Proses doping semikonduktor

Salah satu sifat unik bahan semikonduktor adalah konduktivitasnya, serta jenis konduktivitasnya (tipe-N atau tipe-P), dapat dibuat dan dikontrol melalui proses yang disebut doping. Hal ini melibatkan memasukkan pengotor khusus, yang dikenal sebagai dopan, ke dalam material untuk membentuk sambungan pada permukaan wafer. Industri ini menggunakan dua teknik doping utama: difusi termal dan implantasi ion.

Dalam difusi termal, bahan dopan dimasukkan ke permukaan lapisan atas wafer yang terbuka, biasanya menggunakan bukaan pada lapisan silikon dioksida. Dengan memberikan panas, dopan ini berdifusi ke dalam badan wafer. Jumlah dan kedalaman difusi ini diatur oleh aturan khusus yang berasal dari prinsip kimia, yang menentukan bagaimana dopan bergerak di dalam wafer pada suhu tinggi.

Sebaliknya, implantasi ion melibatkan penyuntikan bahan dopan langsung ke permukaan wafer. Sebagian besar atom dopan yang dimasukkan tetap diam di bawah lapisan permukaan. Mirip dengan difusi termal, pergerakan atom yang ditanamkan ini juga dikendalikan oleh aturan difusi. Implantasi ion sebagian besar telah menggantikan teknik difusi termal yang lama dan sekarang penting dalam produksi perangkat yang lebih kecil dan kompleks.

Proses dan Penerapan Doping Umum

1. Doping Difusi: Dalam metode ini, atom pengotor disebarkan ke dalam wafer silikon menggunakan tungku difusi suhu tinggi, yang membentuk lapisan difusi. Teknik ini terutama digunakan dalam pembuatan sirkuit terpadu skala besar dan mikroprosesor.

2. Doping Implantasi Ion: Proses ini melibatkan penyuntikan langsung ion pengotor ke dalam wafer silikon dengan implanter ion, sehingga menciptakan lapisan implantasi ion. Hal ini memungkinkan konsentrasi doping yang tinggi dan kontrol yang presisi, sehingga cocok untuk produksi chip dengan integrasi tinggi dan performa tinggi.

3. Doping Deposisi Uap Kimia: Dalam teknik ini, film yang didoping, seperti silikon nitrida, dibentuk pada permukaan wafer silikon melalui deposisi uap kimia. Metode ini menawarkan keseragaman dan kemampuan pengulangan yang sangat baik, sehingga ideal untuk pembuatan chip khusus.

4. Doping Epitaksi: Pendekatan ini melibatkan penumbuhan lapisan kristal tunggal yang diolah, seperti kaca silikon yang didoping fosfor, secara epitaksial pada substrat kristal tunggal. Ini sangat cocok untuk membuat sensor dengan sensitivitas tinggi dan stabilitas tinggi.

5. Metode Larutan: Metode larutan memungkinkan untuk memvariasikan konsentrasi doping dengan mengontrol komposisi larutan dan waktu perendaman. Teknik ini dapat diterapkan pada banyak material, terutama material dengan struktur berpori.

6. Metode Deposisi Uap: Metode ini melibatkan pembentukan senyawa baru dengan mereaksikan atom atau molekul eksternal dengan atom atau molekul yang ada di permukaan material, sehingga mengontrol doping material. Ini sangat cocok untuk doping film tipis dan material nano.

Setiap jenis proses doping memiliki karakteristik unik dan jangkauan penerapannya. Dalam penggunaan praktis, penting untuk memilih proses doping yang tepat berdasarkan kebutuhan spesifik dan sifat material untuk mencapai hasil doping yang optimal.

Teknologi doping memiliki penerapan yang luas di berbagai bidang:

• Manufaktur Semikonduktor:Doping adalah teknologi inti dalam manufaktur semikonduktor, yang terutama digunakan untuk membuat transistor, sirkuit terpadu, sel surya, dan banyak lagi. Proses doping mengubah sifat konduktivitas dan optoelektronik semikonduktor, memungkinkan perangkat memenuhi persyaratan fungsional dan kinerja tertentu.
• Kemasan Elektronik:Dalam kemasan elektronik, teknologi doping digunakan untuk meningkatkan konduktivitas termal dan sifat listrik bahan kemasan. Proses ini meningkatkan kinerja pembuangan panas dan keandalan perangkat elektronik.
• Sensor Kimia:Doping diterapkan secara luas di bidang sensor kimia untuk produksi membran dan elektroda sensitif. Dengan mengubah sensitivitas dan kecepatan respons sensor, doping memfasilitasi pengembangan perangkat yang memiliki sensitivitas, selektivitas, dan waktu respons yang cepat.
• Biosensor:Demikian pula dalam bidang biosensor, teknologi doping digunakan untuk memproduksi biochip dan biosensor. Proses ini mengubah sifat listrik dan karakteristik biologis biomaterial, sehingga menghasilkan biosensor yang sangat sensitif, spesifik, dan hemat biaya.
• Bidang Lainnya:Teknologi doping juga digunakan pada berbagai material, termasuk material magnet, keramik, dan kaca. Melalui doping, sifat magnetik, mekanik, dan optik dari material ini dapat diubah, sehingga menghasilkan material dan perangkat berperforma tinggi.

Sebagai teknik modifikasi material yang penting, teknologi doping merupakan bagian integral dari berbagai bidang. Meningkatkan dan menyempurnakan proses doping secara terus-menerus sangat penting untuk mencapai material dan perangkat berkinerja tinggi.

Penawaran Semicorexsolusi SiC berkualitas tinggiuntuk proses difusi semikonduktor. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com