Ioonide implanteerimise ja difusiooniprotsess

Ioonide implanteerimine on pooljuhtide dopingumeetod ja üks peamisi protsesse pooljuhtide valmistamisel.

Miks doping?

Puhtal ränil/sisemisel ränil ei ole sees vabu kandjaid (elektrone või auke) ja selle juhtivus on halb. Pooljuhttehnoloogias on dopinguks tahtlikult väga väikese koguse lisandite aatomite lisamine sisemisele ränile, et muuta räni elektrilisi omadusi, muutes selle juhtivamaks ja seega võimeliseks seda kasutada erinevate pooljuhtseadmete tootmiseks. Doping võib olla n-tüüpi doping või p-tüüpi doping. n-tüüpi doping: saavutatakse viietavalentsete elementide (nagu fosfor, arseen jne) räni lisamisega; p-tüüpi doping: saavutatakse kolmevalentsete elementide (nagu boor, alumiinium jne) räni lisamisega. Dopingumeetodid hõlmavad tavaliselt termilist difusiooni ja ioonide implanteerimist.

Termilise difusiooni meetod

Termiline difusioon on lisandite elementide migreerimine räni kuumutamise teel. Selle aine migratsiooni põhjustab kõrge kontsentratsiooniga lisandigaas madala kontsentratsiooniga ränisubstraadi suunas ning selle migratsioonirežiimi määravad kontsentratsiooni erinevus, temperatuur ja difusioonikoefitsient. Selle dopingupõhimõte on see, et kõrgel temperatuuril saavad räniplaadis olevad aatomid ja dopinguallika aatomid liikumiseks piisavalt energiat. Dopinguallika aatomid adsorbeeritakse esmalt räniplaadi pinnale ja seejärel lahustuvad need aatomid räniplaadi pinnakihti. Kõrgetel temperatuuridel hajuvad dopinguaatomid räniplaadi võrevahede kaudu sissepoole või asendavad räni aatomite asukohti. Lõpuks saavutavad dopinguaatomid vahvli sees teatud jaotusbilansi. Termilise difusiooni meetodil on madalad kulud ja küpsed protsessid. Kuid sellel on ka mõned piirangud, näiteks dopingu sügavuse ja kontsentratsiooni kontroll ei ole nii täpne kui ioonide implanteerimine ning kõrge temperatuuriga protsess võib tekitada võre kahjustusi jne.

Ioonide implanteerimine:

See viitab dopingelementide ioniseerimisele ja ioonkiire moodustamisele, mis kiirendatakse läbi kõrge pinge teatud energiani (keV~MeV tasemeni), et põrkaks ränisubstraadiga. Dopingioonid siirdatakse füüsiliselt räni, et muuta materjali legeeritud ala füüsikalisi omadusi.

Ioonide implanteerimise eelised:

See on madala temperatuuriga protsess, implantatsiooni kogust / dopingu kogust saab jälgida ja lisandite sisaldust saab täpselt kontrollida; lisandite implantatsiooni sügavust saab täpselt kontrollida; lisandite ühtlus on hea; lisaks kõvale maskile saab fotoresisti kasutada ka maskina; see ei ole piiratud ühilduvusega (termilise difusiooniga dopinguga ränikristallides sisalduvate lisandiaatomite lahustumine on piiratud maksimaalse kontsentratsiooniga ja on tasakaalustatud lahustumispiir, samas kui ioonide implanteerimine on mittetasakaaluline füüsikaline protsess. Lisandite aatomid süstitakse suure energiaga ränikristallideks, mis võib ületada ränikristallides sisalduvate lisandite loomuliku lahustumispiiri. Üks on asjade vaikne niisutamine ja teine ​​​​vibu sundimine.)

Ioonide implanteerimise põhimõte:

Esiteks löövad lisandgaasi aatomeid iooniallikas olevad elektronid, et tekitada ioone. Ioniseeritud ioonid ekstraheeritakse imemiskomponendiga, et moodustada ioonkiir. Pärast magnetanalüüsi suunatakse erineva massi ja laengu suhtega ioonid kõrvale (kuna esiküljel moodustunud ioonkiir sisaldab peale sihtlisandi ioonikiirt ka teiste materjalielementide ioonikiirt, mis tuleb filtreerida välja) ja nõuetele vastav puhta lisandi elemendi ioonkiir eraldatakse, seejärel kiirendatakse kõrgepingega, suurendatakse energiat ning see fokusseeritakse ja skaneeritakse elektrooniliselt ning lõpuks tabatakse sihtasendisse, et saavutada implantatsioon.

Ioonide poolt siirdatud lisandid on ilma töötlemiseta elektriliselt inaktiivsed, nii et pärast ioonide siirdamist töödeldakse neid üldiselt kõrgel temperatuuril, et aktiveerida lisandiioonid, ja kõrge temperatuur võib parandada ioonide implanteerimisest põhjustatud võrekahjustusi.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetiSiC osadioonimplantaadi ja difusiooniprotsessis. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega kindlasti ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com