Що таке допінговий процес?

При виготовленні надвисокої чистотивафлі, пластини повинні досягати стандарту чистоти понад 99,999999999%, щоб забезпечити фундаментальні властивості напівпровідників. Парадоксально, але для досягнення функціональної конструкції інтегральних схем специфічні домішки повинні бути локально введені на поверхню пластин через процеси легування. Це тому, що чистий монокристалічний кремній має надзвичайно низьку концентрацію вільних носіїв при температурі навколишнього середовища. Його провідність близька до провідності ізолятора, що унеможливлює формування ефективного струму. Процес легування вирішує це шляхом регулювання легуючих елементів і концентрації легування.

Дві основні методи допінгу:

1. Високотемпературна дифузія є звичайним методом легування напівпровідників. Ідея полягає в обробці напівпровідника при високій температурі, яка змушує атоми домішок дифундувати з поверхні напівпровідника всередину. Оскільки атоми домішок зазвичай більші за атоми напівпровідників, тепловий рух атомів у кристалічній решітці необхідний, щоб допомогти цим домішкам зайняти міжвузлові порожнечі. Ретельно контролюючи параметри температури та часу під час процесу дифузії, можна ефективно контролювати розподіл домішок на основі цієї характеристики. Цей метод можна використовувати для створення глибоких легованих з’єднань, таких як структура з подвійною лункою в технології CMOS.

2. Іонна імплантація є основним методом легування у виробництві напівпровідників, який має ряд переваг, таких як висока точність легування, низькі температури процесу та незначне пошкодження матеріалу підкладки. Зокрема, процес іонної імплантації передбачає іонізацію атомів домішок для створення заряджених іонів, а потім прискорення цих іонів за допомогою високоінтенсивного електричного поля для формування пучка іонів високої енергії. Потім ці швидкорухомі іони вражають поверхню напівпровідника, що забезпечує точну імплантацію з регульованою глибиною легування. Ця техніка особливо корисна для створення неглибоких структур з’єднання, таких як області витоку та стоку МОП-транзисторів, і дозволяє з високою точністю контролювати розподіл і концентрацію домішок.

Фактори, пов'язані з допінгом:

1. Легування елементів

Напівпровідники N-типу утворюються шляхом введення елементів V групи (таких як фосфор і миш’як), тоді як напівпровідники P-типу утворюються шляхом введення елементів III групи (таких як бор). Водночас чистота легуючих елементів безпосередньо впливає на якість легованого матеріалу, а легуючі добавки високої чистоти допомагають зменшити додаткові дефекти.

2. Концентрація допінгу

У той час як низька концентрація не в змозі істотно збільшити провідність, висока концентрація, як правило, шкодить решітці та підвищує ризик витоку.

3. Параметри контролю процесу

На ефект дифузії домішкових атомів впливають температура, час і атмосферні умови. При іонній імплантації глибина та однорідність легування визначаються енергією іонів, дозою та кутом падіння.

---

Semicorex пропонує високу якістьРозчини SiCдля процесу дифузії напівпровідників. Якщо у вас є запитання, будь ласка, зв’яжіться з нами.