Ion implantation o se auala e faʻaopoopoina ai se aofaʻi ma ituaiga o mea le mama i mea semiconductor e sui ai a latou mea eletise. O le aofaʻi ma le tufatufaina atu o mea leaga e mafai ona faʻatonutonu saʻo.
Vaega 1
Aisea e faʻaaogaina ai le faʻaogaina o le ion implantation
I le gaosiga o masini semiconductor mana, o le P/N itulagi doping o masanimasi fa'asilikonie mafai ona ausia e ala i le faʻasalalau. Ae ui i lea, o le faʻasalalauga faifaipea o atoms le mama i totonucarbide silikonie matua maualalo lava, o lea e le talafeagai le ausia o le doping filifilia e ala i le faʻasalalau faʻasalalauga, e pei ona faʻaalia i le Ata 1. I le isi itu, o le vevela tulaga o le faʻapipiʻiina o ion e maualalo ifo nai lo le faʻaogaina o le faʻasalalauga, ma o le sili atu ona fetuutuunai ma saʻo le tufatufaina o doping e mafai. e fai.
Ata 1 Fa'atusatusaga o le fa'asalalauina ma le fa'apipi'iina o le fa'aogaina o le fa'aogaina o le doping i mea fa'apipi'i carbide.
Vaega 2
Auala e ausia aicarbide silikonifa'apipi'i ion
O mea masani fa'apipi'i ion e fa'aaogaina i le gaosiga o le gaosiga o le kasa silicon carbide e masani lava ona aofia ai le puna o le ion, plasma, vaega o le aspiration, analytical magnets, ion beams, fa'avave fa'avave, potu fa'agasolo, ma tisiki su'esu'e, e pei ona fa'aalia i le Ata 2.
Ata 2 Ata fa'ata'ita'i o masini fa'apipi'i ion e maua ai le malosi ole silicon carbide
(Fa'apogai: “Semicconductor Manufacturing Technology”)
O le faʻapipiʻiina o le ion SiC e masani lava ona faia i le maualuga o le vevela, lea e mafai ona faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o le lattice tioata e mafua mai i le pomu ion. Mo4H-SiC wafers, o le gaosiga o vaega N-ituaiga e masani lava ona ausia e ala i le totoina o le nitrogen ma phosphorus ion, ma le gaosiga oP-ituaigavaega e masani lava ona ausia e ala i implanting ions alumini ma ions boron.
Fuafuaga 1. Fa'ata'ita'iga o le doping filifilia i le gaosiga o masini SiC
(Fa'apogai: Kimoto, Cooper, Fa'avae o Silicon Carbide Tekinolosi: Fa'atupulaia, Fa'amatalaga, Meafaigaluega, ma Talosaga)
Ata 3 Fa'atusatusaga o le fa'atupuina o le ion malosi fa'asolosolo ma le fa'asoa fa'atosina o le doping i luga o le eleele.
(Fa'apogai: G.Lulli, Introduction To Ion Implantation)
Ina ia ausia le tulaga tutusa o le doping i totonu o le ion implantation area, e masani ona faʻaogaina e inisinia le tele-step implantation e faʻafetaui ai le tufatufaina atu o le faʻaogaina o le nofoaga faʻapipiʻi (e pei ona faʻaalia i le Ata 3); i le faagasologa moni o le gaosiga, e ala i le fetuunaiga o le malosi o le totoina ma le fua o le totoina o le ion implanter, e mafai ona pulea le maualuga o le doping ma le loloto o le doping o le vaega o le totoina o le ion, e pei ona faaalia i le Ata 4. (a) ma le (b); e faia e le ion implanter le fa'apipi'iina o le ion i luga ole la'au wafer e ala ile su'esu'eina fa'atele o taimi ole fa'agaioiga, e pei ona fa'aalia ile Ata 4. (c).
(i) Fa'agaioiga ala o le ion implant a'o fa'apipi'i ion
Ata 4 I le taimi o le fa'aogaina o le ion, o le fa'aogaina o le eleelea ma le loloto e fa'atonutonuina e ala i le fetu'una'i o le fa'atupuina o le ion ma le fua.
III
Fa'agaioiga fa'agaioiga mo le fa'apipi'iina o ion ion silicon carbide
O le faʻatonuga, faʻasalalauga vaega, faʻagaioiga fua, faʻaletonu i le tino ma luga o le faʻaogaina o le ion implantation o mea autu ia o le faʻaogaina o le ion implantation process. E tele mea e aʻafia ai taunuuga o nei taʻaloga, e aofia ai fua faʻapipiʻi, malosi, faʻataʻitaʻiga tioata o mea, vevela faʻapipiʻiina, vevela vevela, taimi faʻafefe, siosiomaga, ma isi. o le le mama o le silikon carbide ina ua uma le ion implantation doping. O le faʻaaogaina o le alumini tali ionization fua faatatau i le itulagi le faaituau o le 4H-SiC e fai ma faʻataʻitaʻiga, i le doping concentration o le 1 × 1017cm-3, o le fua faatatau o le ionization taliaina e na o le 15% i le vevela o le potu (e masani lava o le fua o le ionization o le silicon e tusa 100%). Ina ia ausia le sini o le maualuga o le activation rate ma le itiiti ifo o faaletonu, o le a faʻaaogaina se faʻaogaina o le vevela maualuga pe a maeʻa le faʻapipiʻiina o le ion e toe faʻaleleia ai faʻaletonu amorphous na faʻatupuina i le taimi o le faʻapipiʻiina, ina ia ulu atu i totonu o le nofoaga sui ma faʻaalia, e pei ona faʻaalia. i le Ata 5. I le taimi nei, o loʻo faʻatapulaʻaina le malamalama o tagata i le faiga o le faʻagasologa o faʻamaʻi. O le fa'atonutonuina ma le loloto o le malamalama i le fa'agasologa o le fa'atosina o se tasi lea o su'esu'ega fa'atatau i le fa'atupuina o ion i le lumana'i.
Ata 5 Ata fa'ata'ita'i o le suiga o le fa'atulagaina o atomic i luga o le vaega o lo'o fa'apipi'iina ai ion carbide a'o le'i ma ina ua mae'a le fa'apipi'iina o le ion, lea V.sio lo'o fa'atusalia avanoa fa'akolikeni, VCe fai ma sui o avanoa kaponi, Cio lo'o fa'atusalia ai atoma fa'atumu kaponi, ma Siio lo'o fa'atusalia ai atoma fa'atumuina le silikoni
Ion activation annealing e masani ona aofia ai le ogaumu fa'atosina, fa'atosina vave ma le laser fa'amau. Ona o le sublimation o Si atoms i mea SiC, o le vevela vevela e masani lava e le sili atu i le 1800 ℃; o le atemosifia faʻafefe e masani lava ona faia i totonu o se kesi lemu poʻo le gaogao. O ion eseese e mafua ai nofoaga fa'aletonu eseese i le SiC ma e mana'omia ai le vevela fa'afefe. Mai le tele o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, e mafai ona faʻamaonia e faapea o le maualuga o le vevela faʻafefe, o le maualuga lea o le faʻagaioiga fua (e pei ona faʻaalia i le Ata 6).
Ata 6 A'afiaga o le vevela fa'afefe i le fa'agaoioia o le eletise o le nitrogen po'o le phosphorus implantation i SiC (i le potu vevela)
(Aofa'i fua fa'ato'a 1×1014cm-2)
(Fa'apogai: Kimoto, Cooper, Fa'avae o Silicon Carbide Tekinolosi: Fa'atupulaia, Fa'amatalaga, Meafaigaluega, ma Talosaga)
O le faʻaaogaina masani faʻagaioiga faʻagasologa faʻasolosolo ina ua maeʻa le faʻapipiʻiina o le ion SiC o loʻo faʻatinoina i totonu o le Ar atemosifia i le 1600 ℃ ~ 1700 ℃ e toe faʻaleleia ai le SiC luga ma faʻagaoioia le dopant, ma faʻaleleia atili ai le amio o le nofoaga doped; a'o le'i fa'afefeteina, e mafai ona fa'apipi'i se vaega o le kaponi ata i luga ole la'au wafer mo le puipuiga o luga e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o luga e mafua mai i le Si desorption ma le femalaga'iga atomic i luga, e pei ona fa'aalia i le Ata 7; a maeʻa faʻamaʻi, e mafai ona aveese le ata tifaga carbon e ala i le faʻamaʻiina poʻo le pala.
Ata 7 Fa'atusatusaga o le ga'a o luga ole 4H-SiC wafers fa'atasi ai ma le leai o se puipuiga o ata kaponi i lalo ole 1800℃ vevela fa'afefe.
(Fa'apogai: Kimoto, Cooper, Fa'avae o Silicon Carbide Tekinolosi: Fa'atupulaia, Fa'amatalaga, Meafaigaluega, ma Talosaga)
IV
Le aʻafiaga o le faʻapipiʻiina o le ion SiC ma le faʻagaioiina o le faʻaogaina o le faʻagasologa
O le fa'apipi'iina o le ion ma le fa'agaoioiga mulimuli ane o le a maua mai ai fa'aletonu e fa'aitiitia ai le fa'atinoga o masini: fa'aletonu lavelave, fa'aputu fa'aletonu (e pei ona fa'aalia i le Ata 8), fa'aletonu fou, fa'aletonu papa'u po'o le loloto o le malosi, va'a va'ava'a va'alele ma fe'avea'i o fa'aletonu o lo'o iai. Talu ai ona o le faʻagasologa o le osofaʻi o le ion maualuga o le a mafua ai le atuatuvale i le SiC wafer, o le maualuga o le vevela ma le maualuga o le malosi o le ion implantation process o le a faʻateleina ai le warpage wafer. O nei faʻafitauli ua avea foʻi ma taʻiala e manaʻomia vave ona faʻaleleia ma suʻesuʻeina i le gaosiga o le gaosiga o le SiC ion implantation ma annealing.
Ata 8 Ata fa'ata'ita'i o le fa'atusatusaga i le va o fa'asologa masani o lattice 4H-SiC ma fa'aletonu fa'aputu eseese.
(Fa'apogai: Nicolὸ Piluso 4H-SiC Defects)
V.
Fa'aleleia atili o le fa'agasologa o le fa'apipi'iina o le kasa silikoni
(1) O se ata manifinifi oxide o loʻo taofia i luga o le vaega o le faʻapipiʻiina o le ion e faʻaitiitia ai le maualuga o le faʻaleagaina o le faʻapipiʻiina e mafua mai i le maualuga o le malosi o le ion implantation i luga ole laiga epitaxial silicon carbide, e pei ona faʻaalia i le Ata 9. (a) .
(2) Faʻaleleia le tulaga lelei o le tisiki sini i totonu o meafaigaluega faʻapipiʻi ion, ina ia sili atu le vavalalata o le wafer ma le tisiki sini, e sili atu le lelei o le conductivity vevela o le tisiki sini i le wafer, ma faʻamafanafanaina meafaigaluega tua o le wafer. sili atu tulaga tutusa, faʻaleleia le lelei o le maualuga o le vevela ma le maualuga o le malosi o le ion implantation i luga o carbide wafers, e pei ona faʻaalia i le Ata 9. (b).
(3) Fa'amalieina le maualuga o le maualuga o le vevela ma le tutusa o le vevela i le taimi o le faʻaogaina o meafaigaluega faʻafefe maualuga.
Ata 9 Metotia mo le fa'aleleia o le fa'agasologa o le fa'apipi'iina o ion
Taimi meli: Oke-22-2024