Διαδικασία εμφύτευσης και διάχυσης ιόντων

Η εμφύτευση ιόντων είναι μια μέθοδος ντόπινγκ ημιαγωγών και μια από τις κύριες διαδικασίες στην κατασκευή ημιαγωγών.

Γιατί ντόπινγκ;

Το καθαρό πυρίτιο/εγγενές πυρίτιο δεν έχει ελεύθερους φορείς (ηλεκτρόνια ή οπές) στο εσωτερικό του και έχει κακή αγωγιμότητα. Στην τεχνολογία ημιαγωγών, το ντόπινγκ είναι η σκόπιμη προσθήκη μιας πολύ μικρής ποσότητας ατόμων ακαθαρσίας στο εγγενές πυρίτιο για να αλλάξει οι ηλεκτρικές ιδιότητες του πυριτίου, καθιστώντας το πιο αγώγιμο και επομένως ικανό να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διαφόρων συσκευών ημιαγωγών. Το ντόπινγκ μπορεί να είναι ντόπινγκ τύπου n ή ντόπινγκ τύπου p. ντόπινγκ τύπου n: επιτυγχάνεται με ντόπινγκ πεντασθενών στοιχείων (όπως φώσφορος, αρσενικό κ.λπ.) σε πυρίτιο. ντόπινγκ τύπου p: επιτυγχάνεται με ντόπινγκ τρισθενών στοιχείων (όπως βόριο, αλουμίνιο κ.λπ.) σε πυρίτιο. Οι μέθοδοι ντόπινγκ περιλαμβάνουν συνήθως τη θερμική διάχυση και την εμφύτευση ιόντων.

Μέθοδος θερμικής διάχυσης

Η θερμική διάχυση είναι η μετανάστευση ακαθαρσιών στοιχείων στο πυρίτιο με θέρμανση. Η μετανάστευση αυτής της ουσίας προκαλείται από αέριο ακαθαρσίας υψηλής συγκέντρωσης προς υπόστρωμα πυριτίου χαμηλής συγκέντρωσης και ο τρόπος μετανάστευσης καθορίζεται από τη διαφορά συγκέντρωσης, τη θερμοκρασία και τον συντελεστή διάχυσης. Η αρχή του ντόπινγκ είναι ότι σε υψηλή θερμοκρασία, τα άτομα στη γκοφρέτα πυριτίου και τα άτομα στην πηγή ντόπινγκ θα αποκτήσουν αρκετή ενέργεια για να κινηθούν. Τα άτομα της πηγής ντόπινγκ απορροφώνται πρώτα στην επιφάνεια του πλακιδίου πυριτίου και στη συνέχεια αυτά τα άτομα διαλύονται στο επιφανειακό στρώμα του πλακιδίου πυριτίου. Σε υψηλές θερμοκρασίες, τα άτομα ντόπινγκ διαχέονται προς τα μέσα μέσα από τα δικτυωτά κενά του πλακιδίου πυριτίου ή αντικαθιστούν τις θέσεις των ατόμων πυριτίου. Τελικά, τα άτομα ντόπινγκ φτάνουν σε μια ορισμένη ισορροπία κατανομής μέσα στη γκοφρέτα. Η μέθοδος θερμικής διάχυσης έχει χαμηλό κόστος και ώριμες διαδικασίες. Ωστόσο, έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς, όπως ο έλεγχος του βάθους και της συγκέντρωσης του ντόπινγκ δεν είναι τόσο ακριβής όσο η εμφύτευση ιόντων και η διαδικασία υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο πλέγμα κ.λπ.

Εμφύτευση ιόντων:

Αναφέρεται στον ιονισμό των στοιχείων ντόπινγκ και στο σχηματισμό μιας δέσμης ιόντων, η οποία επιταχύνεται σε μια ορισμένη ενέργεια (επίπεδο keV~MeV) μέσω υψηλής τάσης για να συγκρουστεί με το υπόστρωμα πυριτίου. Τα ιόντα ντόπινγκ εμφυτεύονται φυσικά στο πυρίτιο για να αλλάξουν τις φυσικές ιδιότητες της ντοπαρισμένης περιοχής του υλικού.

Πλεονεκτήματα της εμφύτευσης ιόντων:

Είναι μια διαδικασία χαμηλής θερμοκρασίας, η ποσότητα εμφύτευσης/ποσότητα ντόπινγκ μπορεί να παρακολουθηθεί και η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια. Το βάθος εμφύτευσης των ακαθαρσιών μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια. η ομοιομορφία της ακαθαρσίας είναι καλή. Εκτός από τη σκληρή μάσκα, το φωτοανθεκτικό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μάσκα. δεν περιορίζεται από τη συμβατότητα (η διάλυση των ατόμων ακαθαρσίας σε κρυστάλλους πυριτίου λόγω ντόπινγκ θερμικής διάχυσης περιορίζεται από τη μέγιστη συγκέντρωση και υπάρχει ένα όριο ισορροπημένης διάλυσης, ενώ η εμφύτευση ιόντων είναι μια φυσική διαδικασία μη ισορροπίας. Τα άτομα ακαθαρσίας εγχέονται σε κρυστάλλους πυριτίου με υψηλή ενέργεια, που μπορεί να υπερβεί το όριο φυσικής διάλυσης των ακαθαρσιών σε κρυστάλλους πυριτίου.

Αρχή εμφύτευσης ιόντων:

Πρώτον, τα άτομα ακαθαρσιών αερίων χτυπούνται από ηλεκτρόνια στην πηγή ιόντων για να δημιουργήσουν ιόντα. Τα ιονισμένα ιόντα εξάγονται από το συστατικό αναρρόφησης για να σχηματίσουν μια δέσμη ιόντων. Μετά τη μαγνητική ανάλυση, τα ιόντα με διαφορετικές αναλογίες μάζας προς φορτίο εκτρέπονται (επειδή η δέσμη ιόντων που σχηματίζεται στο μπροστινό μέρος περιέχει όχι μόνο τη δέσμη ιόντων της ακαθαρσίας στόχου, αλλά και τη δέσμη ιόντων άλλων στοιχείων υλικού, τα οποία πρέπει να φιλτραριστούν έξω), και η δέσμη ιόντων καθαρού στοιχείου ακαθαρσίας που πληροί τις απαιτήσεις διαχωρίζεται, και στη συνέχεια επιταχύνεται με υψηλή τάση, αυξάνεται η ενέργεια και εστιάζεται και σαρώνεται ηλεκτρονικά και τελικά χτυπιέται στη θέση στόχο για να επιτευχθεί εμφύτευση.

Οι ακαθαρσίες που εμφυτεύονται από ιόντα είναι ηλεκτρικά ανενεργές χωρίς επεξεργασία, επομένως μετά την εμφύτευση ιόντων, γενικά υποβάλλονται σε ανόπτηση σε υψηλή θερμοκρασία για να ενεργοποιηθούν τα ιόντα ακαθαρσίας και η υψηλή θερμοκρασία μπορεί να επιδιορθώσει τη βλάβη του πλέγματος που προκαλείται από την εμφύτευση ιόντων.

Το Semicorex προσφέρει υψηλή ποιότηταΜέρη SiCστη διαδικασία εμφύτευσης και διάχυσης ιόντων. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Τηλέφωνο επικοινωνίας +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com