เทคโนโลยีการปลูกถ่ายไอออนเซมิคอนดักเตอร์คืออะไร?

ทำอย่างไรการปลูกถ่ายไอออนชาติงาน?

ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การฝังไอออนเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องเร่งพลังงานสูงเพื่อฉีดอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์จำเพาะ เช่น สารหนูหรือโบรอน เข้าไปในพื้นผิวซิลิกอน- ซิลิคอน ซึ่งอยู่ในอันดับที่ 14 ของตารางธาตุ จะสร้างพันธะโควาเลนต์โดยการแบ่งปันอิเล็กตรอนชั้นนอกทั้ง 4 ตัวกับอะตอมข้างเคียง กระบวนการนี้จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของซิลิคอน ปรับแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ และก่อตัวเป็นแหล่งกำเนิดและโครงสร้างท่อระบายน้ำ

นักฟิสิกส์เคยไตร่ตรองถึงผลกระทบของการนำอะตอมต่างๆ เข้าไปในโครงตาข่ายซิลิคอน ด้วยการเติมสารหนูซึ่งมีอิเล็กตรอนชั้นนอก 5 ตัว อิเล็กตรอน 1 ตัวจะยังคงเป็นอิสระ ช่วยเพิ่มความสามารถในการนำไฟฟ้าของซิลิคอน และเปลี่ยนให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ในทางกลับกัน การนำโบรอนซึ่งมีอิเล็กตรอนภายนอกเพียง 3 ตัว ทำให้เกิดรูที่เป็นบวก ส่งผลให้เกิดสารกึ่งตัวนำชนิด p วิธีการรวมองค์ประกอบต่างๆ เข้ากับโครงตาข่ายซิลิคอนนี้เรียกว่าการฝังไอออน

มีส่วนประกอบอะไรบ้าง.การปลูกถ่ายไอออนอุปกรณ์?

อุปกรณ์ปลูกฝังไอออนประกอบด้วยองค์ประกอบหลักหลายประการ: แหล่งกำเนิดไอออน ระบบเร่งความเร็วไฟฟ้า ระบบสุญญากาศ แม่เหล็กวิเคราะห์ ทางเดินลำแสง ระบบหลังการเร่งความเร็ว และห้องฝังไอออน แหล่งกำเนิดไอออนมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมันจะดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมเพื่อสร้างไอออนบวก จากนั้นจึงแยกออกมาเป็นลำไอออน

ลำแสงนี้จะผ่านโมดูลการวิเคราะห์มวล โดยเลือกแยกไอออนที่ต้องการสำหรับการดัดแปลงเซมิคอนดักเตอร์ หลังจากการวิเคราะห์มวล ลำแสงไอออนที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกโฟกัสและขึ้นรูป เร่งความเร็วให้เป็นพลังงานที่ต้องการ และสแกนอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งสารตั้งต้นเซมิคอนดักเตอร์- ไอออนพลังงานสูงจะแทรกซึมเข้าไปในวัสดุและฝังอยู่ในโครงตาข่าย ซึ่งสามารถสร้างข้อบกพร่องที่เป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น การแยกบริเวณบนชิปและวงจรรวม สำหรับการใช้งานอื่นๆ วงจรการหลอมจะใช้เพื่อซ่อมแซมความเสียหายและกระตุ้นสารเจือปน ซึ่งช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าของวัสดุ

หลักการของการปลูกถ่ายไอออนมีอะไรบ้าง?

การฝังไอออนเป็นเทคนิคในการนำสารเจือปนเข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการผลิตวงจรรวม กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับ:

การทำให้ไอออนบริสุทธิ์: ไอออนที่สร้างจากแหล่งกำเนิดซึ่งมีเลขอิเล็กตรอนและโปรตอนต่างกัน จะถูกเร่งให้เกิดลำแสงไอออนบวก/ลบ สิ่งเจือปนจะถูกกรองตามอัตราส่วนประจุต่อมวลเพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์ของไอออนตามที่ต้องการ

การฉีดไอออน: ลำแสงไอออนเร่งจะถูกส่งตรงไปยังมุมที่กำหนดไปยังพื้นผิวคริสตัลเป้าหมาย โดยฉายรังสีสม่ำเสมอเวเฟอร์- หลังจากเจาะพื้นผิว ไอออนจะเกิดการชนและกระเจิงภายในโครงตาข่าย และตกลงไปที่ความลึกระดับหนึ่งในที่สุด ส่งผลให้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนแปลงไป การเติมลวดลายสามารถทำได้โดยใช้มาสก์ทางกายภาพหรือเคมี ช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนทางไฟฟ้าของพื้นที่วงจรเฉพาะได้อย่างแม่นยำ

การกระจายความลึกที่คาดหวังของสารเจือปนนั้นพิจารณาจากพลังงานของลำแสง มุม และคุณสมบัติของวัสดุของเวเฟอร์

ข้อดีและข้อจำกัดของการปลูกถ่ายไอออน?

ข้อดี:

สารเจือปนที่หลากหลาย: สามารถใช้องค์ประกอบเกือบทั้งหมดจากตารางธาตุได้ โดยมีความบริสุทธิ์สูงมั่นใจได้ด้วยการเลือกไอออนที่แม่นยำ

การควบคุมที่แม่นยำ: สามารถควบคุมพลังงานและมุมของลำแสงไอออนได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้กระจายความลึกและความเข้มข้นของสารเจือปนได้อย่างแม่นยำ

ความยืดหยุ่น: การฝังไอออนไม่ได้ถูกจำกัดด้วยขีดจำกัดความสามารถในการละลายของเวเฟอร์ ทำให้มีความเข้มข้นสูงกว่าวิธีอื่นๆ

การเติมยาสลบแบบสม่ำเสมอ: การยาสลบแบบสม่ำเสมอในพื้นที่ขนาดใหญ่สามารถทำได้

การควบคุมอุณหภูมิ: สามารถควบคุมอุณหภูมิของเวเฟอร์ได้ในระหว่างการฝัง

ข้อจำกัด:

ความลึกตื้น: โดยปกติแล้วจะจำกัดอยู่ที่ประมาณหนึ่งไมครอนจากพื้นผิว

ปัญหาในการปลูกถ่ายแบบตื้นมาก: ลำแสงพลังงานต่ำควบคุมได้ยาก ส่งผลให้เวลาและต้นทุนในกระบวนการเพิ่มขึ้น

ความเสียหายของโครงตาข่าย: ไอออนสามารถสร้างความเสียหายให้กับโครงตาข่ายได้ โดยต้องผ่านการอบอ่อนหลังการปลูกถ่ายเพื่อซ่อมแซมและกระตุ้นสารเจือปน

ต้นทุนสูง: ต้นทุนอุปกรณ์และกระบวนการมีความสำคัญ

พวกเราที่ Semicorex เชี่ยวชาญด้านกราไฟท์/เซรามิกพร้อมการเคลือบ CVD ที่เป็นกรรมสิทธิ์โซลูชันในการฝังไอออน หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราได้ทันที

โทรศัพท์ติดต่อ: +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com