Ioneimplantat og diffusjonsprosess

Ioneimplantasjon er en metode for halvlederdoping og en av hovedprosessene i halvlederproduksjon.

Hvorfor doping?

Rent silisium/intrinsic silisium har ingen frie bærere (elektroner eller hull) inni og har dårlig ledningsevne. I halvlederteknologi er doping å med vilje legge til en veldig liten mengde urenhetsatomer til iboende silisium for å endre de elektriske egenskapene til silisium, noe som gjør det mer ledende og dermed i stand til å brukes til å produsere forskjellige halvlederenheter. Doping kan være n-type doping eller p-type doping. n-type doping: oppnås ved å dope femverdige elementer (som fosfor, arsen, etc.) til silisium; p-type doping: oppnås ved å dope trivalente elementer (som bor, aluminium, etc.) til silisium. Dopingmetoder inkluderer vanligvis termisk diffusjon og ioneimplantasjon.

Termisk diffusjonsmetode

Termisk diffusjon er å migrere urenhetselementer til silisium ved oppvarming. Migrasjonen av dette stoffet er forårsaket av høykonsentrasjons urenhetsgass mot silisiumsubstrat med lav konsentrasjon, og dets migrasjonsmodus bestemmes av konsentrasjonsforskjell, temperatur og diffusjonskoeffisient. Dopingprinsippet er at ved høy temperatur vil atomer i silisiumplaten og atomer i dopingkilden få nok energi til å bevege seg. Atomene til dopingkilden blir først adsorbert på overflaten av silisiumplaten, og deretter løses disse atomene opp i overflatelaget til silisiumplaten. Ved høye temperaturer diffunderer dopingatomer innover gjennom gittergapene på silisiumplaten eller erstatter posisjonene til silisiumatomer. Etter hvert når dopingatomene en viss distribusjonsbalanse inne i waferen. Den termiske diffusjonsmetoden har lave kostnader og modne prosesser. Det har imidlertid også noen begrensninger, slik som at kontrollen av dopingdybde og konsentrasjon ikke er like presis som ioneimplantasjon, og høytemperaturprosessen kan introdusere gitterskader osv.

Ioneimplantasjon:

Det refererer til ionisering av dopingelementene og dannelse av en ionestråle, som akselereres til en viss energi (keV~MeV-nivå) gjennom høyspenning for å kollidere med silisiumsubstratet. Dopingionene implanteres fysisk i silisiumet for å endre de fysiske egenskapene til det dopede området av materialet.

Fordeler med ioneimplantasjon:

Det er en lavtemperaturprosess, implantasjonsmengden/dopingmengden kan overvåkes, og urenhetsinnholdet kan kontrolleres nøyaktig; implantasjonsdybden til urenheter kan kontrolleres nøyaktig; urenhetens jevnhet er god; i tillegg til den harde masken, kan fotoresist også brukes som en maske; den er ikke begrenset av kompatibilitet (oppløsningen av urenhetsatomer i silisiumkrystaller på grunn av termisk diffusjonsdoping er begrenset av maksimal konsentrasjon, og det er en balansert oppløsningsgrense, mens ioneimplantasjon er en fysisk prosess som ikke er likevekt. Urenhetsatomer injiseres til silisiumkrystaller med høy energi, som kan overskride den naturlige oppløsningsgrensen for urenheter i silisiumkrystaller. Den ene er å fukte ting lydløst, og den andre er å tvinge buen.)

Prinsippet for ioneimplantasjon:

For det første blir urenhetsgassatomer truffet av elektroner i ionekilden for å generere ioner. De ioniserte ionene trekkes ut av sugekomponenten for å danne en ionestråle. Etter magnetisk analyse avbøyes ionene med forskjellige masse-til-ladningsforhold (fordi ionestrålen som dannes foran inneholder ikke bare ionestrålen til målurenheten, men også ionestrålen til andre materialelementer, som må filtreres ut), og den rene urenhetselementets ionstråle som oppfyller kravene separeres, og deretter akselereres den av høyspenning, energien økes, og den fokuseres og skannes elektronisk, og til slutt treffes i målposisjonen for å oppnå implantasjon.

Urenhetene som er implantert av ioner er elektrisk inaktive uten behandling, så etter ioneimplantasjon blir de vanligvis utsatt for høytemperaturgløding for å aktivere urionene, og høy temperatur kan reparere gitterskaden forårsaket av ioneimplantasjon.

Semicorex tilbyr høy kvalitetSiC deleri ioneimplantat og diffusjonsprosess. Hvis du har spørsmål eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.

Kontakt telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com