Puolijohteiden dopingprosessi

Yksi puolijohdemateriaalien ainutlaatuisista ominaisuuksista on, että niiden johtavuus sekä niiden johtavuustyyppi (N-tyyppi tai P-tyyppi) voidaan luoda ja ohjata doping-nimisellä prosessilla. Tämä sisältää erikoistuneiden epäpuhtauksien, jotka tunnetaan nimellä seostusaineet, lisäämisen materiaaliin liitoskohtien muodostamiseksi kiekon pintaan. Teollisuus käyttää kahta pääasiallista dopingtekniikkaa: lämpödiffuusio ja ioni-implantaatio.

Lämpödiffuusiossa seostusaineita viedään kiekon yläkerroksen paljaalle pinnalle tyypillisesti piidioksidikerroksen aukkojen avulla. Lämpöä käyttämällä nämä lisäaineet diffundoituvat kiekon runkoon. Tämän diffuusion määrää ja syvyyttä säätelevät erityiset säännöt, jotka on johdettu kemiallisista periaatteista, jotka määräävät kuinka seostusaineet liikkuvat kiekossa korkeissa lämpötiloissa.

Sitä vastoin ioni-implantaatioon kuuluu seostusaineiden ruiskuttaminen suoraan kiekon pintaan. Suurin osa lisätyistä seostusatomeista pysyy paikallaan pintakerroksen alla. Samoin kuin lämpödiffuusio, myös näiden istutettujen atomien liikettä ohjataan diffuusiosäännöillä. Ioni-implantaatio on suurelta osin korvannut vanhemman lämpödiffuusiotekniikan ja on nyt välttämätön pienempien ja monimutkaisempien laitteiden tuotannossa.

Yleiset dopingprosessit ja sovellukset

1. Diffuusiodoping: Tässä menetelmässä epäpuhtausatomit diffundoidaan piikiekkoon käyttämällä korkean lämpötilan diffuusiouunia, joka muodostaa diffuusiokerroksen. Tätä tekniikkaa käytetään ensisijaisesti suurten integroitujen piirien ja mikroprosessorien valmistuksessa.

2. Ioni-istutusdoping: Tässä prosessissa epäpuhtaus-ioneja ruiskutetaan suoraan piikiekkoon ioni-istuttimella, jolloin muodostuu ioni-istutuskerros. Se mahdollistaa korkean dopingpitoisuuden ja tarkan ohjauksen, mikä tekee siitä sopivan korkean integroinnin ja suorituskykyisten sirujen valmistukseen.

3. Kemiallinen höyrypinnoitusseostus: Tässä tekniikassa piikiekon pinnalle muodostetaan seostettu kalvo, kuten piinitridi, kemiallisen höyrypinnoituksen avulla. Tämä menetelmä tarjoaa erinomaisen tasaisuuden ja toistettavuuden, mikä tekee siitä ihanteellisen erikoislastujen valmistukseen.

4. Epitaksiaalinen doping: Tämä lähestymistapa sisältää seostetun yksikidekerroksen, kuten fosfori-seostetun piilasin, kasvattamisen epitaksiaalisesti yksikidealustalle. Se sopii erityisen hyvin herkkien ja erittäin vakaiden antureiden luomiseen.

5. Liuosmenetelmä: Liuosmenetelmä mahdollistaa seostuspitoisuuksien vaihtelun säätämällä liuoksen koostumusta ja upotusaikaa. Tätä tekniikkaa voidaan soveltaa moniin materiaaleihin, erityisesti niihin, joissa on huokoinen rakenne.

6. Höyrypinnoitusmenetelmä: Tämä menetelmä käsittää uusien yhdisteiden muodostamisen saattamalla ulkoiset atomit tai molekyylit reagoimaan materiaalin pinnalla olevien atomien tai molekyylien kanssa, mikä säätelee seostusmateriaaleja. Se soveltuu erityisesti ohuiden kalvojen ja nanomateriaalien seostukseen.

Jokaisella dopingprosessityypillä on ainutlaatuiset ominaisuutensa ja sovellusvalikoimansa. Käytännössä on tärkeää valita sopiva dopingprosessi erityistarpeiden ja materiaaliominaisuuksien perusteella optimaalisen dopingtuloksen saavuttamiseksi.

Dopingtekniikalla on laaja valikoima sovelluksia useilla eri aloilla:

• Puolijohteiden valmistus:Doping on puolijohteiden valmistuksen ydintekniikka, jota käytetään pääasiassa transistorien, integroitujen piirien, aurinkokennojen ja muiden luomiseen. Dopingprosessi muuttaa puolijohteiden johtavuutta ja optoelektronisia ominaisuuksia, jolloin laitteet voivat täyttää tietyt toiminnalliset ja suorituskykyvaatimukset.
• Sähköinen pakkaus:Elektroniikkapakkauksissa dopingtekniikkaa hyödynnetään pakkausmateriaalien lämmönjohtavuuden ja sähköisten ominaisuuksien parantamiseksi. Tämä prosessi parantaa sekä sähkölaitteiden lämmönpoistokykyä että luotettavuutta.
• Kemialliset anturit:Dopingia käytetään laajalti kemiallisten antureiden alalla herkkien kalvojen ja elektrodien valmistukseen. Muuttamalla antureiden herkkyyttä ja vastenopeutta doping helpottaa sellaisten laitteiden kehittämistä, joissa on korkea herkkyys, selektiivisyys ja nopeat vasteajat.
• Biosensorit:Vastaavasti biosensorien alalla dopingtekniikkaa käytetään biosirujen ja biosensoreiden valmistukseen. Tämä prosessi muuttaa biomateriaalien sähköisiä ominaisuuksia ja biologisia ominaisuuksia, mikä johtaa biosensoreihin, jotka ovat erittäin herkkiä, spesifisiä ja kustannustehokkaita.
• Muut kentät:Dopingtekniikkaa käytetään myös erilaisissa materiaaleissa, kuten magneettisissa, keraamisissa ja lasimateriaaleissa. Dopingin avulla näiden materiaalien magneettisia, mekaanisia ja optisia ominaisuuksia voidaan muuttaa, mikä johtaa korkean suorituskyvyn materiaaleihin ja laitteisiin.

Tärkeänä materiaalin muokkaustekniikkana dopingtekniikka on olennainen osa useilla aloilla. Dopingprosessin jatkuva parantaminen ja jalostaminen on välttämätöntä korkean suorituskyvyn materiaalien ja laitteiden aikaansaamiseksi.

Semicorex tarjoaakorkealaatuisia piikarbidiratkaisujapuolijohteiden diffuusioprosessiin. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com