Wat is halfgeleiderionenimplantatietechnologie?

Hoe werktIonen implantaatatieWerk?

Bij de productie van halfgeleiders omvat ionenimplantatie het gebruik van hoogenergetische versnellers om specifieke onzuiverheidsatomen, zoals arseen of boor, in een arsenicum te injecteren.silicium substraat. Silicium, gepositioneerd op de 14e plaats in het periodiek systeem, vormt covalente bindingen door zijn vier buitenste elektronen te delen met naburige atomen. Dit proces verandert de elektrische eigenschappen van het silicium, past de drempelspanningen van de transistoren aan en vormt source- en drain-structuren.

Een natuurkundige dacht ooit na over de effecten van het introduceren van verschillende atomen in het siliciumrooster. Door arseen toe te voegen, dat vijf buitenste elektronen heeft, blijft één elektron vrij, waardoor de geleidbaarheid van het silicium wordt verbeterd en het wordt getransformeerd in een n-type halfgeleider. Omgekeerd creëert het introduceren van boor, met slechts drie buitenste elektronen, een positief gat, wat resulteert in een p-type halfgeleider. Deze methode om verschillende elementen in het siliciumrooster op te nemen, staat bekend als ionenimplantatie.

Wat zijn de componenten vanIonenimplantatieApparatuur?

Ionenimplantatieapparatuur bestaat uit verschillende belangrijke componenten: een ionenbron, een elektrisch versnellingssysteem, een vacuümsysteem, een analysemagneet, een straalpad, een naversnellingssysteem en een implantatiekamer. De ionenbron is cruciaal, omdat deze elektronen van atomen verwijdert om positieve ionen te vormen, die vervolgens worden geëxtraheerd om een ​​ionenbundel te vormen.

Deze straal gaat door een massaanalysemodule en isoleert selectief de gewenste ionen voor halfgeleidermodificatie. Na massa-analyse wordt de zeer zuivere ionenbundel gefocusseerd en gevormd, versneld tot de vereiste energie en gelijkmatig over het hele oppervlak gescand.halfgeleider substraat. Ionen met hoge energie dringen het materiaal binnen en nestelen zich in het rooster, wat defecten kan veroorzaken die gunstig zijn voor bepaalde toepassingen, zoals het isoleren van gebieden op chips en geïntegreerde schakelingen. Voor andere toepassingen worden gloeicycli gebruikt om schade te herstellen en doteermiddelen te activeren, waardoor de geleidbaarheid van het materiaal wordt verbeterd.

Wat zijn de principes van ionenimplantatie?

Ionenimplantatie is een techniek voor het introduceren van doteermiddelen in halfgeleiders en speelt een cruciale rol bij de fabricage van geïntegreerde schakelingen. Het proces omvat:

Ionenzuivering: Ionen gegenereerd door de bron, met verschillende elektronen- en protonaantallen, worden versneld om een ​​positieve/negatieve ionenbundel te vormen. Onzuiverheden worden gefilterd op basis van de lading-massaverhouding om de gewenste ionenzuiverheid te bereiken.

Ioneninjectie: De versnelde ionenbundel wordt onder een specifieke hoek op het doelkristaloppervlak gericht en gelijkmatig bestraaldde wafel. Nadat ze het oppervlak zijn binnengedrongen, ondergaan ionen botsingen en verstrooiing binnen het rooster, waarna ze uiteindelijk op een bepaalde diepte bezinken, waardoor de eigenschappen van het materiaal veranderen. Patroondoping kan worden bereikt met behulp van fysieke of chemische maskers, waardoor nauwkeurige elektrische aanpassingen van specifieke circuitgebieden mogelijk zijn.

De verwachte diepteverdeling van doteermiddelen wordt bepaald door de energie, de hoek en de materiaaleigenschappen van de wafer.

Wat zijn de voordelen en beperkingen vanIonenimplantatie?

Voordelen:

Breed scala aan doteringsmiddelen: Bijna alle elementen uit het periodiek systeem kunnen worden gebruikt, waarbij een hoge zuiverheid wordt gegarandeerd door nauwkeurige ionenselectie.

Nauwkeurige controle: De energie en hoek van de ionenbundel kunnen nauwkeurig worden geregeld, waardoor een nauwkeurige diepte- en concentratieverdeling van doteerstoffen mogelijk is.

Flexibiliteit: Ionenimplantatie wordt niet beperkt door de oplosbaarheidslimieten van de wafer, waardoor hogere concentraties mogelijk zijn dan bij andere methoden.

Uniforme doping: Uniforme doping op grote oppervlakken is haalbaar.

Temperatuurregeling: De temperatuur van de wafer kan tijdens de implantatie worden geregeld.

Beperkingen:

Ondiepe diepte: doorgaans beperkt tot ongeveer één micron vanaf het oppervlak.

Problemen met zeer ondiepe implantatie: Energiezuinige stralen zijn moeilijk te controleren, waardoor de procestijd en de kosten toenemen.

Schade aan het rooster: Ionen kunnen het rooster beschadigen, waardoor uitgloeien na de implantatie nodig is om doteermiddelen te repareren en te activeren.

Hoge kosten: De apparatuur- en proceskosten zijn aanzienlijk.

Wij van Semicorex zijn gespecialiseerd inGrafiet/keramiek met gepatenteerde CVD-coatingoplossingen voor ionenimplantatie. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Contacttelefoon: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com