Halvledardopningsprocess

En av de unika egenskaperna hos halvledarmaterial är att deras konduktivitet, såväl som deras konduktivitetstyp (N-typ eller P-typ), kan skapas och kontrolleras genom en process som kallas doping. Detta innebär att specialiserade föroreningar, kända som dopämnen, introduceras i materialet för att bilda förbindelser på ytan av skivan. Industrin använder två huvudsakliga dopningstekniker: termisk diffusion och jonimplantation.

Vid termisk diffusion införs dopningsmaterial i den exponerade ytan av skivans översta skikt, typiskt med användning av öppningar i kiseldioxidskiktet. Genom att applicera värme diffunderar dessa dopämnen in i waferns kropp. Mängden och djupet av denna diffusion regleras av specifika regler härledda från kemiska principer, som dikterar hur dopämnen rör sig inom wafern vid förhöjda temperaturer.

Däremot involverar jonimplantation injicering av dopningsmaterial direkt in i ytan av skivan. De flesta av dopningsatomerna som införs förblir stationära under ytskiktet. I likhet med termisk diffusion styrs rörelsen av dessa implanterade atomer också av diffusionsregler. Jonimplantation har till stor del ersatt den äldre termiska diffusionstekniken och är nu väsentlig vid produktion av mindre och mer komplexa enheter.

Vanliga dopningsprocesser och tillämpningar

1.Diffusionsdopning: I denna metod sprids föroreningsatomer in i en kiselskiva med hjälp av en diffusionsugn med hög temperatur, som bildar ett diffusionsskikt. Denna teknik används främst vid tillverkning av storskaliga integrerade kretsar och mikroprocessorer.

2. Jonimplantationsdopning: Denna process involverar att direkt injicera föroreningsjoner i kiselskivan med en jonimplantator, vilket skapar ett jonimplantationsskikt. Det möjliggör hög dopningskoncentration och exakt kontroll, vilket gör den lämplig för produktion av högintegration och högpresterande chips.

3. Kemisk ångavsättningsdopning: I denna teknik bildas en dopad film, såsom kiselnitrid, på ytan av kiselskivan genom kemisk ångavsättning. Denna metod erbjuder utmärkt enhetlighet och repeterbarhet, vilket gör den idealisk för tillverkning av specialiserade chips.

4. Epitaxiell dopning: Detta tillvägagångssätt involverar odling av ett dopat enkristalllager, såsom fosfordopat kiselglas, epitaxiellt på ett enkristallsubstrat. Den är särskilt lämplig för att tillverka sensorer med hög känslighet och hög stabilitet.

5. Lösningsmetod: Lösningsmetoden tillåter varierande dopningskoncentrationer genom att kontrollera lösningens sammansättning och nedsänkningstiden. Denna teknik är tillämpbar på många material, särskilt de med porösa strukturer.

6. Ångdeponeringsmetod: Denna metod innebär att man bildar nya föreningar genom att reagera externa atomer eller molekyler med de på ytan av materialet, och på så sätt kontrollera dopningsmaterialen. Den är särskilt lämpad för dopning av tunna filmer och nanomaterial.

Varje typ av dopningsprocess har sina unika egenskaper och användningsområde. Vid praktisk användning är det viktigt att välja lämplig dopningsprocess utifrån specifika behov och materialegenskaper för att uppnå optimala dopningsresultat.

Dopningstekniken har ett brett spektrum av tillämpningar inom olika områden:

• Halvledartillverkning:Dopning är en kärnteknologi inom halvledartillverkning, som främst används för att skapa transistorer, integrerade kretsar, solceller med mera. Dopningsprocessen modifierar ledningsförmågan och optoelektroniska egenskaper hos halvledare, vilket gör det möjligt för enheter att uppfylla specifika funktions- och prestandakrav.
• Elektronisk förpackning:I elektronisk förpackning används dopningsteknik för att förbättra värmeledningsförmågan och de elektriska egenskaperna hos förpackningsmaterial. Denna process förbättrar både värmeavledningsprestandan och tillförlitligheten hos elektroniska enheter.
• Kemiska sensorer:Doping används i stor utsträckning inom området kemiska sensorer för produktion av känsliga membran och elektroder. Genom att ändra sensorernas känslighet och svarshastighet underlättar dopning utvecklingen av enheter som har hög känslighet, selektivitet och snabba svarstider.
• Biosensorer:På liknande sätt, inom området biosensorer, används dopningsteknik för att tillverka biochips och biosensorer. Denna process modifierar de elektriska egenskaperna och biologiska egenskaperna hos biomaterial, vilket leder till biosensorer som är mycket känsliga, specifika och kostnadseffektiva.
• Andra fält:Dopingteknik används också i olika material, inklusive magnetiska, keramiska och glasmaterial. Genom dopning kan de magnetiska, mekaniska och optiska egenskaperna hos dessa material ändras, vilket resulterar i högpresterande material och anordningar.

Som en avgörande teknik för materialmodifiering är dopningsteknik en integrerad del av flera områden. Att kontinuerligt förbättra och förfina dopingprocessen är avgörande för att uppnå högpresterande material och anordningar.

Semicorex erbjuderhögkvalitativa SiC-lösningarför halvledardiffusionsprocess. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com