Kaj je tehnologija polprevodniške ionske implantacije?

Kako delujeIonski vsadekcijadelo?

V proizvodnji polprevodnikov ionska implantacija vključuje uporabo visokoenergijskih pospeševalnikov za vbrizgavanje specifičnih atomov nečistoč, kot sta arzen ali bor, vsilikonski substrat. Silicij, ki je v periodnem sistemu na 14. mestu, tvori kovalentne vezi tako, da svoje štiri zunanje elektrone deli s sosednjimi atomi. Ta proces spremeni električne lastnosti silicija, prilagaja mejne napetosti tranzistorja in oblikuje strukture izvora in odtoka.

Neki fizik je nekoč razmišljal o učinkih uvedbe različnih atomov v silicijevo mrežo. Z dodajanjem arzena, ki ima pet zunanjih elektronov, en elektron ostane prost, kar poveča prevodnost silicija in ga spremeni v polprevodnik tipa n. Nasprotno pa uvedba bora s samo tremi zunanjimi elektroni ustvari pozitivno luknjo, kar ima za posledico polprevodnik p-tipa. Ta metoda vključevanja različnih elementov v silicijevo mrežo je znana kot ionska implantacija.

Katere so komponenteIonska implantacijaOprema?

Oprema za ionsko implantacijo je sestavljena iz več ključnih komponent: ionskega vira, električnega pospeševalnega sistema, vakuumskega sistema, analitičnega magneta, žarkovne poti, sistema za naknadno pospeševanje in implantacijske komore. Vir ionov je ključnega pomena, saj odvzame elektrone iz atomov, da tvorijo pozitivne ione, ki se nato ekstrahirajo in tvorijo ionski žarek.

Ta žarek gre skozi modul za masno analizo in selektivno izolira želene ione za modifikacijo polprevodnikov. Po masni analizi se ionski žarek visoke čistosti fokusira in oblikuje, pospeši na zahtevano energijo in enakomerno skenira čezpolprevodniški substrat. Visokoenergijski ioni prodrejo v material in se vgradijo v mrežo, kar lahko povzroči napake, koristne za nekatere aplikacije, kot so izolacijske regije na čipih in integriranih vezjih. Za druge aplikacije se cikli žarjenja uporabljajo za popravilo poškodb in aktiviranje dopantov, s čimer se izboljša prevodnost materiala.

Kakšna so načela ionske implantacije?

Ionska implantacija je tehnika za uvajanje dopantov v polprevodnike, ki igra ključno vlogo pri izdelavi integriranega vezja. Postopek vključuje:

Ionsko čiščenje: Ioni, ustvarjeni iz vira, ki nosijo različno število elektronov in protonov, se pospešijo, da tvorijo pozitivni/negativni ionski žarek. Nečistoče se filtrirajo na podlagi razmerja med nabojem in maso, da se doseže želena čistost ionov.

Ionska injekcija: Pospešeni ionski žarek je usmerjen pod določenim kotom na površino ciljnega kristala in enakomerno obsevaoblat. Po prodoru na površino so ioni podvrženi trkom in sipanju znotraj rešetke, sčasoma se usedejo na določeno globino in spremenijo lastnosti materiala. Vzorčasto dopiranje je mogoče doseči z uporabo fizikalnih ali kemičnih mask, ki omogočajo natančne električne spremembe specifičnih območij vezja.

Pričakovana globinska porazdelitev dopantov je določena z energijo žarka, kotom in lastnostmi materiala rezine.

Kakšne so prednosti in omejitveIonska implantacija?

Prednosti:

Širok nabor dodatkov: Uporabiti je mogoče skoraj vse elemente iz periodnega sistema, z visoko čistostjo, zagotovljeno z natančno izbiro ionov.

Natančen nadzor: Energijo in kot ionskega žarka je mogoče natančno nadzorovati, kar omogoča natančno porazdelitev dopantov po globini in koncentraciji.

Fleksibilnost: Ionska implantacija ni omejena z mejami topnosti rezine, kar omogoča višje koncentracije kot druge metode.

Enakomerno dopiranje: Dosegljivo je enotno dopiranje velikih površin.

Nadzor temperature: temperaturo rezine je mogoče nadzorovati med implantacijo.

Omejitve:

Plitva globina: običajno omejena na približno en mikron od površine.

Težave z zelo plitvo implantacijo: Nizkoenergijske žarke je težko nadzorovati, kar podaljšuje čas postopka in stroške.

Poškodbe mreže: Ioni lahko poškodujejo mrežo, kar zahteva žarjenje po implantaciji za popravilo in aktiviranje dopantov.

Visoki stroški: stroški opreme in postopka so precejšnji.

V podjetju Semicorex smo specializirani zaGrafit/Keramika z lastniškim CVD premazomrešitve pri ionski implantaciji, če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete dodatne podrobnosti, ne oklevajte in stopite v stik z nami.

Kontaktni telefon: +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com