Процес на легиране на полупроводници

Едно от уникалните свойства на полупроводниковите материали е, че тяхната проводимост, както и техният тип проводимост (N-тип или P-тип), могат да бъдат създадени и контролирани чрез процес, наречен допинг. Това включва въвеждане на специализирани примеси, известни като добавки, в материала, за да се образуват съединения на повърхността на пластината. Индустрията използва две основни техники за допинг: термична дифузия и йонна имплантация.

При термичната дифузия, добавките се въвеждат в откритата повърхност на горния слой на пластината, като обикновено се използват отвори в слоя силициев диоксид. Чрез прилагане на топлина тези добавки дифундират в тялото на пластината. Количеството и дълбочината на тази дифузия се регулират от специфични правила, извлечени от химичните принципи, които диктуват как добавките се движат във вафлата при повишени температури.

Обратно, йонната имплантация включва инжектиране на добавки директно в повърхността на пластината. Повечето от атомите на добавката, които се въвеждат, остават неподвижни под повърхностния слой. Подобно на термичната дифузия, движението на тези имплантирани атоми също се контролира от правилата на дифузия. Йонната имплантация до голяма степен замени по-старата техника на термична дифузия и сега е от съществено значение при производството на по-малки и по-сложни устройства.

Често срещани допинг процеси и приложения

1. Дифузионно допиране: При този метод примесните атоми се дифузират в силиконова пластина с помощта на високотемпературна дифузионна пещ, която образува дифузионен слой. Тази техника се използва предимно в производството на големи интегрални схеми и микропроцесори.

2. Допиране чрез йонно имплантиране: Този процес включва директно инжектиране на йони на примеси в силиконовата пластина с йонен имплантатор, създавайки слой за имплантиране на йони. Той позволява висока концентрация на допинг и прецизен контрол, което го прави подходящ за производството на чипове с висока степен на интеграция и висока производителност.

3. Легиране с химическо отлагане на пари: При тази техника, легиран филм, като силициев нитрид, се формира върху повърхността на силиконовата пластина чрез химическо отлагане на пари. Този метод предлага отлична еднородност и повторяемост, което го прави идеален за производство на специализирани чипове.

4. Епитаксиално легиране: Този подход включва епитаксиално отглеждане на легиран монокристален слой, като силициево стъкло, легирано с фосфор, епитаксиално върху монокристален субстрат. Той е особено подходящ за изработка на сензори с висока чувствителност и висока стабилност.

5. Метод на разтвора: Методът на разтвора позволява различни допинг концентрации чрез контролиране на състава на разтвора и времето на потапяне. Тази техника е приложима за много материали, особено тези с пореста структура.

6. Метод на отлагане на пари: Този метод включва образуването на нови съединения чрез реагиране на външни атоми или молекули с тези на повърхността на материала, като по този начин се контролират допирните материали. Той е особено подходящ за легиране на тънки филми и наноматериали.

Всеки тип допинг процес има свои уникални характеристики и обхват на приложение. При практическа употреба е важно да се избере подходящ процес на допинг въз основа на специфични нужди и свойства на материала, за да се постигнат оптимални резултати при допинг.

Допинг технологията има широк спектър от приложения в различни области:

• Производство на полупроводници:Допингът е основна технология в производството на полупроводници, използвана предимно за създаване на транзистори, интегрални схеми, слънчеви клетки и др. Процесът на допинг променя проводимостта и оптоелектронните свойства на полупроводниците, позволявайки на устройствата да отговарят на специфични функционални и работни изисквания.
• Електронна опаковка:В електронните опаковки технологията за допинг се използва за подобряване на топлопроводимостта и електрическите свойства на опаковъчните материали. Този процес подобрява както разсейването на топлината, така и надеждността на електронните устройства.
• Химически сензори:Допингът се прилага широко в областта на химическите сензори за производство на чувствителни мембрани и електроди. Чрез промяна на чувствителността и скоростта на реакция на сензорите, допингът улеснява разработването на устройства, които се отличават с висока чувствителност, селективност и бързо време за реакция.
• Биосензори:По подобен начин в областта на биосензорите се използва технология за допинг за производство на биочипове и биосензори. Този процес променя електрическите свойства и биологичните характеристики на биоматериалите, което води до биосензори, които са силно чувствителни, специфични и рентабилни.
• Други полета:Допинг технологията се използва и в различни материали, включително магнитни, керамични и стъклени материали. Чрез допинг, магнитните, механичните и оптичните свойства на тези материали могат да бъдат променени, което води до високоефективни материали и устройства.

Като решаваща техника за модификация на материала, технологията за допинг е неразделна част от множество области. Непрекъснатото подобряване и усъвършенстване на процеса на допинг е от съществено значение за постигане на материали и устройства с висока производителност.

Semicorex предлагависококачествени SiC решенияза процес на дифузия на полупроводници. 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