ʻO ka implantation Ion kahi ʻano o ka hoʻohui ʻana i kekahi nui a me ke ʻano o nā haumia i nā mea semiconductor e hoʻololi i kā lākou mau waiwai uila. Hiki ke mālama pono ʻia ka nui a me ka puʻunaue ʻana o nā haumia.
Mahele 1
No ke aha e hoʻohana ai i ke kaʻina hana implantation
I ka hana ʻana i nā mana semiconductor mana, ka P/N ʻāina doping o nā kuʻunawafer silikahiki ke hoʻokō ʻia me ka diffusion. Eia naʻe, ʻo ka diffusion mau o nā ʻātoma haumia i lokokalapona kalaponahe haʻahaʻa loa, no laila he mea kūpono ʻole ka hoʻokō ʻana i ka doping koho ma ke kaʻina diffusion, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka Figure 1. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ʻoi aku ka haʻahaʻa o nā kūlana wela o ka implantation ion ma mua o ke kaʻina hana diffusion, a ʻoi aku ka maʻalahi a me ka pololei o ka hāʻawi doping hiki. e hookumuia.
Kiʻi 1 Ka hoʻohālikelike ʻana o ka diffusion a me nā ʻenehana doping hoʻokomo ʻana i nā ion i loko o nā mea carbide silika.
Mahele 2
Pehea e hoʻokō aikalapona kalaponahoʻokomo ion
ʻO nā mea hana implantation ion kiʻekiʻe kiʻekiʻe i hoʻohana ʻia i ke kaʻina hana hana silicon carbide ka nui o kahi kumu ion, plasma, ʻāpana aspiration, analytical magnets, ion beams, acceleration tubes, process chambers, and scanning disks, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 2.
Kiʻi 2 kiʻi kiʻi kiʻi kiʻi kiʻekiʻe carbide kiʻekiʻe-ʻikena implantation lako
(Kumu: “Semiconductor Manufacturing Technology”)
Hoʻokomo pinepine ʻia ka hoʻokomo ʻana i ka ion SiC i ka wela kiʻekiʻe, hiki ke hōʻemi i ka pōʻino o ka lattice crystal i hoʻokumu ʻia e ka pōʻino ion. No ka mea4H-SiC wafersʻO ka hana ʻana o nā wahi N-type maʻamau e hoʻokō ʻia e ka hoʻokomo ʻana i nā ion nitrogen a me ka phosphorus, a me ka hana ʻana oʻAno-PLoaʻa ʻia nā wahi ma ka hoʻokomo ʻana i nā ion alumini a me nā ion boron.
Papa 1. Ka laʻana o ka doping koho i ka hana ʻana i nā mea hana SiC
(Source: Kimoto, Cooper, Fundamentals of Silicon Carbide Technology: Growth, Characterization, Devices, and Applications)
Kiʻi 3 Ka hoʻohālikelike ʻana o ka hoʻokomo ʻana i ka ikehu ion implantation a me ka hāʻawi ʻana i ka ʻike doping ma luna o ka wafer.
(Source: G.Lulli, Introduction To Ion Implantation)
I mea e hoʻokō ai i ka hoʻopaʻa ʻana o ka doping ma ka wahi implantation ion, hoʻohana maʻamau ka poʻe ʻenekinia i ka implantation multi-step implantation no ka hoʻoponopono ʻana i ka hāʻawi ʻana o ka nui o ka wahi implantation (e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 3); i ke kaʻina hana maoli kaʻina hana, ma ka hoʻololi ʻana i ka ikehu implantation a me ka nui o ka implantation o ka implanter ion, hiki ke hoʻomalu ʻia ka ʻike doping a me ka hohonu o ka doping o ka implantation wahi, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 4. (a) a me (b); hana ka mea hoʻokomo ion i ka hoʻokomo ʻana i ka ion ma luna o ka ʻili wafer ma ka nānā ʻana i ka ʻili wafer i nā manawa he nui i ka wā e hana ai, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 4. (c).
(c) Ka neʻe ʻana o ka mea hoʻokomo ion i ka wā o ka hoʻokomo ʻana i ka ion
Kiʻi 4 I ka wā o ke kaʻina hana implantation, ua hoʻomalu ʻia ka ʻike haumia a me ka hohonu ma o ka hoʻoponopono ʻana i ka ikehu implantation ion a me ka nui.
III
Kaʻina hana annealing hoʻāla no ka hoʻokomo ʻana i nā kinikona carbide implantation
ʻO ka noʻonoʻo, ka māhele māhele, ka wikiwiki o ka hoʻouluʻana, nā hemahema i loko o ke kino a ma kaʻili o ka implantation ion nā palena nui o ke kaʻina hana implantation. Nui nā mea e pili ana i nā hopena o kēia mau ʻāpana, e like me ka implantation dose, ikehu, crystal orientation o ka mea, implantation temperature, annealing temperature, annealing time, environment, etc. nā haumia o ka carbide silika ma hope o ka doping implantation ion. ʻO ka lawe ʻana i ka nui o ka ionization ʻae alumini ma ka ʻāina kūʻokoʻa o 4H-SiC ma ke ʻano he laʻana, ma kahi ʻano doping o 1 × 1017cm-3, ʻo ka nui o ka ionization ʻae ʻia ma kahi o 15% wale nō i ka lumi wela (ʻo ka maʻamau ka nui o ka ionization o ke silika. 100%). I mea e hoʻokō ai i ka pahuhopu o ka helu hoʻoulu kiʻekiʻe a me nā hemahema liʻiliʻi, e hoʻohana ʻia kahi kaʻina hana annealing kiʻekiʻe ma hope o ka hoʻokomo ʻana i ka ion e hoʻihoʻi hou i nā hemahema amorphous i hana ʻia i ka wā implantation, i komo nā atom i hoʻokomo ʻia i ke kahua pani a hoʻāla ʻia, e like me ka mea i hōʻike ʻia. i ke Kiʻi 5. I kēia manawa, ua kaupalena ʻia ka ʻike o ka poʻe i ke ʻano o ka hana annealing. ʻO ka hoʻomalu a me ka ʻike hohonu o ke kaʻina hana annealing kekahi o nā mea noiʻi o ka implantation ion i ka wā e hiki mai ana.
Kiʻi 5 Kiʻi kiʻi kiʻi o ka hoʻololi ʻana o ka hoʻonohonoho ʻātoma ma luna o ka ʻili o ka wahi i hoʻokomo ʻia ai ka silika carbide ion ma mua a ma hope o ka hoʻopili ʻana i ka ion implantation annealing, kahi Vsihōʻike i nā hakahaka silika, VChōʻike i nā hakahaka kalapona, Cihōʻike i nā ʻātoma hoʻopiha kalapona, a me Siihōʻike i nā ʻātoma hoʻopiha silika
ʻO ka hoʻoulu ʻana o ka Ion e pili ana i ka hoʻopili ʻana i ka umu ahi, ka annealing wikiwiki a me ka annealing laser. Ma muli o ka sublimation o Si atoms i nā mea SiC, ʻaʻole i ʻoi aku ka mahana o ka annealing ma mua o 1800 ℃; lawe ʻia ka ea hoʻohuihui i loko o ke kinoea inert a i ʻole ka momi. Hoʻokumu nā iona ʻokoʻa i nā kikowaena kīnā ʻē aʻe i SiC a koi i nā mahana annealing ʻokoʻa. Mai ka hapa nui o nā hopena hoʻokolohua, hiki ke hoʻoholo ʻia ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka mahana annealing, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka wikiwiki hoʻāla (e like me ka hōʻike ʻana ma ka Figure 6).
Kiʻi 6 Ka hopena o ka wela hoʻoheheʻe ʻana i ka nui o ka hoʻāla ʻana o ka uila o ka nitrogen a i ʻole ka phosphorus implantation ma SiC (ma ka lumi wela)
(Ka huina implantation dose 1×1014cm-2)
(Source: Kimoto, Cooper, Fundamentals of Silicon Carbide Technology: Growth, Characterization, Devices, and Applications)
Hoʻohana ʻia ke kaʻina hana annealing maʻamau ma hope o ka hoʻokomo ʻana i ka ion SiC i kahi lewa Ar ma 1600 ℃ ~ 1700 ℃ e hoʻihoʻi hou i ka ʻili SiC a hoʻāla i ka dopant, a laila e hoʻomaikaʻi ai i ka conductivity o ka wahi doped; ma mua o ka hoʻopili ʻana, hiki ke uhi ʻia kahi ʻāpana kalapona kiʻiʻoniʻoni ma luna o ka ʻili wafer no ka pale ʻana i ka ʻili e hōʻemi i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana o ka ʻili ma muli o ka desorption Si a me ka neʻe ʻana o ka ʻili, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 7; ma hope o ka annealing, hiki ke wehe ʻia ke kiʻi kalapona e ka oxidation a i ʻole corrosion.
Kiʻi 7 Ka hoʻohālikelike ʻana i ka ʻeleʻele o ka ʻili o nā wafers 4H-SiC me ka pale kalapona kiʻiʻoniʻoni a i ʻole ma lalo o 1800 ℃ ka wela annealing.
(Source: Kimoto, Cooper, Fundamentals of Silicon Carbide Technology: Growth, Characterization, Devices, and Applications)
IV
Ka hopena o ka hoʻokomo ʻana o ka ion SiC a me ke kaʻina hana annealing
ʻO ka hoʻokomo ʻana o ka Ion a me ka hoʻoulu ʻana ma hope o ka hoʻoulu ʻana e hoʻopuka i nā hemahema e hōʻemi i ka hana ʻana o ka mea hana: nā hemahema kikoʻī, nā hewa hoʻopaʻa (e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 8), nā dislocations hou, nā hemahema o ka ikehu pāpaʻu a hohonu paha, nā puka puka dislocation o ka mokulele a me ka neʻe ʻana o nā dislocations. Ma muli o ke kaʻina hana hoʻokuʻu ʻana i ka ikehu kiʻekiʻe e hoʻoulu i ke koʻikoʻi i ka wafer SiC, ʻo ke kaʻina hana implantation ion kiʻekiʻe a me ka ikaika e hoʻonui i ka warpage wafer. Ua lilo kēia mau pilikia i alakaʻi e pono e hoʻopaʻa ʻia a hoʻopaʻa ʻia i ke kaʻina hana o SiC ion implantation a me annealing.
Kiʻi 8 Schematic diagram o ka hoʻohālikelike ma waena o 4H-SiC lattice hoʻonohonoho maʻamau a me nā hewa hoʻopaʻa ʻokoʻa.
(Kumu: Nicolὸ Piluso 4H-SiC Defects)
V.
Hoʻomaikaʻi i ke kaʻina hana implantation silicon carbide ion
(1) Hoʻopaʻa ʻia kahi kiʻi ʻoniʻoni lahilahi ma ka ʻili o ka wahi implantation ion e hōʻemi i ke kiʻekiʻe o ka pōʻino implantation i hoʻokumu ʻia e ka hoʻokomo ʻana i ka ikehu kiʻekiʻe i ka ʻili o ka papa epitaxial silicon carbide, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 9. (a) .
(2) E hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka disk i hoʻopaʻa ʻia i loko o nā lako implantation ion, i pili pono ka wafer a me ka disk target, ʻoi aku ka maikaʻi o ka conductivity thermal o ka disk target i ka wafer, a hoʻomaʻamaʻa nā mea hana i ke kua o ka wafer. ʻoi aku ka lōʻihi, e hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka hoʻokomo ʻana i ka ion kiʻekiʻe a me ka ikehu kiʻekiʻe ma luna o nā wafers silicon carbide, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 9. (b).
(3) E hoʻonui i ka piʻi ʻana o ka mahana a me ka like ʻana o ka mahana i ka wā o ka hana ʻana o nā mea hana annealing kiʻekiʻe.
Kiʻi 9 Nā ala no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kaʻina hana implantation ion
Ka manawa hoʻouna: Oct-22-2024