Hva er dopingprosess?

I produksjon av ultra-høy renhetoblater, må wafere nå en renhetsstandard på over 99,999999999 % for å sikre de grunnleggende egenskapene til halvledere. Paradoksalt nok, for å oppnå funksjonell konstruksjon av integrerte kretser, må spesifikke urenheter introduseres lokalt på overflaten av wafere gjennom dopingprosesser. Dette er fordi rent enkrystall silisium har en ekstremt lav konsentrasjon av frie bærere ved omgivelsestemperatur. Dens ledningsevne er nær den til en isolator, noe som gjør det umulig å danne en effektiv strøm. Dopingprosessen løser dette ved å justere dopingelementene og dopingkonsentrasjonen.

De to vanlige dopingteknikkene:

1. Høytemperaturdiffusjon er en vanlig metode for halvlederdoping. Tanken er å behandle halvlederen ved høy temperatur, noe som får urenheter til å diffundere fra halvlederens overflate og inn i dens indre. Siden urenhetsatomer vanligvis er større enn halvlederatomer, er den termiske bevegelsen til atomer i krystallgitteret nødvendig for å hjelpe disse urenhetene med å okkupere mellomrom. Ved å kontrollere temperatur- og tidsparametrene nøye under diffusjonsprosessen, er det mulig å effektivt kontrollere urenhetsfordelingen basert på denne egenskapen. Denne metoden kan brukes til å lage dypt dopede kryss, slik som dobbeltbrønnstrukturen i CMOS-teknologi.

2. Ioneimplantasjon er den primære dopingteknikken i halvlederproduksjon, som har flere fordeler, som høy dopingnøyaktighet, lave prosesstemperaturer og liten skade på substratmaterialet. Spesifikt innebærer ioneimplantasjonsprosessen ionisering av urenhetsatomer for å lage ladede ioner, og deretter akselerere disse ionene via et elektrisk felt med høy intensitet for å danne en høyenergi-ionestråle. Halvlederoverflaten blir deretter truffet av disse raskt bevegelige ionene, noe som muliggjør presis implantasjon med justerbar dopingdybde. Denne teknikken er spesielt nyttig for å lage grunne koblingsstrukturer, for eksempel kilde- og avløpsområdene til MOSFET-er, og gir mulighet for høy presisjonskontroll over distribusjonen og konsentrasjonen av urenheter.

Dopingrelaterte faktorer:

1. Dopingelementer

N-type halvledere dannes ved å introdusere gruppe V-elementer (som fosfor og arsen), mens P-type halvledere dannes ved å introdusere gruppe III-elementer (som bor). I mellomtiden påvirker renheten til dopingelementene direkte kvaliteten på det dopede materialet, med dopingmidler med høy renhet som bidrar til å redusere ekstra defekter.

2. Dopingkonsentrasjon

Mens den lave konsentrasjonen ikke er i stand til å øke ledningsevnen betydelig, har den høye konsentrasjonen en tendens til å skade gitteret og øke risikoen for lekkasje.

3. Prosesskontrollparametre

Diffusjonseffekten av urenhetsatomer påvirkes av temperatur, tid og atmosfæriske forhold. Ved ioneimplantasjon bestemmes dopingdybden og jevnheten av ioneenergi, dose og innfallsvinkel.

---

Semicorex tilbyr høy kvalitetSiC-løsningerfor halvlederdiffusjonsprosess. Hvis du har spørsmål, ta gjerne kontakt med oss.