Τι είναι η τεχνολογία εμφύτευσης ιόντων ημιαγωγών;

ΠώςΙόν εμφύτευμαιόνΕργασία;

Στην κατασκευή ημιαγωγών, η εμφύτευση ιόντων περιλαμβάνει τη χρήση επιταχυντών υψηλής ενέργειας για την έγχυση ειδικών ατόμων ακαθαρσίας, όπως αρσενικό ή βόριο, σευπόστρωμα πυριτίου. Το πυρίτιο, τοποθετημένο στη 14η θέση του περιοδικού πίνακα, σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς μοιράζοντας τα τέσσερα εξωτερικά του ηλεκτρόνια με γειτονικά άτομα. Αυτή η διαδικασία μεταβάλλει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του πυριτίου, ρυθμίζοντας τις τάσεις κατωφλίου του τρανζίστορ και σχηματίζοντας δομές πηγής και αποστράγγισης.

Κάποτε ένας φυσικός αναλογίστηκε τα αποτελέσματα της εισαγωγής διαφορετικών ατόμων στο πλέγμα πυριτίου. Με την προσθήκη αρσενικού, το οποίο έχει πέντε εξωτερικά ηλεκτρόνια, ένα ηλεκτρόνιο παραμένει ελεύθερο, ενισχύοντας την αγωγιμότητα του πυριτίου και μετατρέποντάς το σε ημιαγωγό τύπου n. Αντίθετα, η εισαγωγή βορίου, με μόνο τρία εξωτερικά ηλεκτρόνια, δημιουργεί μια θετική οπή, με αποτέλεσμα έναν ημιαγωγό τύπου p. Αυτή η μέθοδος ενσωμάτωσης διαφορετικών στοιχείων στο πλέγμα πυριτίου είναι γνωστή ως εμφύτευση ιόντων.

Τι είναι τα συστατικά τουΕμφύτευση ιόντωνΕξοπλισμός;

Ο εξοπλισμός εμφύτευσης ιόντων αποτελείται από πολλά βασικά στοιχεία: μια πηγή ιόντων, ένα σύστημα ηλεκτρικής επιτάχυνσης, ένα σύστημα κενού, έναν μαγνήτη ανάλυσης, μια διαδρομή δέσμης, ένα σύστημα μετά την επιτάχυνση και έναν θάλαμο εμφύτευσης. Η πηγή ιόντων είναι ζωτικής σημασίας, καθώς απογυμνώνει τα ηλεκτρόνια από τα άτομα για να σχηματίσει θετικά ιόντα, τα οποία στη συνέχεια εξάγονται για να σχηματίσουν μια δέσμη ιόντων.

Αυτή η δέσμη διέρχεται από μια μονάδα ανάλυσης μάζας, απομονώνοντας επιλεκτικά τα επιθυμητά ιόντα για τροποποίηση ημιαγωγών. Μετά από ανάλυση μάζας, η δέσμη ιόντων υψηλής καθαρότητας εστιάζεται και διαμορφώνεται, επιταχύνεται στην απαιτούμενη ενέργεια και σαρώνεται ομοιόμορφα κατά μήκος τηςυπόστρωμα ημιαγωγών. Ιόντα υψηλής ενέργειας διεισδύουν στο υλικό, ενσωματώνοντας στο πλέγμα, το οποίο μπορεί να δημιουργήσει ελαττώματα ευεργετικά για ορισμένες εφαρμογές, όπως η απομόνωση περιοχών σε τσιπ και ολοκληρωμένα κυκλώματα. Για άλλες εφαρμογές, οι κύκλοι ανόπτησης χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση ζημιών και την ενεργοποίηση των προσμείξεων, ενισχύοντας την αγωγιμότητα του υλικού.

Ποιες είναι οι αρχές της εμφύτευσης ιόντων;

Η εμφύτευση ιόντων είναι μια τεχνική για την εισαγωγή προσμείξεων σε ημιαγωγούς, παίζοντας ζωτικό ρόλο στην κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Η διαδικασία περιλαμβάνει:

Καθαρισμός ιόντων: Τα ιόντα που παράγονται από την πηγή, που φέρουν διαφορετικούς αριθμούς ηλεκτρονίων και πρωτονίων, επιταχύνονται για να σχηματίσουν μια θετική/αρνητική δέσμη ιόντων. Οι ακαθαρσίες φιλτράρονται με βάση την αναλογία φορτίου προς μάζα για να επιτευχθεί η επιθυμητή καθαρότητα ιόντων.

Έγχυση ιόντων: Η επιταχυνόμενη δέσμη ιόντων κατευθύνεται σε μια συγκεκριμένη γωνία προς την επιφάνεια του κρυστάλλου στόχου, ακτινοβολώντας ομοιόμορφαη γκοφρέτα. Αφού διεισδύσουν στην επιφάνεια, τα ιόντα υφίστανται συγκρούσεις και διασκορπίζονται μέσα στο πλέγμα, τελικά καθιζάνουν σε ένα ορισμένο βάθος, τροποποιώντας τις ιδιότητες του υλικού. Το μοτίβο ντόπινγκ μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας φυσικές ή χημικές μάσκες, επιτρέποντας ακριβείς ηλεκτρικές τροποποιήσεις συγκεκριμένων περιοχών του κυκλώματος.

Η αναμενόμενη κατανομή βάθους των προσμείξεων καθορίζεται από την ενέργεια της δέσμης, τη γωνία και τις ιδιότητες του υλικού της γκοφρέτας.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί τουΕμφύτευση ιόντων?

Φόντα:

Ευρεία γκάμα προσθετικών: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν όλα τα στοιχεία από τον περιοδικό πίνακα, με υψηλή καθαρότητα που εξασφαλίζεται από την ακριβή επιλογή ιόντων.

Ακριβής έλεγχος: Η ενέργεια και η γωνία της δέσμης ιόντων μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια, επιτρέποντας ακριβή κατανομή βάθους και συγκέντρωσης των προσμείξεων.

Ευελιξία: Η εμφύτευση ιόντων δεν περιορίζεται από τα όρια διαλυτότητας της γκοφρέτας, επιτρέποντας υψηλότερες συγκεντρώσεις από άλλες μεθόδους.

Ομοιόμορφο ντόπινγκ: Το ομοιόμορφο ντόπινγκ μεγάλης περιοχής είναι εφικτό.

Έλεγχος θερμοκρασίας: Η θερμοκρασία της γκοφρέτας μπορεί να ελεγχθεί κατά την εμφύτευση.

Περιορισμοί:

Μικρό βάθος: Τυπικά περιορίζεται σε περίπου ένα μικρό από την επιφάνεια.

Δυσκολίες με την πολύ ρηχή εμφύτευση: Οι δοκοί χαμηλής ενέργειας είναι δύσκολο να ελεγχθούν, αυξάνοντας τον χρόνο και το κόστος της διαδικασίας.

Ζημιά στο πλέγμα: Τα ιόντα μπορούν να καταστρέψουν το πλέγμα, απαιτώντας ανόπτηση μετά την εμφύτευση για την επισκευή και την ενεργοποίηση των προσμείξεων.

Υψηλό κόστος: Το κόστος εξοπλισμού και διαδικασίας είναι σημαντικό.

Εμείς στη Semicorex ειδικευόμαστε σεΓραφίτης/Κεραμικά με ιδιόκτητη επίστρωση CVDλύσεις στην εμφύτευση ιόντων, εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Τηλέφωνο επικοινωνίας: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com