فناوری کاشت یون نیمه هادی چیست؟

چگونهایمپلنت یونییونکار؟

در ساخت نیمه هادی، کاشت یون شامل استفاده از شتاب دهنده های پرانرژی برای تزریق اتم های ناخالصی خاص، مانند آرسنیک یا بور، به یکبستر سیلیکونی. سیلیسیم که در جایگاه چهاردهم جدول تناوبی قرار دارد، با به اشتراک گذاشتن چهار الکترون بیرونی خود با اتم های همسایه، پیوندهای کووالانسی تشکیل می دهد. این فرآیند خواص الکتریکی سیلیکون را تغییر می دهد، ولتاژ آستانه ترانزیستور را تنظیم می کند و ساختارهای منبع و تخلیه را تشکیل می دهد.

یک فیزیکدان زمانی به تأثیرات وارد کردن اتم های مختلف به شبکه سیلیکونی فکر کرد. با افزودن آرسنیک، که دارای پنج الکترون بیرونی است، یک الکترون آزاد می ماند و رسانایی سیلیکون را افزایش می دهد و آن را به یک نیمه هادی نوع n تبدیل می کند. برعکس، وارد کردن بور با تنها سه الکترون بیرونی، یک حفره مثبت ایجاد می‌کند که در نتیجه یک نیمه‌رسانای نوع p ایجاد می‌شود. این روش از ترکیب عناصر مختلف در شبکه سیلیکونی به عنوان کاشت یون شناخته می شود.

اجزای تشکیل دهنده چیست؟کاشت یونتجهیزات؟

تجهیزات کاشت یون از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است: یک منبع یون، یک سیستم شتاب الکتریکی، یک سیستم خلاء، یک آهنربا تجزیه و تحلیل، یک مسیر پرتو، یک سیستم پس از شتاب و یک محفظه کاشت. منبع یون بسیار مهم است، زیرا الکترون‌ها را از اتم‌ها جدا می‌کند تا یون‌های مثبت تشکیل دهند، که سپس برای تشکیل یک پرتو یونی استخراج می‌شوند.

این پرتو از یک ماژول تجزیه و تحلیل جرم عبور می کند و به طور انتخابی یون های مورد نظر را برای اصلاح نیمه هادی جدا می کند. پس از تجزیه و تحلیل جرم، پرتو یونی با خلوص بالا متمرکز شده و شکل می‌گیرد، به انرژی مورد نیاز شتاب می‌گیرد و به طور یکنواخت در سراسر آن اسکن می‌شود.بستر نیمه هادی. یون‌های پرانرژی به مواد نفوذ می‌کنند و در شبکه جاسازی می‌شوند، که می‌تواند نقص‌هایی را برای کاربردهای خاص، مانند جداسازی مناطق روی تراشه‌ها و مدارهای مجتمع، ایجاد کند. برای کاربردهای دیگر، از چرخه های بازپخت برای ترمیم آسیب و فعال کردن مواد ناخالص و افزایش رسانایی مواد استفاده می شود.

اصول کاشت یون چیست؟

کاشت یون تکنیکی برای وارد کردن مواد ناخالص به نیمه هادی ها است که نقشی حیاتی در ساخت مدارهای مجتمع ایفا می کند. این فرآیند شامل:

تصفیه یونی: یون های تولید شده از منبع، حامل اعداد مختلف الکترون و پروتون، برای تشکیل یک پرتو یونی مثبت/منفی شتاب می گیرند. ناخالصی ها بر اساس نسبت بار به جرم فیلتر می شوند تا به خلوص یونی مورد نظر دست یابند.

تزریق یون: پرتو یونی شتاب گرفته در یک زاویه خاص به سطح کریستال هدف هدایت می شود و به طور یکنواخت تابش می کند.ویفر. یون‌ها پس از نفوذ به سطح، دچار برخورد و پراکندگی در داخل شبکه می‌شوند و در نهایت در عمق مشخصی ته نشین می‌شوند و خواص مواد را تغییر می‌دهند. دوپینگ طرح‌دار را می‌توان با استفاده از ماسک‌های فیزیکی یا شیمیایی به دست آورد که امکان اصلاحات الکتریکی دقیق مناطق مدار خاص را فراهم می‌کند.

توزیع عمق مورد انتظار مواد ناخالص توسط انرژی پرتو، زاویه و خواص مواد ویفر تعیین می شود.

مزایا و محدودیت ها چیست؟کاشت یون?

مزایا:

طیف گسترده ای از مواد ناخالص: تقریباً تمام عناصر جدول تناوبی را می توان استفاده کرد، با خلوص بالا که با انتخاب دقیق یون تضمین می شود.

کنترل دقیق: انرژی و زاویه پرتو یونی را می توان با دقت کنترل کرد و به توزیع عمق و غلظت دقیق مواد ناخالص اجازه می دهد.

انعطاف‌پذیری: کاشت یون با محدودیت‌های حلالیت ویفر محدود نمی‌شود و اجازه می‌دهد غلظت‌های بالاتری نسبت به سایر روش‌ها وجود داشته باشد.

دوپینگ یکنواخت: دوپینگ یکنواخت در سطح وسیع قابل دستیابی است.

کنترل دما: دمای ویفر را می توان در طول کاشت کنترل کرد.

محدودیت ها:

عمق کم: معمولاً به حدود یک میکرون از سطح محدود می شود.

مشکلات کاشت بسیار کم عمق: کنترل پرتوهای کم انرژی سخت است و باعث افزایش زمان و هزینه فرآیند می شود.

آسیب شبکه: یون ها می توانند به شبکه آسیب برسانند و برای ترمیم و فعال کردن مواد ناخالصی نیاز به بازپخت پس از کاشت دارند.

هزینه بالا: هزینه تجهیزات و فرآیند قابل توجه است.

ما در Semicorex در این زمینه تخصص داریمگرافیت/سرامیک با پوشش اختصاصی CVDراه حل های کاشت یون، اگر سؤالی دارید یا به جزئیات بیشتری نیاز دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس: +86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com