Vad är halvledarjonimplantationsteknik?

Hur görJonimplantattionArbete?

Vid halvledartillverkning innebär jonimplantation användning av högenergiacceleratorer för att injicera specifika föroreningsatomer, såsom arsenik eller bor, i enkiselsubstrat. Kisel, placerat på 14:e plats i det periodiska systemet, bildar kovalenta bindningar genom att dela sina fyra yttre elektroner med närliggande atomer. Denna process förändrar kislets elektriska egenskaper, justerar transistortröskelspänningar och bildar käll- och drainstrukturer.

En fysiker funderade en gång på effekterna av att introducera olika atomer i kiselgittret. Genom att lägga till arsenik, som har fem yttre elektroner, förblir en elektron fri, vilket förbättrar kislets konduktivitet och omvandlar det till en halvledare av n-typ. Omvänt, införande av bor, med endast tre yttre elektroner, skapar ett positivt hål, vilket resulterar i en halvledare av p-typ. Denna metod för att införliva olika element i kiselgittret är känd som jonimplantation.

Vad är komponenterna iJonimplanttionUtrustning?

Jonimplantationsutrustning består av flera nyckelkomponenter: en jonkälla, ett elektriskt accelerationssystem, ett vakuumsystem, en analysmagnet, en strålbana, ett postaccelerationssystem och en implantationskammare. Jonkällan är avgörande, eftersom den avlägsnar elektroner från atomer för att bilda positiva joner, som sedan extraheras för att bilda en jonstråle.

Denna stråle passerar genom en massanalysmodul, som selektivt isolerar de önskade jonerna för halvledarmodifiering. Efter massanalys fokuseras och formas den rena jonstrålen, accelereras till den energi som krävs och skannas jämnt överhalvledarsubstrat. Högenergijoner penetrerar materialet och bäddar in i gittret, vilket kan skapa defekter som är fördelaktiga för vissa applikationer, såsom isolerande områden på chips och integrerade kretsar. För andra applikationer används glödgningscykler för att reparera skador och aktivera dopämnen, vilket förbättrar materialets ledningsförmåga.

Vilka är principerna för jonimplantation?

Jonimplantation är en teknik för att införa dopämnen i halvledare, som spelar en viktig roll vid tillverkning av integrerade kretsar. Processen innefattar:

Jonrening: Joner som genereras från källan, som bär olika elektron- och protonnummer, accelereras för att bilda en positiv/negativ jonstråle. Föroreningar filtreras baserat på förhållande mellan laddning och massa för att uppnå önskad jonrenhet.

Joninjektion: Den accelererade jonstrålen riktas i en specifik vinkel mot målkristallytan och strålar jämnt utrånet. Efter att ha penetrerat ytan utsätts joner för kollisioner och spridning i gittret, för att så småningom sedimentera på ett visst djup, vilket ändrar materialets egenskaper. Mönstrad dopning kan uppnås med hjälp av fysiska eller kemiska masker, vilket möjliggör exakta elektriska modifieringar av specifika kretsområden.

Den förväntade djupfördelningen av dopämnen bestäms av strålens energi, vinkel och waferns materialegenskaper.

Vilka är fördelarna och begränsningarna medJonimplanttion?

Fördelar:

Brett utbud av dopmedel: Nästan alla element från det periodiska systemet kan användas, med hög renhet säkerställd genom exakt jonval.

Exakt kontroll: Energin och vinkeln hos jonstrålen kan kontrolleras noggrant, vilket möjliggör exakt djup- och koncentrationsfördelning av dopämnen.

Flexibilitet: Jonimplantation begränsas inte av waferns löslighetsgränser, vilket tillåter högre koncentrationer än andra metoder.

Uniform doping: Uniform doping för stora områden är möjlig.

Temperaturkontroll: Waferns temperatur kan kontrolleras under implantation.

Begränsningar:

Grunt djup: Vanligtvis begränsat till cirka en mikron från ytan.

Svårigheter med mycket grund implantation: Lågenergistrålar är svåra att kontrollera, vilket ökar processtiden och kostnaden.

Gitterskada: Joner kan skada gittret, vilket kräver efterimplantationsglödgning för att reparera och aktivera dopämnen.

Hög kostnad: Utrustnings- och processkostnaderna är betydande.

Vi på Semicorex är specialiserade påGrafit/keramik med patenterad CVD-beläggninglösningar inom jonimplantation, om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakttelefon: +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com