температура може да поправи повредата на решетката, причинена от имплантирането на йони.

Semicorex предлага високо качествоSiC частив процес на йонен имплант и дифузия. Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Телефон за връзка +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com