ما هي تقنية زرع أيونات أشباه الموصلات؟

كيفزرع ايونcom.com.ationعمل؟

في صناعة أشباه الموصلات، تتضمن عملية زرع الأيونات استخدام مسرعات عالية الطاقة لحقن ذرات شوائب معينة، مثل الزرنيخ أو البورون، فيالركيزة السيليكون. يحتل السيليكون المرتبة الرابعة عشرة في الجدول الدوري، ويشكل روابط تساهمية من خلال مشاركة إلكتروناته الأربعة الخارجية مع الذرات المجاورة. تعمل هذه العملية على تغيير الخواص الكهربائية للسيليكون، وضبط الفولتية عند عتبة الترانزستور وتشكيل هياكل المصدر والصرف.

فكر أحد الفيزيائيين ذات مرة في آثار إدخال ذرات مختلفة في شبكة السيليكون. وبإضافة الزرنيخ، الذي يحتوي على خمسة إلكترونات خارجية، يبقى إلكترون واحد حرًا، مما يعزز موصلية السيليكون ويحوله إلى شبه موصل من النوع n. وعلى العكس من ذلك، فإن إدخال البورون، مع ثلاثة إلكترونات خارجية فقط، يخلق ثقبًا موجبًا، مما يؤدي إلى شبه موصل من النوع p. تُعرف هذه الطريقة لدمج عناصر مختلفة في شبكة السيليكون باسم زرع الأيونات.

ما هي مكوناتزرع الأيوناتمعدات؟

تتكون معدات زرع الأيونات من عدة مكونات رئيسية: مصدر أيوني، ونظام تسريع كهربائي، ونظام فراغ، ومغناطيس تحليل، ومسار شعاع، ونظام ما بعد التسارع، وغرفة الزرع. يعد مصدر الأيونات أمرًا بالغ الأهمية، لأنه يجرد الإلكترونات من الذرات لتكوين أيونات موجبة، والتي يتم بعد ذلك استخلاصها لتكوين شعاع أيوني.

يمر هذا الشعاع من خلال وحدة تحليل الكتلة، ويعزل بشكل انتقائي الأيونات المطلوبة لتعديل أشباه الموصلات. بعد التحليل الشامل، يتم تركيز شعاع الأيونات عالي النقاء وتشكيله، وتسريعه إلى الطاقة المطلوبة، ومسحه ضوئيًا بشكل موحد عبرالركيزة شبه الموصلة. تخترق الأيونات عالية الطاقة المادة، وتندمج في الشبكة، مما قد يخلق عيوبًا مفيدة لتطبيقات معينة، مثل عزل المناطق على الرقائق والدوائر المتكاملة. بالنسبة للتطبيقات الأخرى، يتم استخدام دورات التلدين لإصلاح الضرر وتنشيط المنشطات، مما يعزز توصيل المواد.

ما هي مبادئ زرع الأيونات؟

زرع الأيونات هو أسلوب لإدخال المنشطات في أشباه الموصلات، ويلعب دورًا حيويًا في تصنيع الدوائر المتكاملة. تتضمن العملية:

تنقية الأيونات: يتم تسريع الأيونات المتولدة من المصدر، والتي تحمل أرقامًا مختلفة من الإلكترون والبروتون، لتكوين شعاع أيوني موجب/سالب. يتم ترشيح الشوائب على أساس نسبة الشحنة إلى الكتلة لتحقيق نقاء الأيون المطلوب.

الحقن الأيوني: يتم توجيه شعاع الأيونات المتسارع بزاوية محددة إلى السطح البلوري المستهدف، مما يؤدي إلى تشعيع موحدالرقاقة. بعد اختراق السطح، تتعرض الأيونات للتصادمات والتشتت داخل الشبكة، وتستقر في النهاية على عمق معين، مما يؤدي إلى تعديل خصائص المادة. يمكن تحقيق المنشطات النمطية باستخدام أقنعة فيزيائية أو كيميائية، مما يسمح بإجراء تعديلات كهربائية دقيقة لمناطق معينة من الدائرة.

يتم تحديد توزيع العمق المتوقع للمنشطات من خلال طاقة الشعاع والزاوية وخصائص مادة الرقاقة.

ما هي مزايا وقيودزرع الأيونات?

المزايا:

مجموعة واسعة من المواد المشابهة: يمكن استخدام جميع عناصر الجدول الدوري تقريبًا، بدرجة نقاء عالية يتم ضمانها من خلال الاختيار الدقيق للأيونات.

التحكم الدقيق: يمكن التحكم بدقة في طاقة وزاوية شعاع الأيونات، مما يسمح بتوزيع دقيق للعمق والتركيز للمنشطات.

المرونة: لا يقتصر زرع الأيونات على حدود ذوبان الرقاقة، مما يسمح بتركيزات أعلى من الطرق الأخرى.

المنشطات الموحدة: يمكن تحقيق المنشطات الموحدة على مساحة كبيرة.

التحكم في درجة الحرارة: يمكن التحكم في درجة حرارة الرقاقة أثناء عملية الزرع.

القيود:

العمق الضحل: يقتصر عادة على حوالي ميكرون واحد من السطح.

صعوبات الزرع الضحلة للغاية: من الصعب التحكم في الحزم منخفضة الطاقة، مما يزيد من وقت العملية والتكلفة.

تلف الشبكة: يمكن للأيونات أن تلحق الضرر بالشبكة، مما يتطلب التلدين بعد الزرع لإصلاح وتنشيط المنشطات.

التكلفة العالية: تكاليف المعدات والعمليات كبيرة.

نحن في Semicorex متخصصون فيالجرافيت/السيراميك مع طلاء CVD خاصحلول زراعة الأيونات، إذا كان لديك أي استفسار أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال: +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com