آئن امپلانٽيشن هڪ طريقو آهي جيڪو هڪ خاص مقدار ۽ قسم جي نجاست کي شامل ڪرڻ لاءِ سيمي ڪنڊڪٽر مواد ۾ انهن جي برقي ملڪيت کي تبديل ڪرڻ لاءِ. نجاست جي مقدار ۽ تقسيم کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو.
حصو 1
آئن امپلانٽيشن جي عمل کي ڇو استعمال ڪيو وڃي
بجلي جي سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز جي تعمير ۾، روايتي جي P / N علائقي dopingsilicon wafersdiffusion ذريعي حاصل ڪري سگهجي ٿو. تنهن هوندي، ان ۾ نجاست جوهر جو ڦهلاءُ مسلسلsilicon carbideتمام گھٽ آهي، تنهنڪري ڊفيوشن جي عمل ذريعي چونڊيل ڊوپنگ حاصل ڪرڻ غير حقيقي آهي، جيئن تصوير 1 ۾ ڏيکاريل آهي. ٻئي طرف، آئن امپلانٽيشن جي گرمي پد جون حالتون ڊفيوشن جي عمل جي ڀيٽ ۾ گهٽ هونديون آهن، ۽ هڪ وڌيڪ لچڪدار ۽ صحيح ڊوپنگ ورهائي سگهي ٿي. ٺهڻ.
شڪل 1 سلکان ڪاربائيڊ مواد ۾ ڊفيوژن ۽ آئن امپلانٽيشن ڊوپنگ ٽيڪنالاجيز جو مقابلو
حصو 2
ڪيئن حاصل ڪجيsilicon carbideion implantation
عام اعلي توانائي آئن امپلانٽيشن سامان سلکان ڪاربائڊ پروسيسنگ پروسيسنگ جي عمل ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي بنيادي طور تي آئن جو ذريعو، پلازما، اسپيريشن اجزاء، تجزياتي مقناطيس، آئن بيم، ايڪسلريشن ٽيوب، پروسيس چيمبر، ۽ اسڪيننگ ڊسڪ، جيئن تصوير 2 ۾ ڏيکاريل آهي.
شڪل 2 سلڪون ڪاربائيڊ هاءِ انرجي آئن امپلانٽيشن سامان جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام
(ذريعو: "سيمڪڊڪٽر ٺاهيندڙ ٽيڪنالاجي")
سي سي آئن امپلانٽيشن عام طور تي تيز گرمي پد تي ڪيو ويندو آهي، جيڪو آئن بمباري جي ڪري ڪرسٽل لٽيڪس کي نقصان پهچائي سگھي ٿو. لاءِ4H-SiC ويفرزN-قسم جي علائقن جي پيداوار عام طور تي حاصل ڪئي ويندي آهي نائيٽروجن ۽ فاسفورس آئن کي امپلان ڪرڻ سان، ۽ پيداوارپي قسمعلائقن کي عام طور تي ايلومينيم آئنز ۽ بورون آئن لڳائڻ سان حاصل ڪيو ويندو آهي.
جدول 1. سي سي ڊيوائس جي پيداوار ۾ چونڊ ڊوپنگ جو مثال
(ذريعو: Kimoto، Cooper، Silicon Carbide ٽيڪنالاجي جا بنيادي اصول: واڌ، خاصيت، ڊوائيسز، ۽ ايپليڪيشنون)
شڪل 3 ملٽي اسٽيپ انرجي آئن امپلانٽيشن جو مقابلو ۽ ويفر مٿاڇري ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ورهائڻ
(ذريعو: G.Lulli، Ion Implantation جو تعارف)
آئن امپلانٽيشن واري علائقي ۾ يونيفارم ڊاپنگ ڪنسنٽريشن حاصل ڪرڻ لاءِ، انجنيئر اڪثر ڪري گھڻن قدمن جي آئن امپلانٽيشن کي استعمال ڪندا آھن ته جيئن امپلانٽيشن واري علائقي جي مجموعي ڪنسنٽريشن ورڇ کي ترتيب ڏيو (جيئن تصوير 3 ۾ ڏيکاريل آھي)؛ اصل عمل جي پيداوار جي عمل ۾، آئن امپلانٽر جي امپلانٽيشن توانائي ۽ امپلانٽيشن دوز کي ترتيب ڏيڻ سان، آئن امپلانٽيشن واري علائقي جي ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ۽ ڊاپنگ جي کوٽائي کي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، جيئن تصوير 4 ۾ ڏيکاريل آهي. (a) ۽ (b)؛ آئن امپلانٽر آپريشن دوران ويفر جي مٿاڇري کي ڪيترائي ڀيرا اسڪين ڪري ويفر جي مٿاڇري تي يونيفارم آئن امپلانٽيشن انجام ڏئي ٿو، جيئن تصوير 4. (c) ۾ ڏيکاريل آهي.
(c) آئن امپلانٽيشن دوران آئن امپلانٽر جي حرڪت جي رفتار
شڪل 4 آئن امپلانٽيشن جي عمل دوران، آئن امپلانٽيشن جي توانائي ۽ دوز کي ترتيب ڏيڻ سان ناپاڪي جي ڪنسنٽريشن ۽ کوٽائي کي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي.
III
سلکان ڪاربائيڊ آئن امپلانٽيشن لاءِ چالو ڪرڻ جو عمل
ڪنسنٽريشن، ورهائڻ واري ايراضي، چالو ڪرڻ جي شرح، جسم ۾ خرابيون ۽ آئن امپلانٽيشن جي مٿاڇري تي آئن امپلانٽيشن جي عمل جا بنيادي معيار آهن. اهڙا ڪيترائي عنصر آهن جيڪي انهن پيٽرولن جي نتيجن کي متاثر ڪن ٿا، جن ۾ امپلانٽيشن جي دوز، توانائي، مواد جي کرسٽل اورينٽيشن، امپلانٽيشن جي درجه حرارت، اينيلنگ جي درجه حرارت، اينيلنگ جو وقت، ماحول، وغيره شامل آهن. سلکان آئن امپلانٽيشن ڊوپنگ جي برعڪس، اهو اڃا تائين مڪمل طور تي ionize ڪرڻ ڏکيو آهي. آئن امپلانٽيشن ڊوپنگ کان پوءِ سلکان ڪاربائيڊ جي نجاست. مثال طور 4H-SiC جي غير جانبدار علائقي ۾ ايلومينيم قبول ڪندڙ آئنائيزيشن جي شرح کي مثال طور، 1×1017cm-3 جي ڊاپنگ ڪنسنٽريشن تي، قبول ڪندڙ آئنائيزيشن جي شرح صرف 15٪ ڪمري جي حرارت تي آهي (عام طور تي سلکان جي آئنائيزيشن جي شرح تقريبن آهي. 100٪). اعليٰ چالو ڪرڻ جي شرح ۽ گھٽ نقصن جو مقصد حاصل ڪرڻ لاءِ، آئن امپلانٽيشن کان پوءِ تيز گرمي پد جي اينيلنگ جو عمل استعمال ڪيو ويندو ته جيئن امپلانٽيشن دوران پيدا ٿيل اَمورفس عيب کي ٻيهر بحال ڪيو وڃي، ته جيئن امپلانٽ ٿيل ايٽم متبادل سائيٽ ۾ داخل ٿين ۽ چالو ٿي وڃن، جيئن ڏيکاريل آهي. شڪل 5 ۾. هن وقت، ماڻهن کي انيلنگ جي عمل جي ميکانيزم جي سمجھ اڃا تائين محدود آهي. annealing جي عمل جو ڪنٽرول ۽ ان جي کوٽائي سمجھڻ مستقبل ۾ آئن امپلانٽيشن جي تحقيق جي مرڪزن مان هڪ آهي.
شڪل 5 آئن امپلانٽيشن اينيلنگ کان اڳ ۽ پوءِ سلکان ڪاربائيڊ آئن امپلانٽيشن ايريا جي مٿاڇري تي ايٽمي ترتيب جي تبديلي جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام، جتي Vsiسلکان خالي جاين جي نمائندگي ڪري ٿو، VCڪاربان خالي جاين جي نمائندگي ڪري ٿو، سيiڪاربان ڀرڻ واري ايٽم جي نمائندگي ڪري ٿو، ۽ سيiسلڪون ڀرڻ واري ايٽم جي نمائندگي ڪري ٿو
آئن ايڪٽيويشن اينيلنگ ۾ عام طور تي فرنس اينيلنگ، تيز رفتار اينيلنگ ۽ ليزر اينيلنگ شامل آهن. SiC مواد ۾ سي ايٽم جي ٺهڻ جي ڪري، اينيلنگ جي گرمي عام طور تي 1800 ℃ کان وڌيڪ نه هوندي آهي؛ annealing ماحول عام طور تي هڪ inert گئس يا خال ۾ ڪيو ويندو آهي. مختلف آئنز سي سي ۾ مختلف عيب مرڪزن جو سبب بڻجن ٿا ۽ مختلف annealing گرمي پد جي ضرورت آهي. سڀ کان وڌيڪ تجرباتي نتيجن مان، اهو نتيجو ڪري سگهجي ٿو ته اعلي annealing گرمي پد، وڌيڪ چالو ڪرڻ جي شرح (جيئن تصوير 6 ۾ ڏيکاريل آهي).
تصوير 6 سي سي ۾ نائٽروجن يا فاسفورس امپلانٽيشن جي برقي چالو ڪرڻ جي شرح تي اينيلنگ جي درجه حرارت جو اثر (ڪمري جي حرارت تي)
(مجموعي امپلانٽيشن دوز 1×1014cm-2)
(ذريعو: Kimoto، Cooper، Silicon Carbide ٽيڪنالاجي جا بنيادي اصول: واڌ، خاصيت، ڊوائيسز، ۽ ايپليڪيشنون)
SiC آئن امپلانٽيشن کان پوءِ عام طور تي استعمال ٿيندڙ ايڪٽيويشن اينيلنگ جو عمل 1600 ℃ ~ 1700 ℃ تي Ar ماحول ۾ ڪيو ويندو آهي سي سي جي مٿاڇري کي ٻيهر بحال ڪرڻ ۽ ڊاپينٽ کي چالو ڪرڻ لاءِ، ان ڪري ڊاپڊ ايريا جي چالڪيت کي بهتر بڻائي ٿو. اينيلنگ کان اڳ، ڪاربان فلم جي هڪ پرت کي سطح جي حفاظت لاءِ ويفر جي مٿاڇري تي ڪوٽنگ ڪري سگهجي ٿو ته جيئن سي ڊيسورپشن ۽ مٿاڇري جي ايٽمي لڏپلاڻ جي ڪري مٿاڇري جي تباهي کي گهٽائي سگهجي، جيئن تصوير 7 ۾ ڏيکاريل آهي؛ annealing کان پوء، ڪاربان فلم oxidation يا corrosion ذريعي ختم ڪري سگهجي ٿو.
شڪل 7 4H-SiC ويفرز جي مٿاڇري جي خرابيءَ جو مقابلو ڪاربان فلم جي حفاظت سان يا ان کان سواءِ 1800 ℃ اينيلنگ درجه حرارت هيٺ
(ذريعو: Kimoto، Cooper، Silicon Carbide ٽيڪنالاجي جا بنيادي اصول: واڌ، خاصيت، ڊوائيسز، ۽ ايپليڪيشنون)
IV
سي سي آئن امپلانٽيشن جو اثر ۽ چالو ڪرڻ واري اينيلنگ عمل
آئن امپلانٽيشن ۽ بعد ۾ چالو ٿيڻ واري اينيلنگ لازمي طور تي خرابيون پيدا ڪنديون جيڪي ڊوائيس جي ڪارڪردگي کي گھٽائي ڇڏيندا آهن: پيچيده نقطي نقص، اسٽيڪنگ فالٽس (جيئن تصوير 8 ۾ ڏيکاريل آهي)، نئين ڊسڪشن، اٿل يا گہرے توانائي جي سطح جي خرابين، بيسل جهاز جي ڊسڪشن لوپ ۽ موجوده ڊسڪشن جي حرڪت. جيئن ته اعلي توانائي واري آئن بمباري واري عمل سان سي سي ويفر تي دٻاءُ وڌندو، تيز گرمي پد ۽ اعلي توانائي آئن امپلانٽيشن جو عمل ويفر وار پيج کي وڌائيندو. اهي مسئلا پڻ هدايت بڻجي چڪا آهن ته فوري طور تي سي سي آئن امپلانٽيشن ۽ اينيلنگ جي پيداوار جي عمل ۾ بهتر ۽ مطالعي جي ضرورت آهي.
شڪل 8 عام 4H-SiC لٽيس ترتيب ۽ مختلف اسٽيڪنگ فالٽس جي وچ ۾ مقابلي جو اسڪيمي ڊاگرام
(ذريعو: Nicolὸ Piluso 4H-SiC خرابيون)
V.
سلکان ڪاربائڊ آئن امپلانٽيشن جي عمل جي بهتري
(1) آئن امپلانٽيشن واري علائقي جي مٿاڇري تي هڪ پتلي آڪسائيڊ فلم رکيل آهي ته جيئن سلکان ڪاربائيڊ ايپيٽيڪسيل پرت جي مٿاڇري تي تيز توانائي واري آئن امپلانٽيشن جي ڪري امپلانٽيشن نقصان جي درجي کي گھٽائي سگهجي، جيئن تصوير 9 ۾ ڏيکاريل آهي. (a) .
(2) آئن امپلانٽيشن جي سامان ۾ ٽارگيٽ ڊسڪ جي معيار کي بهتر ڪريو، جيئن ويفر ۽ ٽارگيٽ ڊسڪ وڌيڪ ويجهڙائي سان ٺهڪي اچي، ويفر کي ٽارگيٽ ڊسڪ جي حرارتي چالکائي بهتر آهي، ۽ سامان ويفر جي پوئتي کي گرم ڪري ٿو. وڌيڪ هڪجهڙائي سان، سلکان ڪاربائيڊ ويفرز تي اعليٰ درجه حرارت ۽ اعليٰ توانائي واري آئن امپلانٽيشن جي معيار کي بهتر بنائڻ، جيئن ڏيکاريل آهي شڪل 9. (b).
(3) تيز گرمي پد annealing سامان جي آپريشن دوران گرمي پد جي اڀار جي شرح ۽ گرمي پد جي يونيفارم کي بهتر.
شڪل 9 آئن امپلانٽيشن جي عمل کي بهتر ڪرڻ جا طريقا
پوسٽ ٽائيم: آڪٽوبر-22-2024