Что такое технология ионной имплантации полупроводников?

КакИонный имплантатацияРабота?

В производстве полупроводников ионная имплантация предполагает использование высокоэнергетических ускорителей для введения атомов определенных примесей, таких как мышьяк или бор, вкремниевая подложка. Кремний, занимающий 14-е место в периодической таблице, образует ковалентные связи, разделяя свои четыре внешних электрона с соседними атомами. Этот процесс изменяет электрические свойства кремния, регулируя пороговые напряжения транзистора и формируя структуры истока и стока.

Однажды физик размышлял о последствиях введения различных атомов в решетку кремния. При добавлении мышьяка, имеющего пять внешних электронов, один электрон остается свободным, что повышает проводимость кремния и превращает его в полупроводник n-типа. И наоборот, введение бора только с тремя внешними электронами создает положительную дырку, в результате чего получается полупроводник p-типа. Этот метод внедрения различных элементов в решетку кремния известен как ионная имплантация.

Каковы компонентыИонная имплантацияОборудование?

Оборудование для ионной имплантации состоит из нескольких ключевых компонентов: источника ионов, системы электрического ускорения, вакуумной системы, аналитического магнита, пути луча, системы пост-ускорения и камеры имплантации. Источник ионов имеет решающее значение, поскольку он отрывает электроны от атомов, образуя положительные ионы, которые затем извлекаются для формирования ионного пучка.

Этот луч проходит через модуль масс-анализа, избирательно изолируя нужные ионы для модификации полупроводников. После масс-анализа пучок ионов высокой чистоты фокусируется, формируется, ускоряется до необходимой энергии и равномерно сканируется по всему объему.полупроводниковая подложка. Ионы высокой энергии проникают в материал, внедряясь в решетку, что может создавать дефекты, полезные для определенных приложений, таких как изолирующие области на чипах и интегральных схемах. В других случаях циклы отжига используются для устранения повреждений и активации легирующих добавок, повышающих проводимость материала.

Каковы принципы ионной имплантации?

Ионная имплантация — это метод введения легирующих примесей в полупроводники, играющий жизненно важную роль в производстве интегральных схем. Процесс включает в себя:

Очистка ионов: ионы, генерируемые источником и несущие различное количество электронов и протонов, ускоряются с образованием пучка положительных/отрицательных ионов. Примеси фильтруются на основе соотношения заряда к массе для достижения желаемой чистоты ионов.

Инжекция ионов: Ускоренный ионный луч направляется под определенным углом к ​​поверхности целевого кристалла, равномерно облучаявафля. Проникнув на поверхность, ионы подвергаются столкновениям и рассеянию внутри решетки, в конечном итоге оседая на определенной глубине, изменяя свойства материала. Узорчатое легирование может быть достигнуто с использованием физических или химических масок, что позволяет осуществлять точную электрическую модификацию определенных участков схемы.

Ожидаемое распределение примесей по глубине определяется энергией луча, углом и свойствами материала пластины.

Каковы преимущества и ограниченияИонная имплантация?

Преимущества:

Широкий выбор легирующих примесей: можно использовать почти все элементы таблицы Менделеева, высокая чистота которых обеспечивается за счет точного выбора ионов.

Точный контроль: энергию и угол ионного луча можно точно контролировать, что обеспечивает точное распределение примесей по глубине и концентрации.

Гибкость: ионная имплантация не ограничена пределами растворимости пластины, что позволяет использовать более высокие концентрации, чем другие методы.

Равномерное легирование: возможно равномерное легирование большой площади.

Контроль температуры. Температуру пластины можно контролировать во время имплантации.

Ограничения:

Малая глубина: обычно ограничивается примерно одним микроном от поверхности.

Трудности при очень поверхностной имплантации: низкоэнергетические лучи трудно контролировать, что увеличивает время и стоимость процесса.

Повреждение решетки: ионы могут повредить решетку, что потребует постимплантационного отжига для восстановления и активации легирующих примесей.

Высокая стоимость: Затраты на оборудование и технологические процессы значительны.

Мы в Semicorex специализируемся наГрафит/керамика с запатентованным покрытием CVDрешения в области ионной имплантации. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон: +86-13567891907

Электронная почта: sales@semicorex.com