Halvlederdopingprosess

En av de unike egenskapene til halvledermaterialer er at deres konduktivitet, så vel som deres konduktivitetstype (N-type eller P-type), kan skapes og kontrolleres gjennom en prosess som kalles doping. Dette innebærer å introdusere spesialiserte urenheter, kjent som dopingmidler, i materialet for å danne kryss på overflaten av waferen. Industrien bruker to hoveddopingteknikker: termisk diffusjon og ioneimplantasjon.

Ved termisk diffusjon introduseres dopingmaterialer i den eksponerte overflaten av topplaget av waferen, typisk ved bruk av åpninger i silisiumdioksydlaget. Ved å påføre varme diffunderer disse dopstoffene inn i skivens kropp. Mengden og dybden av denne diffusjonen er regulert av spesifikke regler avledet fra kjemiske prinsipper, som dikterer hvordan dopstoffer beveger seg inne i waferen ved forhøyede temperaturer.

I motsetning innebærer ioneimplantasjon å injisere dopingmaterialer direkte inn i overflaten av waferen. De fleste av dopingatomene som introduseres forblir stasjonære under overflatelaget. I likhet med termisk diffusjon styres også bevegelsen til disse implanterte atomene av diffusjonsregler. Ioneimplantasjon har i stor grad erstattet den eldre termiske diffusjonsteknikken og er nå avgjørende i produksjonen av mindre og mer komplekse enheter.

Vanlige dopingprosesser og -applikasjoner

1. Diffusjonsdoping: I denne metoden diffunderes urenhetsatomer inn i en silisiumplate ved hjelp av en høytemperaturdiffusjonsovn, som danner et diffusjonslag. Denne teknikken brukes først og fremst ved produksjon av storskala integrerte kretser og mikroprosessorer.

2. Ioneimplantasjonsdoping: Denne prosessen involverer direkte injeksjon av urenheter i silisiumplaten med en ioneimplantator, og skaper et ioneimplantasjonslag. Det gir høy dopingkonsentrasjon og presis kontroll, noe som gjør den egnet for produksjon av høyintegrerte og høyytelsesbrikker.

3. Kjemisk dampavsetningsdoping: I denne teknikken dannes en dopet film, slik som silisiumnitrid, på overflaten av silisiumplaten gjennom kjemisk dampavsetning. Denne metoden gir utmerket ensartethet og repeterbarhet, noe som gjør den ideell for produksjon av spesialiserte sjetonger.

4. Epitaksial doping: Denne tilnærmingen innebærer å dyrke et dopet enkeltkrystalllag, slik som fosfordopet silisiumglass, epitaksialt på et enkeltkrystallsubstrat. Den er spesielt egnet for å lage sensorer med høy følsomhet og høy stabilitet.

5. Løsningsmetode: Løsningsmetoden gir mulighet for varierende dopingkonsentrasjoner ved å kontrollere sammensetningen av løsningen og nedsenkingstiden. Denne teknikken kan brukes på mange materialer, spesielt de med porøse strukturer.

6. Dampavsetningsmetode: Denne metoden innebærer å danne nye forbindelser ved å reagere eksterne atomer eller molekyler med de på overflaten av materialet, og dermed kontrollere dopingmaterialene. Den er spesielt egnet for doping av tynne filmer og nanomaterialer.

Hver type dopingprosess har sine unike egenskaper og bruksområde. Ved praktisk bruk er det viktig å velge riktig dopingprosess basert på spesifikke behov og materialegenskaper for å oppnå optimale dopingresultater.

Dopingteknologi har et bredt spekter av bruksområder på tvers av ulike felt:

• Halvlederproduksjon:Doping er en kjerneteknologi innen halvlederproduksjon, primært brukt til å lage transistorer, integrerte kretser, solceller og mer. Dopingprosessen modifiserer konduktiviteten og de optoelektroniske egenskapene til halvledere, slik at enheter kan møte spesifikke funksjons- og ytelseskrav.
• Elektronisk emballasje:I elektronisk emballasje brukes dopingteknologi for å forbedre den termiske ledningsevnen og de elektriske egenskapene til emballasjematerialer. Denne prosessen forbedrer både varmeavledningsytelsen og påliteligheten til elektroniske enheter.
• Kjemiske sensorer:Doping er mye brukt innen kjemiske sensorer for produksjon av sensitive membraner og elektroder. Ved å endre følsomheten og responshastigheten til sensorer, letter doping utviklingen av enheter som kan skryte av høy følsomhet, selektivitet og raske responstider.
• Biosensorer:På samme måte, i domenet av biosensorer, brukes dopingteknologi for å produsere biobrikker og biosensorer. Denne prosessen modifiserer de elektriske egenskapene og biologiske egenskapene til biomaterialer, noe som fører til biosensorer som er svært sensitive, spesifikke og kostnadseffektive.
• Andre felt:Dopingteknologi brukes også i ulike materialer, inkludert magnetiske, keramiske og glassmaterialer. Gjennom doping kan de magnetiske, mekaniske og optiske egenskapene til disse materialene endres, noe som resulterer i materialer og enheter med høy ytelse.

Som en avgjørende materialmodifikasjonsteknikk er dopingteknologi en integrert del av flere felt. Kontinuerlig forbedring og foredling av dopingprosessen er avgjørende for å oppnå materialer og enheter med høy ytelse.

Semicorex tilbyrSiC-løsninger av høy kvalitetfor halvlederdiffusjonsprosess. 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