Что такое допинговый процесс?

При производстве сверхвысокой чистотывафлиЧтобы гарантировать фундаментальные свойства полупроводников, пластины должны достичь стандарта чистоты более 99,999999999%. Парадоксально, но для достижения функциональной конструкции интегральных схем необходимо локально вводить определенные примеси на поверхность пластин посредством процессов легирования. Это связано с тем, что чистый монокристаллический кремний имеет чрезвычайно низкую концентрацию свободных носителей заряда при температуре окружающей среды. Его проводимость близка к проводимости изолятора, что делает невозможным формирование эффективного тока. Процесс легирования решает эту проблему путем регулирования легирующих элементов и концентрации легирования.

Два основных метода допинга:

1. Высокотемпературная диффузия – традиционный метод легирования полупроводников. Идея состоит в том, чтобы обработать полупроводник высокой температурой, которая заставляет атомы примесей диффундировать с поверхности полупроводника внутрь него. Поскольку атомы примесей обычно крупнее атомов полупроводника, требуется тепловое движение атомов в кристаллической решетке, чтобы помочь этим примесям занять межузельные пустоты. Тщательно контролируя температурные и временные параметры в процессе диффузии, можно эффективно контролировать распределение примесей на основе этой характеристики. Этот метод можно использовать для создания глубоких легированных переходов, таких как двухямная структура в КМОП-технологии.

2. Ионная имплантация является основным методом легирования в производстве полупроводников, который имеет ряд преимуществ, таких как высокая точность легирования, низкие температуры процесса и незначительное повреждение материала подложки. В частности, процесс ионной имплантации включает в себя ионизацию атомов примеси для создания заряженных ионов, а затем ускорение этих ионов с помощью электрического поля высокой напряженности для формирования высокоэнергетического ионного пучка. Затем эти быстродвижущиеся ионы воздействуют на поверхность полупроводника, что позволяет осуществить точную имплантацию с регулируемой глубиной легирования. Этот метод особенно полезен для создания структур с мелким переходом, таких как области истока и стока МОП-транзисторов, и позволяет с высокой точностью контролировать распределение и концентрацию примесей.

Два основных метода допинга:

1. Легирующие элементы

Полупроводники N-типа образуются путем введения элементов V группы (таких как фосфор и мышьяк), а полупроводники P-типа образуются путем введения элементов III группы (таких как бор). Между тем, чистота легирующих элементов напрямую влияет на качество легированного материала, а легирующие примеси высокой чистоты помогают уменьшить количество дополнительных дефектов.

2. Концентрация допинга

Хотя низкая концентрация не может значительно увеличить проводимость, высокая концентрация имеет тенденцию повреждать решетку и повышать риск утечки.

3. Параметры управления процессом

На диффузионный эффект атомов примеси влияют температура, время и атмосферные условия. При ионной имплантации глубина и однородность легирования определяются энергией ионов, дозой и углом падения.

---

Semicorex предлагает высококачественныеSiC-решениядля процесса диффузии полупроводников. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.