Ionimplantációs és diffúziós eljárás

Az ionimplantáció a félvezető adalékolás egyik módja és a félvezetőgyártás egyik fő folyamata.

Miért dopping?

A tiszta szilícium/belső szilícium belsejében nincsenek szabad hordozók (elektronok vagy lyukak), és gyenge a vezetőképessége. A félvezető technológiában az adalékolás azt jelenti, hogy a szilícium belső szilíciumához szándékosan nagyon kis mennyiségű szennyező atomot adnak, hogy megváltoztassák a szilícium elektromos tulajdonságait, ezáltal vezetőbbé váljanak, és így alkalmassá váljanak különféle félvezető eszközök gyártására. A dopping lehet n-típusú vagy p-típusú dopping. n-típusú adalékolás: ötértékű elemek (például foszfor, arzén stb.) szilíciumba való adalékolásával érhető el; p-típusú adalékolás: háromértékű elemek (például bór, alumínium stb.) szilíciumba való adalékolásával érhető el. Az adalékolási módszerek általában magukban foglalják a termikus diffúziót és az ionimplantációt.

Termikus diffúziós módszer

A termikus diffúzió azt jelenti, hogy a szennyező elemeket melegítéssel szilíciumba vándorolják. Ennek az anyagnak a migrációját nagy koncentrációjú szennyező gázok okozzák az alacsony koncentrációjú szilícium szubsztrát felé, migrációs módját pedig a koncentrációkülönbség, a hőmérséklet és a diffúziós együttható határozza meg. Az adalékolás elve az, hogy magas hőmérsékleten a szilícium lapkában lévő atomok és az adalékanyag forrásában lévő atomok elegendő energiát kapnak a mozgáshoz. Az adalékforrás atomjai először a szilícium lapka felületén adszorbeálódnak, majd ezek az atomok feloldódnak a szilícium lapka felületi rétegében. Magas hőmérsékleten az adalék atomok befelé diffundálnak a szilíciumlapka rácsréseiben, vagy helyettesítik a szilíciumatomok helyzetét. Végül a doppingatomok elérnek egy bizonyos eloszlási egyensúlyt az ostyán belül. A termikus diffúziós módszer alacsony költségekkel és kiforrott folyamatokkal rendelkezik. Vannak azonban korlátai is, például az adalékolási mélység és a koncentráció szabályozása nem olyan precíz, mint az ionimplantáció, és a magas hőmérsékletű folyamat rácskárosodást okozhat, stb.

Ion beültetés:

Az adalékelemek ionizálására és egy ionnyaláb kialakítására utal, amelyet nagy feszültséggel egy bizonyos energiára (keV~MeV szintre) gyorsítanak, hogy ütközésbe kerüljön a szilícium hordozóval. Az adalék ionokat fizikailag beültetik a szilíciumba, hogy megváltoztassák az anyag adalékolt területének fizikai tulajdonságait.

Az ionimplantáció előnyei:

Alacsony hőmérsékletű eljárásról van szó, a beültetési mennyiség/adagolás mennyisége nyomon követhető, a szennyeződés tartalom pontosan szabályozható; a szennyeződések beültetési mélysége pontosan szabályozható; a szennyeződés egyenletessége jó; a kemény maszk mellett a fotoreziszt maszkként is használható; nem korlátozza a kompatibilitás (a szilíciumkristályokban a termikus diffúziós adalékolás miatti szennyező atomok feloldódását a maximális koncentráció korlátozza, és van egy kiegyensúlyozott oldódási határ, míg az ionbeültetés nem egyensúlyi fizikai folyamat. A szennyező atomokat injektálják nagy energiájú szilíciumkristályokká, amelyek meghaladhatják a szilíciumkristályokban lévő szennyeződések természetes oldódási határát, az egyik a dolgok hangtalan nedvesítése, a másik az íj erőltetése.)

Az ionbeültetés elve:

Először is, a szennyező gázatomokat az ionforrásban lévő elektronok érik, hogy ionokat generáljanak. Az ionizált ionokat a szívókomponens extrahálja, így ionnyalábot képez. Mágneses analízis után a különböző tömeg/töltés arányú ionokat eltérítjük (mivel az elülső ionnyaláb nem csak a célszennyeződés ionnyalábját tartalmazza, hanem más anyagelemek ionnyalábját is, amit szűrni kell ki), és a követelményeknek megfelelő tiszta szennyező elem ionnyalábot leválasztják, majd nagy feszültséggel felgyorsítják, növelik az energiát, fókuszálják és elektronikusan letapogatják, végül a célpozícióba ütik a beültetést.

Az ionok által beültetett szennyeződések kezelés nélkül elektromosan inaktívak, így az ionbeültetés után általában magas hőmérsékletű lágyításnak vetik alá, hogy aktiválják a szennyező ionokat, a magas hőmérséklet pedig helyreállíthatja az ionbeültetés okozta rácskárosodást.

A Semicorex kiváló minőséget kínálSiC alkatrészekionimplantációban és diffúziós folyamatban. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com