กระบวนการปลูกฝังและการแพร่กระจายของไอออน

การฝังไอออนเป็นวิธีการเติมสารกึ่งตัวนำและเป็นหนึ่งในกระบวนการหลักในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

ทำไมต้องใช้ยาสลบ?

ซิลิคอนบริสุทธิ์/ซิลิคอนภายในไม่มีตัวพาอิสระ (อิเล็กตรอนหรือรู) อยู่ข้างใน และมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ การเติมคือการจงใจเติมอะตอมเจือปนจำนวนเล็กน้อยลงในซิลิคอนภายในเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของซิลิคอน ทำให้เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น และจึงสามารถนำไปใช้ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ ได้ การใช้สารต้องห้ามอาจเป็นการเติมสารชนิด n หรือสารต้องห้ามชนิด p ยาสลบชนิด n: ทำได้โดยการเติมองค์ประกอบเพนทาวาเลนต์ (เช่น ฟอสฟอรัส สารหนู ฯลฯ) ลงในซิลิคอน การเติมสารโด๊ปชนิด p: ทำได้โดยการเติมธาตุไตรวาเลนท์ (เช่น โบรอน อะลูมิเนียม ฯลฯ) ลงในซิลิคอน วิธีการเติมมักจะรวมถึงการแพร่กระจายความร้อนและการฝังไอออน

วิธีการแพร่กระจายความร้อน

การแพร่กระจายความร้อนคือการโยกย้ายองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ไปยังซิลิคอนโดยการให้ความร้อน การโยกย้ายของสารนี้เกิดจากก๊าซเจือปนที่มีความเข้มข้นสูงไปยังซับสเตรตซิลิคอนที่มีความเข้มข้นต่ำ และโหมดการโยกย้ายของมันจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างของความเข้มข้น อุณหภูมิ และสัมประสิทธิ์การแพร่กระจาย หลักการเติมสารโด๊ปคือที่อุณหภูมิสูง อะตอมในแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนและอะตอมในแหล่งยาสลบจะได้รับพลังงานเพียงพอที่จะเคลื่อนที่ อะตอมของแหล่งยาสลบจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในขั้นแรก จากนั้นอะตอมเหล่านี้จะละลายลงในชั้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ที่อุณหภูมิสูง อะตอมของสารต้องห้ามจะกระจายเข้าด้านในผ่านช่องว่างขัดแตะของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน หรือแทนที่ตำแหน่งของอะตอมของซิลิคอน ในที่สุดอะตอมของสารต้องห้ามจะมีการกระจายตัวภายในแผ่นเวเฟอร์อย่างสมดุล วิธีการแพร่กระจายความร้อนมีต้นทุนต่ำและกระบวนการที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การควบคุมความลึกและความเข้มข้นของสารต้องห้ามไม่แม่นยำเท่ากับการฝังไอออน และกระบวนการที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงตาข่าย เป็นต้น

การฝังไอออน:

หมายถึงการแตกตัวเป็นไอออนขององค์ประกอบยาสลบและสร้างลำแสงไอออน ซึ่งถูกเร่งให้เป็นพลังงานจำนวนหนึ่ง (ระดับ keV~MeV) ด้วยไฟฟ้าแรงสูงเพื่อชนกับสารตั้งต้นซิลิกอน ไอออนสารต้องห้ามจะถูกฝังทางกายภาพลงในซิลิคอนเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของบริเวณที่เจือของวัสดุ

ข้อดีของการฝังไอออน:

เป็นกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำ สามารถตรวจสอบปริมาณการฝัง/ปริมาณสารต้องห้าม และสามารถควบคุมปริมาณสิ่งเจือปนได้อย่างแม่นยำ สามารถควบคุมความลึกของการฝังของสิ่งสกปรกได้อย่างแม่นยำ ความสม่ำเสมอของสิ่งเจือปนเป็นสิ่งที่ดี นอกจากหน้ากากแบบแข็งแล้ว photoresist ยังสามารถใช้เป็นหน้ากากได้อีกด้วย มันไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความเข้ากันได้ (การละลายของอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์ในผลึกซิลิคอนเนื่องจากการเติมสารกระจายความร้อนนั้นถูกจำกัดด้วยความเข้มข้นสูงสุด และมีขีดจำกัดการละลายที่สมดุล ในขณะที่การฝังไอออนเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ไม่สมดุล อะตอมของสิ่งเจือปนจะถูกฉีดเข้าไป ลงในผลึกซิลิกอนที่มีพลังงานสูง ซึ่งสามารถเกินขีดจำกัดการละลายตามธรรมชาติของสิ่งสกปรกในผลึกซิลิกอนได้ หนึ่งคือการทำให้สิ่งต่าง ๆ ชุ่มชื้นอย่างเงียบ ๆ และอีกอย่างคือการบังคับคันธนู)

หลักการฝังไอออน:

ขั้นแรก อะตอมของก๊าซเจือปนจะถูกอิเล็กตรอนในแหล่งกำเนิดไอออนชนเพื่อสร้างไอออน ไอออนที่แตกตัวเป็นไอออนจะถูกสกัดโดยส่วนประกอบดูดเพื่อสร้างลำไอออน หลังจากการวิเคราะห์ทางแม่เหล็ก ไอออนที่มีอัตราส่วนมวลต่อประจุต่างกันจะถูกเบี่ยงเบนไป (เนื่องจากลำแสงไอออนที่เกิดขึ้นที่ด้านหน้าไม่เพียงประกอบด้วยลำแสงไอออนของสิ่งเจือปนเป้าหมายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลำแสงไอออนขององค์ประกอบวัสดุอื่น ๆ ด้วยซึ่งจะต้องกรองด้วย ออกไป) และลำแสงไอออนขององค์ประกอบสิ่งเจือปนบริสุทธิ์ที่ตรงตามความต้องการจะถูกแยกออก จากนั้นจะถูกเร่งด้วยไฟฟ้าแรงสูง พลังงานจะเพิ่มขึ้น และจะถูกโฟกัสและสแกนด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ และในที่สุดก็ชนที่ตำแหน่งเป้าหมายเพื่อให้เกิดการฝังตัว

สิ่งเจือปนที่ฝังโดยไอออนจะไม่ทำงานด้วยระบบไฟฟ้าโดยไม่ต้องบำบัด ดังนั้นหลังจากการฝังไอออน โดยทั่วไปพวกมันจะถูกอบอ่อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อกระตุ้นไอออนที่ไม่บริสุทธิ์ และอุณหภูมิสูงสามารถซ่อมแซมความเสียหายของตาข่ายที่เกิดจากการฝังไอออนได้

Semicorex นำเสนอคุณภาพสูงชิ้นส่วนซีซีในกระบวนการฝังไอออนและการแพร่กระจาย หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com