Apa itu Proses Doping?

Dalam pembuatan kemurnian ultra-tinggiwafer, wafer harus mencapai standar kemurnian lebih dari 99,999999999% untuk memastikan sifat dasar semikonduktor. Paradoksnya, untuk mencapai konstruksi fungsional sirkuit terpadu, pengotor spesifik harus dimasukkan secara lokal ke permukaan wafer melalui proses doping. Hal ini karena silikon kristal tunggal murni memiliki konsentrasi pembawa bebas yang sangat rendah pada suhu kamar. Konduktivitasnya mendekati isolator, sehingga tidak mungkin membentuk arus efektif. Proses doping mengatasi hal ini dengan mengatur unsur doping dan konsentrasi doping.

Dua teknik doping utama:

1. Difusi suhu tinggi adalah metode konvensional untuk doping semikonduktor. Idenya adalah untuk memperlakukan semikonduktor pada suhu tinggi, yang menyebabkan atom pengotor berdifusi dari permukaan semikonduktor ke bagian dalamnya. Karena atom pengotor biasanya lebih besar dari atom semikonduktor, gerakan termal atom dalam kisi kristal diperlukan untuk membantu pengotor ini menempati rongga interstitial. Dengan mengontrol parameter suhu dan waktu secara hati-hati selama proses difusi, distribusi pengotor dapat dikontrol secara efektif berdasarkan karakteristik ini. Metode ini dapat digunakan untuk membuat sambungan doping yang dalam, seperti struktur sumur ganda dalam teknologi CMOS.

2.Implantasi ion adalah teknik doping utama dalam pembuatan semikonduktor, yang memiliki beberapa keunggulan, seperti akurasi doping yang tinggi, suhu proses yang rendah, dan sedikit kerusakan pada bahan substrat. Secara khusus, proses implantasi ion memerlukan pengionan atom pengotor untuk menghasilkan ion bermuatan, kemudian mempercepat ion-ion tersebut melalui medan listrik intensitas tinggi untuk membentuk berkas ion berenergi tinggi. Permukaan semikonduktor kemudian terkena ion yang bergerak cepat ini, memungkinkan implantasi presisi dengan kedalaman doping yang dapat disesuaikan. Teknik ini sangat berguna untuk membuat struktur persimpangan yang dangkal, seperti daerah sumber dan saluran MOSFET, dan memungkinkan kontrol presisi tinggi atas distribusi dan konsentrasi pengotor.

Faktor terkait doping:

1. Unsur Doping

Semikonduktor tipe N dibentuk dengan memasukkan unsur Golongan V (seperti fosfor dan arsenik), sedangkan semikonduktor tipe P dibentuk dengan memasukkan unsur Golongan III (seperti boron). Sementara itu, kemurnian elemen doping berdampak langsung pada kualitas bahan doping, dengan dopan dengan kemurnian tinggi membantu mengurangi cacat tambahan.

2. Konsentrasi Doping

Meskipun konsentrasi rendah tidak mampu meningkatkan konduktivitas secara signifikan, konsentrasi tinggi cenderung merusak kisi-kisi dan meningkatkan risiko kebocoran.

3. Parameter Kontrol Proses

Efek difusi atom pengotor dipengaruhi oleh suhu, waktu, dan kondisi atmosfer. Dalam implantasi ion, kedalaman dan keseragaman doping ditentukan oleh energi ion, dosis, dan sudut datang.

---

Semicorex menawarkan kualitas tinggisolusi SiCuntuk proses difusi semikonduktor. Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami.