Jonimplantat och diffusionsprocess

Jonimplantation är en metod för halvledardopning och en av huvudprocesserna inom halvledartillverkning.

Varför dopning?

Rent kisel/inneboende kisel har inga fria bärare (elektroner eller hål) inuti och har dålig konduktivitet. Inom halvledarteknik är dopning att avsiktligt lägga till en mycket liten mängd föroreningsatomer till inneboende kisel för att ändra kiselns elektriska egenskaper, vilket gör det mer ledande och därmed kan användas för att tillverka olika halvledarenheter. Doping kan vara n-typ doping eller p-typ doping. n-typ dopning: uppnås genom dopning av femvärda element (såsom fosfor, arsenik, etc.) till kisel; p-typ dopning: uppnås genom att dopa trevärda element (som bor, aluminium, etc.) till kisel. Dopningsmetoder inkluderar vanligtvis termisk diffusion och jonimplantation.

Termisk diffusionsmetod

Termisk diffusion är att migrera föroreningselement till kisel genom uppvärmning. Migrationen av detta ämne orsakas av högkoncentrerad föroreningsgas mot lågkoncentrerat kiselsubstrat, och dess migrationssätt bestäms av koncentrationsskillnad, temperatur och diffusionskoefficient. Dess dopningsprincip är att vid hög temperatur kommer atomer i kiselskivan och atomer i dopningskällan att få tillräckligt med energi för att röra sig. Dopningskällans atomer adsorberas först på kiselskivans yta och sedan löses dessa atomer upp i kiselskivans ytskikt. Vid höga temperaturer diffunderar dopningsatomer inåt genom kiselskivans gittergap eller ersätter kiselatomernas positioner. Så småningom når dopningsatomerna en viss fördelningsbalans inuti wafern. Den termiska diffusionsmetoden har låga kostnader och mogna processer. Det har dock också vissa begränsningar, som att kontrollen av dopningsdjup och koncentration inte är lika exakt som jonimplantation, och högtemperaturprocessen kan introducera gallerskada, etc.

Jonimplantation:

Det syftar på att jonisera dopningselementen och bilda en jonstråle, som accelereras till en viss energi (keV~MeV-nivå) genom hög spänning för att kollidera med kiselsubstratet. Dopningsjonerna implanteras fysiskt i kislet för att ändra de fysikaliska egenskaperna hos det dopade området av materialet.

Fördelar med jonimplantation:

Det är en lågtemperaturprocess, implantationsmängden/dopningsmängden kan övervakas och föroreningshalten kan kontrolleras exakt; implantationsdjupet för föroreningar kan kontrolleras exakt; föroreningslikformigheten är god; förutom den hårda masken kan fotoresist även användas som mask; den begränsas inte av kompatibilitet (upplösningen av föroreningsatomer i kiselkristaller på grund av termisk diffusionsdopning begränsas av den maximala koncentrationen, och det finns en balanserad upplösningsgräns, medan jonimplantation är en fysikalisk process som inte är i jämvikt. Föroreningsatomer injiceras till kiselkristaller med hög energi, som kan överskrida den naturliga upplösningsgränsen för föroreningar i kiselkristaller, den ena är att fukta saker tyst, och den andra är att tvinga bågen.)

Principen för jonimplantation:

Först träffas föroreningsgasatomer av elektroner i jonkällan för att generera joner. De joniserade jonerna extraheras av sugkomponenten för att bilda en jonstråle. Efter magnetisk analys avböjs jonerna med olika mass-till-laddning-förhållanden (eftersom jonstrålen som bildas i fronten innehåller inte bara jonstrålen från målföroreningen utan också jonstrålen från andra materialelement, som måste filtreras ut), och den rena föroreningselementets jonstråle som uppfyller kraven separeras, och sedan accelereras den med hög spänning, energin ökas, och den fokuseras och skannas elektroniskt och träffas slutligen i målpositionen för att uppnå implantation.

De föroreningar som implanteras av joner är elektriskt inaktiva utan behandling, så efter jonimplantation utsätts de i allmänhet för högtemperaturglödgning för att aktivera föroreningsjonerna, och hög temperatur kan reparera gitterskadan som orsakas av jonimplantation.

Semicorex erbjuder hög kvalitetSiC delari jonimplantat och diffusionsprocess. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com