Ionimplantat og diffusionsproces

Ionimplantation er en metode til halvlederdoping og en af ​​hovedprocesserne i halvlederfremstilling.

Hvorfor doping?

Rent silicium/intrinsic silicium har ingen frie bærere (elektroner eller huller) indeni og har dårlig ledningsevne. I halvlederteknologi er doping bevidst at tilføje en meget lille mængde urenhedsatomer til iboende silicium for at ændre siliciums elektriske egenskaber, hvilket gør det mere ledende og dermed i stand til at blive brugt til at fremstille forskellige halvlederenheder. Doping kan være n-type doping eller p-type doping. n-type doping: opnås ved at dope pentavalente grundstoffer (såsom fosfor, arsen, etc.) til silicium; p-type doping: opnås ved at dope trivalente grundstoffer (såsom bor, aluminium osv.) ind i silicium. Dopingmetoder omfatter normalt termisk diffusion og ionimplantation.

Termisk diffusionsmetode

Termisk diffusion er at migrere urenhedselementer til silicium ved opvarmning. Migrationen af ​​dette stof er forårsaget af højkoncentreret urenhedsgas mod lavkoncentreret siliciumsubstrat, og dets migrationstilstand bestemmes af koncentrationsforskel, temperatur og diffusionskoefficient. Dens dopingprincip er, at ved høj temperatur vil atomer i siliciumwaferen og atomer i dopingkilden få nok energi til at bevæge sig. Dopingkildens atomer adsorberes først på overfladen af ​​siliciumwaferen, og derefter opløses disse atomer i siliciumwaferens overfladelag. Ved høje temperaturer diffunderer dopingatomer indad gennem gitterhullerne på siliciumwaferen eller erstatter positionerne af siliciumatomer. Til sidst når dopingatomerne en vis fordelingsbalance inde i waferen. Den termiske diffusionsmetode har lave omkostninger og modne processer. Det har dog også nogle begrænsninger, såsom at kontrollen af ​​dopingdybde og -koncentration ikke er så præcis som ionimplantation, og højtemperaturprocessen kan introducere gitterskader mv.

Ionimplantation:

Det refererer til at ionisere dopingelementerne og danne en ionstråle, som accelereres til en vis energi (keV~MeV-niveau) gennem højspænding for at kollidere med siliciumsubstratet. Dopingionerne implanteres fysisk i siliciumet for at ændre de fysiske egenskaber af det doterede område af materialet.

Fordele ved ionimplantation:

Det er en lavtemperaturproces, implantationsmængden/dopingmængden kan overvåges, og urenhedsindholdet kan kontrolleres præcist; implantationsdybden af ​​urenheder kan kontrolleres præcist; urenhedens ensartethed er god; udover den hårde maske kan fotoresist også bruges som maske; den er ikke begrænset af kompatibilitet (opløsningen af ​​urenhedsatomer i siliciumkrystaller på grund af termisk diffusionsdoping er begrænset af den maksimale koncentration, og der er en balanceret opløsningsgrænse, mens ionimplantation er en fysisk proces uden ligevægt. Urenhedsatomer injiceres til siliciumkrystaller med høj energi, som kan overskride den naturlige opløsningsgrænse for urenheder i siliciumkrystaller. Den ene er at fugte ting lydløst, og den anden er at tvinge buen.)

Princippet for ionimplantation:

For det første rammes urenhedsgasatomer af elektroner i ionkilden for at generere ioner. De ioniserede ioner ekstraheres af sugekomponenten for at danne en ionstråle. Efter magnetisk analyse afbøjes ionerne med forskellige masse-til-ladning-forhold (fordi ionstrålen dannet foran indeholder ikke kun ionstrålen fra målurenheden, men også ionstrålen fra andre materialeelementer, som skal filtreres ud), og den rene urenhedselement-ionstråle, der opfylder kravene, adskilles, og derefter accelereres den af ​​højspænding, energien øges, og den fokuseres og scannes elektronisk og rammes til sidst i målpositionen for at opnå implantation.

Urenhederne implanteret af ioner er elektrisk inaktive uden behandling, så efter ionimplantation udsættes de generelt for højtemperaturudglødning for at aktivere urenionerne, og høj temperatur kan reparere gitterskader forårsaget af ionimplantation.

Semicorex tilbyder høj kvalitetSiC delei ionimplantat og diffusionsproces. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com