Mis on dopinguprotsess?

Ülikõrge puhtusastmega valmistamiselvahvlid, pooljuhtide põhiomaduste tagamiseks peavad vahvlid saavutama puhtusstandardi üle 99,999999999%. Paradoksaalne on see, et integraallülituste funktsionaalse konstruktsiooni saavutamiseks tuleb dopinguprotsesside kaudu lokaalselt vahvlite pinnale viia spetsiifilised lisandid. Seda seetõttu, et puhtas ühekristallilises ränis on ümbritseva õhu temperatuuril äärmiselt madal vabade kandjate kontsentratsioon. Selle juhtivus on lähedane isolaatori omale, mis muudab efektiivse voolu moodustamise võimatuks. Dopinguprotsess lahendab selle dopinguelementide ja dopingukontsentratsiooni reguleerimisega.

Kaks peamist dopingutehnikat:

1. Kõrgtemperatuuriline difusioon on pooljuhtide dopingu tavapärane meetod. Idee on töödelda pooljuhti kõrgel temperatuuril, mis põhjustab lisandite aatomite difundeerumist pooljuhi pinnalt selle sisemusse. Kuna lisandite aatomid on tavaliselt suuremad kui pooljuhtide aatomid, on aatomite termiline liikumine kristallvõres vajalik, et aidata neil lisanditel hõivata interstitsiaalseid tühimikke. Temperatuuri ja aja parameetreid difusiooniprotsessi ajal hoolikalt kontrollides on võimalik selle omaduse põhjal tõhusalt kontrollida lisandite jaotust. Seda meetodit saab kasutada sügavate legeeritud ristmike loomiseks, näiteks CMOS-tehnoloogias kahe süvendiga struktuur.

2. Ioonide implanteerimine on pooljuhtide valmistamisel esmane dopingutehnika, millel on mitmeid eeliseid, nagu kõrge dopingutäpsus, madalad protsessitemperatuurid ja substraadi materjali vähene kahjustus. Täpsemalt, ioonide siirdamise protsess hõlmab lisandite aatomite ioniseerimist laetud ioonide loomiseks, seejärel nende ioonide kiirendamist suure intensiivsusega elektrivälja kaudu, et moodustada suure energiaga ioonkiir. Seejärel löövad need kiiresti liikuvad ioonid pooljuhi pinda, võimaldades täpset implanteerimist reguleeritava dopingusügavusega. See tehnika on eriti kasulik madalate ristmikstruktuuride loomiseks, nagu MOSFETide lähte- ja äravoolupiirkonnad, ning võimaldab ülitäpset kontrolli lisandite jaotumise ja kontsentratsiooni üle.

Dopinguga seotud tegurid:

1. Dopinguelemendid

N-tüüpi pooljuhid moodustatakse V rühma elementide (nagu fosfor ja arseen) sisseviimisega, P-tüüpi pooljuhid aga III rühma elementide (näiteks boor) sisseviimisega. Samal ajal mõjutab dopinguelementide puhtus otseselt legeeritud materjali kvaliteeti, kusjuures kõrge puhtusastmega lisandid aitavad vähendada lisadefekte.

2. Dopingu kontsentratsioon

Kuigi madal kontsentratsioon ei suuda juhtivust oluliselt suurendada, kipub kõrge kontsentratsioon võre kahjustama ja suurendab lekkeohtu.

3. Protsessi juhtimise parameetrid

Lisandite aatomite difusiooniefekti mõjutavad temperatuur, aeg ja atmosfääritingimused. Ioonide implanteerimisel määratakse dopingu sügavus ja ühtlus iooni energia, annuse ja langemisnurga järgi.

---

Semicorex pakub kõrget kvaliteeti2. Dopingu kontsentratsioonpooljuhtide difusiooniprotsessi jaoks. Kui teil on küsimusi, võtke meiega julgelt ühendust.