Τι είναι η διαδικασία ντόπινγκ;

Στην κατασκευή εξαιρετικά υψηλής καθαρότηταςγκοφρέτες, οι γκοφρέτες πρέπει να φτάσουν σε επίπεδο καθαρότητας άνω του 99,999999999% για να διασφαλιστούν οι θεμελιώδεις ιδιότητες των ημιαγωγών. Παραδόξως, για να επιτευχθεί η λειτουργική κατασκευή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, συγκεκριμένες ακαθαρσίες πρέπει να εισαχθούν τοπικά στην επιφάνεια των πλακών μέσω διαδικασιών ντόπινγκ. Αυτό συμβαίνει επειδή το καθαρό μονοκρυσταλλικό πυρίτιο έχει εξαιρετικά χαμηλή συγκέντρωση ελεύθερων φορέων σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η αγωγιμότητά του είναι κοντά σε αυτή ενός μονωτή, καθιστώντας αδύνατο τον σχηματισμό ενεργού ρεύματος. Η διαδικασία ντόπινγκ το λύνει αυτό προσαρμόζοντας τα στοιχεία ντόπινγκ και τη συγκέντρωση ντόπινγκ.

Οι δύο κύριες τεχνικές ντόπινγκ:

1. Η διάχυση σε υψηλή θερμοκρασία είναι μια συμβατική μέθοδος για το ντόπινγκ ημιαγωγών. Η ιδέα είναι η επεξεργασία του ημιαγωγού σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία προκαλεί τη διάχυση ατόμων ακαθαρσίας από την επιφάνεια του ημιαγωγού στο εσωτερικό του. Δεδομένου ότι τα άτομα ακαθαρσίας είναι συνήθως μεγαλύτερα από τα άτομα ημιαγωγών, η θερμική κίνηση των ατόμων στο κρυσταλλικό πλέγμα απαιτείται για να βοηθήσει αυτές τις ακαθαρσίες να καταλάβουν τα ενδιάμεσα κενά. Με τον προσεκτικό έλεγχο των παραμέτρων θερμοκρασίας και χρόνου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάχυσης, είναι δυνατός ο αποτελεσματικός έλεγχος της κατανομής ακαθαρσιών με βάση αυτό το χαρακτηριστικό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία βαθιών διασταυρώσεων, όπως η δομή διπλού φρεατίου στην τεχνολογία CMOS.

2. Η εμφύτευση ιόντων είναι η κύρια τεχνική ντόπινγκ στην κατασκευή ημιαγωγών, η οποία έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως υψηλή ακρίβεια ντόπινγκ, χαμηλές θερμοκρασίες διεργασίας και μικρή ζημιά στο υλικό του υποστρώματος. Συγκεκριμένα, η διαδικασία εμφύτευσης ιόντων συνεπάγεται ιονισμό ατόμων ακαθαρσίας για τη δημιουργία φορτισμένων ιόντων και στη συνέχεια επιτάχυνση αυτών των ιόντων μέσω ενός ηλεκτρικού πεδίου υψηλής έντασης για να σχηματιστεί μια δέσμη ιόντων υψηλής ενέργειας. Στη συνέχεια, η επιφάνεια του ημιαγωγού χτυπιέται από αυτά τα γρήγορα κινούμενα ιόντα, επιτρέποντας την ακριβή εμφύτευση με ρυθμιζόμενο βάθος ντόπινγκ. Αυτή η τεχνική είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τη δημιουργία ρηχών δομών διασταύρωσης, όπως οι περιοχές πηγής και αποστράγγισης των MOSFET, και επιτρέπει τον έλεγχο υψηλής ακρίβειας όσον αφορά την κατανομή και τη συγκέντρωση των ακαθαρσιών.

Παράγοντες που σχετίζονται με το ντόπινγκ:

1. Στοιχεία Ντόπινγκ

Οι ημιαγωγοί τύπου Ν σχηματίζονται με την εισαγωγή στοιχείων της Ομάδας V (όπως ο φώσφορος και το αρσενικό), ενώ οι ημιαγωγοί τύπου Ρ σχηματίζονται με την εισαγωγή στοιχείων της Ομάδας III (όπως το βόριο). Εν τω μεταξύ, η καθαρότητα των στοιχείων ντόπινγκ επηρεάζει άμεσα την ποιότητα του ντοπαρισμένου υλικού, με τα υψηλής καθαρότητας προσμείξεις που συμβάλλουν στη μείωση των επιπλέον ελαττωμάτων.

1. Στοιχεία Ντόπινγκ

Ενώ η χαμηλή συγκέντρωση δεν μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αγωγιμότητα, η υψηλή συγκέντρωση τείνει να βλάψει το πλέγμα και να αυξήσει τον κίνδυνο διαρροής.

3. Παράμετροι ελέγχου διαδικασίας

Η επίδραση διάχυσης των ατόμων ακαθαρσίας επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, τον χρόνο και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Στην εμφύτευση ιόντων, το βάθος και η ομοιομορφία του ντόπινγκ καθορίζονται από την ενέργεια ιόντων, τη δόση και τη γωνία πρόσπτωσης.

---

Το Semicorex προσφέρει υψηλή ποιότηταΛύσεις SiCγια τη διαδικασία διάχυσης ημιαγωγών. Εάν έχετε οποιαδήποτε απορία, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.