Химия - Легирование - Легирование полупроводников

01 марта 2011


Оглавление:
1. Легирование
2. Легирование полупроводников
3. Легирование в металлургии
4. Примеры использования

При производстве полупроводниковых приборов легирование является одним из важнейших технологических процессов.

Цели легирования

Основная цель — изменить тип проводимости и концентрацию носителей в объёме полупроводника для получения заданных свойств. Самыми распространёнными легирующими примесями для кремния являются фосфор Р и мышьяк As и бор В.

Способы легирования

В настоящее время технологически легирование производится тремя способами: ионная имплантация, нейтронно-трансмутационное легирование и термодиффузия.

Ионная имплантация

Ионная имплантация позволяет контролировать параметры приборов более точно, чем термодиффузия, и получать более резкие pn-переходы. Технологически проходит в несколько этапов:

• Загонка атомов примеси из плазмы.
• Активация примеси, контроль глубины залегания и плавности pn-перехода путем отжига.

Ионная имплантация контролируется следующими параметрами:

• доза — количество примеси;
• энергия — определяет глубину залегания примеси;
• температура отжига — чем выше, тем быстрее происходит перераспределение носителей примеси;
• время отжига — чем дольше, тем сильнее происходит перераспределение примеси.

Нейтронно-трансмутационное легирование

При нейтронно-трансмутационном легировании легирующие примеси не вводятся в полупроводник, а образуются из атомов исходного вещества в результате ядерных реакций, вызванных облучением исходного вещества нейтронами. НТЛ позволяет получать монокристаллический кремний с особо равномерным распределением атомов примеси. Метод используется в основном для легирования подложки, особенно для устройств силовой электроники.

Когда облучаемым веществом является кремний, под воздействием потока тепловых нейтронов из изотопа кремния Si образуется радиоактивный изотоп Si, который затем распадается с образованием стабильного изотопа фосфора P. Образующийся P создаёт проводимость n-типа.

В России возможность нейтронно-трансмутационного легирования кремния в промышленных масштабах на реакторах АЭС и без ущерба для производства электроэнергии была показана в 1980 году. К 2004 году была доведена до промышленного использования технология по легированию слитков кремния диаметром до 85 мм, в частности, на Ленинградской АЭС..

Термодиффузия

Термодиффузия содержит следующие этапы:

• Осаждение легирующего материала.
• Термообработка для загонки примеси в легируемый материал.
• Удаление легирующего материала.

Просмотров: 5068

<<< Лётка

Лигатура (металлургия) >>>