İyon İmplantasyonu ve Difüzyon Süreci

İyon implantasyonu, bir yarı iletken katkılama yöntemidir ve yarı iletken imalatındaki ana işlemlerden biridir.

Neden doping?

Saf silikon/içsel silikonun içinde serbest taşıyıcılar (elektronlar veya delikler) yoktur ve iletkenliği zayıftır. Yarı iletken teknolojisinde katkılama, silikonun elektriksel özelliklerini değiştirmek, onu daha iletken hale getirmek ve böylece çeşitli yarı iletken cihazların imalatında kullanılabilir hale getirmek için iç silikona kasıtlı olarak çok küçük miktarda yabancı madde atomu eklemektir. Doping, n-tipi doping veya p-tipi doping olabilir. n-tipi katkılama: beş değerlikli elementlerin (fosfor, arsenik vb.) silikona katkılanmasıyla elde edilir; p-tipi katkılama: üç değerlikli elementlerin (bor, alüminyum vb.) silikona katkılanmasıyla elde edilir. Doping yöntemleri genellikle termal difüzyon ve iyon implantasyonunu içerir.

Termal difüzyon yöntemi

Termal difüzyon, safsızlık elementlerinin ısıtılarak silikon içerisine taşınmasıdır. Bu maddenin migrasyonu, yüksek konsantrasyonlu safsızlık gazının düşük konsantrasyonlu silikon substratına doğru olmasından kaynaklanır ve geçiş modu, konsantrasyon farkı, sıcaklık ve difüzyon katsayısı tarafından belirlenir. Katkılama prensibi, yüksek sıcaklıkta silikon levhadaki atomların ve katkılama kaynağındaki atomların hareket etmek için yeterli enerjiyi elde etmesidir. Katkı kaynağının atomları ilk önce silikon levhanın yüzeyinde adsorbe edilir ve daha sonra bu atomlar silikon levhanın yüzey katmanında çözünür. Yüksek sıcaklıklarda, katkı atomları silikon levhanın kafes boşluklarından içeriye doğru yayılır veya silikon atomlarının konumlarını değiştirir. Sonunda katkı atomları levhanın içinde belirli bir dağılım dengesine ulaşır. Termal difüzyon yöntemi düşük maliyetlere ve olgun süreçlere sahiptir. Bununla birlikte, doping derinliği ve konsantrasyonunun kontrolünün iyon implantasyonu kadar hassas olmaması ve yüksek sıcaklıktaki prosesin kafes hasarına vb. yol açabilmesi gibi bazı sınırlamaları da vardır.

İyon implantasyonu:

Bu, doping elemanlarının iyonize edilmesi ve silikon substrat ile çarpışması için yüksek voltaj aracılığıyla belirli bir enerjiye (keV~MeV seviyesi) hızlandırılan bir iyon ışınının oluşturulması anlamına gelir. Katkı iyonları, malzemenin katkılı alanının fiziksel özelliklerini değiştirmek için silikonun içine fiziksel olarak implante edilir.

İyon implantasyonunun avantajları:

Düşük sıcaklıkta bir işlemdir, implantasyon miktarı/doping miktarı izlenebilir ve safsızlık içeriği hassas bir şekilde kontrol edilebilir; safsızlıkların implantasyon derinliği hassas bir şekilde kontrol edilebilir; safsızlık tekdüzeliği iyidir; Sert maskeye ek olarak fotorezist maske olarak da kullanılabilir; uyumlulukla sınırlı değildir (termal difüzyon katkısı nedeniyle silikon kristallerindeki safsızlık atomlarının çözünmesi maksimum konsantrasyonla sınırlıdır ve dengeli bir çözünme sınırı vardır, iyon implantasyonu ise denge dışı bir fiziksel işlemdir. Safsızlık atomları enjekte edilir Silikon kristallerindeki safsızlıkların doğal çözünme sınırını aşabilen yüksek enerjili silikon kristallerine dönüştürmek, biri şeyleri sessizce nemlendirmek, diğeri yayı zorlamak.)

İyon implantasyonu prensibi:

İlk olarak, iyonları oluşturmak için yabancı gaz atomları iyon kaynağındaki elektronlar tarafından vurulur. İyonize iyonlar, bir iyon ışını oluşturmak üzere emme bileşeni tarafından çıkarılır. Manyetik analizden sonra, farklı kütle-yük oranlarına sahip iyonlar saptırılır (çünkü ön tarafta oluşan iyon ışını yalnızca hedef safsızlığın iyon ışınını değil aynı zamanda filtrelenmesi gereken diğer malzeme elemanlarının iyon ışınını da içerir) dışarı) ve gereksinimleri karşılayan saf safsızlık elementi iyon ışını ayrılır ve daha sonra yüksek voltajla hızlandırılır, enerji artırılır, odaklanır ve elektronik olarak taranır ve son olarak implantasyonu sağlamak için hedef konuma vurulur.

İyonlar tarafından implante edilen safsızlıklar, işlem görmeden elektriksel olarak aktif değildir, bu nedenle iyon implantasyonundan sonra, safsızlık iyonlarını aktive etmek için genellikle yüksek sıcaklıkta tavlamaya tabi tutulurlar ve yüksek sıcaklık, iyon implantasyonunun neden olduğu kafes hasarını onarabilir.

Semicorex yüksek kalite sunuyorSiC parçalarıİyon implantasyonu ve difüzyon sürecinde. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com