Що таке технологія напівпровідникової іонної імплантації?

Як робитьІонний імплантатаціяробота?

У виробництві напівпровідників іонна імплантація передбачає використання високоенергетичних прискорювачів для ін’єкції специфічних атомів домішок, таких як миш’як або бор, укремнієва підкладка. Кремній, розташований на 14-му місці в періодичній таблиці, утворює ковалентні зв’язки, ділячи свої чотири зовнішні електрони з сусідніми атомами. Цей процес змінює електричні властивості кремнію, регулюючи порогові напруги транзистора та формуючи структури витоку та стоку.

Одного разу фізик розмірковував про наслідки введення різних атомів у решітку кремнію. Додаючи миш’як, який має п’ять зовнішніх електронів, один електрон залишається вільним, підвищуючи провідність кремнію та перетворюючи його на напівпровідник n-типу. І навпаки, введення бору лише з трьома зовнішніми електронами створює позитивну дірку, в результаті чого утворюється напівпровідник p-типу. Цей метод включення різних елементів у решітку кремнію відомий як іонна імплантація.

Що таке компонентиІонна імплантаціяОбладнання?

Обладнання для іонної імплантації складається з кількох ключових компонентів: джерела іонів, системи електричного прискорення, вакуумної системи, аналізуючого магніту, шляху променя, системи пост-прискорення та камери імплантації. Джерело іонів має вирішальне значення, оскільки воно відриває електрони від атомів, утворюючи позитивні іони, які потім вилучаються з утворенням пучка іонів.

Цей промінь проходить через модуль аналізу маси, вибірково виділяючи потрібні іони для модифікації напівпровідника. Після аналізу маси іонний промінь високої чистоти фокусується та формується, прискорюється до необхідної енергії та рівномірно сканується по всьомунапівпровідникова підкладка. Іони високої енергії проникають у матеріал, вбудовуючись у решітку, що може створювати дефекти, корисні для певних застосувань, наприклад ізоляції областей на мікросхемах та інтегральних схемах. Для інших застосувань цикли відпалу використовуються для відновлення пошкоджень і активації легуючих домішок, покращуючи провідність матеріалу.

Які принципи іонної імплантації?

Іонна імплантація — це техніка введення легуючих домішок у напівпровідники, що відіграє життєво важливу роль у виготовленні інтегральних схем. Процес включає:

Очищення іонів: іони, що утворюються з джерела, мають різне число електронів і протонів, прискорюються, утворюючи пучок позитивних/негативних іонів. Домішки фільтруються на основі співвідношення заряду до маси для досягнення бажаної чистоти іонів.

Іонна ін’єкція: прискорений іонний промінь спрямовується під певним кутом до поверхні цільового кристала, рівномірно опромінюючивафля. Проникаючи на поверхню, іони зазнають зіткнень і розсіювання всередині решітки, зрештою осідаючи на певній глибині, змінюючи властивості матеріалу. Візерункове легування може бути досягнуто за допомогою фізичних або хімічних масок, що дозволяє точно електрично модифікувати певні ділянки схеми.

Очікуваний розподіл легуючих домішок по глибині визначається енергією променя, кутом і властивостями матеріалу пластини.

Які переваги та обмеженняІонна імплантація?

Переваги:

Широкий діапазон легуючих добавок: можна використовувати майже всі елементи з періодичної таблиці з високою чистотою, що забезпечується точним відбором іонів.

Точний контроль: можна точно контролювати енергію та кут іонного променя, що забезпечує точний розподіл легуючих домішок по глибині та концентрації.

Гнучкість: іонна імплантація не обмежена межами розчинності пластини, дозволяючи вищі концентрації, ніж інші методи.

Рівномірне легування: можливе рівномірне легування великої площі.

Контроль температури: під час імплантації можна контролювати температуру пластини.

Обмеження:

Невелика глибина: зазвичай обмежена приблизно одним мікроном від поверхні.

Труднощі з дуже неглибокою імплантацією: промені низької енергії важко контролювати, що збільшує час і вартість процесу.

Пошкодження решітки: іони можуть пошкодити решітку, вимагаючи постімплантаційного відпалу для відновлення та активації допантів.

Висока вартість: витрати на обладнання та процеси значні.

Ми в Semicorex спеціалізуємося наГрафіт/кераміка з фірмовим покриттям CVDрішення в області іонної імплантації, якщо у вас є запитання або вам потрібна додаткова інформація, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами.

Контактний телефон: +86-13567891907

Електронна адреса: sales@semicorex.com